JP3012401B2 - 交流開閉器 - Google Patents
交流開閉器Info
- Publication number
- JP3012401B2 JP3012401B2 JP4175814A JP17581492A JP3012401B2 JP 3012401 B2 JP3012401 B2 JP 3012401B2 JP 4175814 A JP4175814 A JP 4175814A JP 17581492 A JP17581492 A JP 17581492A JP 3012401 B2 JP3012401 B2 JP 3012401B2
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- JP
- Japan
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- switch
- optical thyristor
- command
- mechanical switch
- gate
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- Keying Circuit Devices (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機械式開閉器と光サイ
リスタを並用したハイブリッド方式の交流開閉器に関す
る。
リスタを並用したハイブリッド方式の交流開閉器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、交流開閉器として、交流電流を高
速に開閉するためにサイリスタなどの半導体素子を使用
した交流開閉器が採用されているが、半導体素子は通電
時に損失が発生するという問題がある。
速に開閉するためにサイリスタなどの半導体素子を使用
した交流開閉器が採用されているが、半導体素子は通電
時に損失が発生するという問題がある。
【０００３】この損失の発生を防ぐため、図４に示すよ
うに、半導体開閉器１と機械式開閉器２を並列接続し、
開閉過渡時のオン・オフ動作を半導体開閉器１で行い、
定常の通電動作を機械式開閉器２で行うことによりオン
・オフ動作を高速にし、しかも通電ロスの少ないハイブ
リッド方式の交流開閉器が提案されている。
うに、半導体開閉器１と機械式開閉器２を並列接続し、
開閉過渡時のオン・オフ動作を半導体開閉器１で行い、
定常の通電動作を機械式開閉器２で行うことによりオン
・オフ動作を高速にし、しかも通電ロスの少ないハイブ
リッド方式の交流開閉器が提案されている。
【０００４】このハイブリッド方式の交流開閉器におい
て、電圧・大電流の開閉には絶縁，耐圧，電流容量，素
子のドライブの容易性等から半導体開閉器１に光サイリ
スタと使用するものが多い。
て、電圧・大電流の開閉には絶縁，耐圧，電流容量，素
子のドライブの容易性等から半導体開閉器１に光サイリ
スタと使用するものが多い。
【０００５】光サイリスタ（ホトサイリスタ）は、その
オン動作に駆動用発光ダイオード（ＬＥＤ）による光信
号でなされ、光ファイバーを通した地上側からの光伝送
により絶縁を容易にする。
オン動作に駆動用発光ダイオード（ＬＥＤ）による光信
号でなされ、光ファイバーを通した地上側からの光伝送
により絶縁を容易にする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の光サイリスタを
使用したハイブリッド方式の交流開閉器において、光サ
イリスタの駆動用発光ダイオードは、寿命が短いため長
い時間連続して光サイリスタを駆動することはできな
い。
使用したハイブリッド方式の交流開閉器において、光サ
イリスタの駆動用発光ダイオードは、寿命が短いため長
い時間連続して光サイリスタを駆動することはできな
い。
【０００７】従来、回路をオン（閉）させる場合、図５
に期間ＴONで示すように、光サイリスタ１と機械式開閉
器２の両方に同時にオン（入）指令を与え、最初に光サ
イリスタを通電状態にし、これに遅れて機械式開閉器が
通電状態になったときに光サイリスタの駆動を停止させ
る。これにより、光サイリスタの駆動時間は機械式開閉
器のオン遅れ時間Ｔ1だけの短い時間を得るようにして
いる。
に期間ＴONで示すように、光サイリスタ１と機械式開閉
器２の両方に同時にオン（入）指令を与え、最初に光サ
イリスタを通電状態にし、これに遅れて機械式開閉器が
通電状態になったときに光サイリスタの駆動を停止させ
る。これにより、光サイリスタの駆動時間は機械式開閉
器のオン遅れ時間Ｔ1だけの短い時間を得るようにして
いる。
【０００８】一方、回路をオフ（開）させる場合、機械
式開閉器２のみが通電状態にあるため、図５に期間Ｔ
OFFで示すように切指令を与える前に光サイリスタを駆
動し、その後に機械式開閉器に切指令を与え、機械式開
閉器のオフ後に光サイリスタのみで通電する待機状態を
得、この状態から切指令が与えられたときに光サイリス
タをオフさせることにより高速のオフ動作を得るように
している。
式開閉器２のみが通電状態にあるため、図５に期間Ｔ
OFFで示すように切指令を与える前に光サイリスタを駆
動し、その後に機械式開閉器に切指令を与え、機械式開
閉器のオフ後に光サイリスタのみで通電する待機状態を
得、この状態から切指令が与えられたときに光サイリス
タをオフさせることにより高速のオフ動作を得るように
している。
【０００９】従って、従来のものは光サイリスタの駆動
時間が機械式開閉器の遅れで長くなり、特に回路のオフ
には待機状態が比較的長い時間になり、この間には光サ
イリスタが駆動されつづけてしまい、駆動用発光ダイオ
ードの寿命の上で好ましくない動作となってしまう。
時間が機械式開閉器の遅れで長くなり、特に回路のオフ
には待機状態が比較的長い時間になり、この間には光サ
イリスタが駆動されつづけてしまい、駆動用発光ダイオ
ードの寿命の上で好ましくない動作となってしまう。
【００１０】本発明の目的は、回路のオン・オフに光サ
イリスタの駆動時間を短縮した交流開閉器を提供するこ
とにある。
イリスタの駆動時間を短縮した交流開閉器を提供するこ
とにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題の解決
を図るため、機械式開閉器と光サイリスタを並列接続し
たハイブリッド方式の交流開閉器において、前記機械式
開閉器のオン・オフ状態を検出するオン・オフ検出手段
（２Ａ）と、前記光サイリスタの電流が零クロス点から
設定幅内にある期間を検出するウィンドウコンパレータ
（３）と、交流開閉器の入指令から待機切指令までを記
憶すると共に前記機械式開閉器の入切制御信号にする第
１の記憶回路（８）と、前記入指令から交流開閉器の切
指令までを記憶する第２の記憶回路（７）と、前記オン
・オフ検出手段がオフ検出中又は前記第１の記憶回路が
切制御信号を発生中であって前記第２の記憶回路が入指
令を記憶中に前記ウィンドウコンパレータの出力を前記
光サイリスタの駆動信号にするゲート回路（５，６）と
を備えたことを特徴とする。
を図るため、機械式開閉器と光サイリスタを並列接続し
たハイブリッド方式の交流開閉器において、前記機械式
開閉器のオン・オフ状態を検出するオン・オフ検出手段
（２Ａ）と、前記光サイリスタの電流が零クロス点から
設定幅内にある期間を検出するウィンドウコンパレータ
（３）と、交流開閉器の入指令から待機切指令までを記
憶すると共に前記機械式開閉器の入切制御信号にする第
１の記憶回路（８）と、前記入指令から交流開閉器の切
指令までを記憶する第２の記憶回路（７）と、前記オン
・オフ検出手段がオフ検出中又は前記第１の記憶回路が
切制御信号を発生中であって前記第２の記憶回路が入指
令を記憶中に前記ウィンドウコンパレータの出力を前記
光サイリスタの駆動信号にするゲート回路（５，６）と
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
【作用】ウィンドウコンパレータによって光サイリスタ
の駆動を電流零近辺に限る間欠駆動によって駆動時間を
短縮し、このウィンドウコンパレータの出力を光サイリ
スタのオンから機械式開閉器の遅れたオンまでの期間
と、待機切指令から機械式開閉器の遅れたオフまでの期
間及び切指令までの期間を記憶回路とゲート回路によっ
て生成する。
の駆動を電流零近辺に限る間欠駆動によって駆動時間を
短縮し、このウィンドウコンパレータの出力を光サイリ
スタのオンから機械式開閉器の遅れたオンまでの期間
と、待機切指令から機械式開閉器の遅れたオフまでの期
間及び切指令までの期間を記憶回路とゲート回路によっ
て生成する。
【００１３】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。ウィンドウコンパレータ３は光サイリスタ１の電流
検出信号がウィンドウ幅設定信号Ｉset内にあるか否か
を検出する。光サイリスタ１の電流検出信号は電流器４
とその電流−電圧変換手段としての抵抗（図示省略）さ
らにはノイズ除去フィルタを通して取出す。
る。ウィンドウコンパレータ３は光サイリスタ１の電流
検出信号がウィンドウ幅設定信号Ｉset内にあるか否か
を検出する。光サイリスタ１の電流検出信号は電流器４
とその電流−電圧変換手段としての抵抗（図示省略）さ
らにはノイズ除去フィルタを通して取出す。
【００１４】ウィンドウ幅設定信号Ｉsetは、光サイリ
スタ１を流れる電流の零クロス点を中心として所定レベ
ルを有して設定される。この設定信号Ｉsetと光サイリ
スタ１の電流波形との関係は、図２に示すようになる。
即ち、電流Ｉが零クロス点近くにある時間だけコンパレ
ータ３に出力を得、この時間が後述のように光サイリス
タ１の駆動期間にされ、光サイリスタ１は従来の連続駆
動に代えて間欠駆動にされる。
スタ１を流れる電流の零クロス点を中心として所定レベ
ルを有して設定される。この設定信号Ｉsetと光サイリ
スタ１の電流波形との関係は、図２に示すようになる。
即ち、電流Ｉが零クロス点近くにある時間だけコンパレ
ータ３に出力を得、この時間が後述のように光サイリス
タ１の駆動期間にされ、光サイリスタ１は従来の連続駆
動に代えて間欠駆動にされる。
【００１５】コンパレータ３の出力はアンドゲート５の
１つの入力にされ、このアンドゲート５の他の２入力に
はオアゲート６とフリップフロップ７の出力Ｂが与えら
れる。
１つの入力にされ、このアンドゲート５の他の２入力に
はオアゲート６とフリップフロップ７の出力Ｂが与えら
れる。
【００１６】オアゲート６は機械式開閉器２のオン・オ
フ検出信号ＨＣとフリップフロップ８のセット状態の反
転信号が入力とされる。検出信号ＨＣは本実施例では機
械式開閉器２の補助接点２Ａのオン・オフ状態から得
る。
フ検出信号ＨＣとフリップフロップ８のセット状態の反
転信号が入力とされる。検出信号ＨＣは本実施例では機
械式開閉器２の補助接点２Ａのオン・オフ状態から得
る。
【００１７】フリップフロップ７，８は交流開閉器（光
サイリスタ１と機械式開閉器２）の入指令でそれぞれセ
ットされ、フリップフロップ７のリセットは交流開閉器
の切指令でなされ、フリップフロップ８のリセットは待
機切指令でなされる。また、フリップフロップ８のセッ
ト出力Ａは機械式開閉器２の入指令にされる。待機切指
令は交流開閉器をオフさせる場合に機械式開閉器２のオ
フに先立って光サイリスタ１をオンさせておくための指
令である。
サイリスタ１と機械式開閉器２）の入指令でそれぞれセ
ットされ、フリップフロップ７のリセットは交流開閉器
の切指令でなされ、フリップフロップ８のリセットは待
機切指令でなされる。また、フリップフロップ８のセッ
ト出力Ａは機械式開閉器２の入指令にされる。待機切指
令は交流開閉器をオフさせる場合に機械式開閉器２のオ
フに先立って光サイリスタ１をオンさせておくための指
令である。
【００１８】本実施例の動作を図３のタイムチャートを
参照して以下に詳細に説明する。
参照して以下に詳細に説明する。
【００１９】ハイブリッド方式交流開閉器をオンさせる
場合、図３に期間ＴONで示すように、入指令によってフ
リップフロップ７，８が共にセットされる（時刻
ｔ1）。このとき、フリップフロップ８の出力Ａによっ
て機械式開閉器２の入指令が発生して該開閉器２の投入
制御が開始される。この投入は遅れ時間Ｔ1だけ発生
し、この期間Ｔ1だけ補助接点２Ａのオン・オフ検出信
号ＨＣはオフ状態にある。
場合、図３に期間ＴONで示すように、入指令によってフ
リップフロップ７，８が共にセットされる（時刻
ｔ1）。このとき、フリップフロップ８の出力Ａによっ
て機械式開閉器２の入指令が発生して該開閉器２の投入
制御が開始される。この投入は遅れ時間Ｔ1だけ発生
し、この期間Ｔ1だけ補助接点２Ａのオン・オフ検出信
号ＨＣはオフ状態にある。
【００２０】このオフ状態により、オアゲート６にはフ
リップフロップ８のセットにも論理“１”が出力され
る。また、フリップフロップ７の出力Ｂは論理“１”に
ある。さらに、光サイリスタ１に電流Ｉが零にあること
からコンパレータ３の出力は“１”状態にある。これら
条件により、アンドゲート５に光サイリスタ１のゲート
信号が時刻ｔ1で発生し、光サイリスタ１をオン状態に
する。
リップフロップ８のセットにも論理“１”が出力され
る。また、フリップフロップ７の出力Ｂは論理“１”に
ある。さらに、光サイリスタ１に電流Ｉが零にあること
からコンパレータ３の出力は“１”状態にある。これら
条件により、アンドゲート５に光サイリスタ１のゲート
信号が時刻ｔ1で発生し、光サイリスタ１をオン状態に
する。
【００２１】光サイリスタ１のオンによって該光サイリ
スタ１に電流Ｉが流れ始め、この電流Ｉの発生によって
前述の図２に示すようにコンパレータ３の出力は電流Ｉ
の零クロス点近くでのみ発生する。従って、期間Ｔ1に
は光サイリスタ１は間欠駆動されながらオン状態を維持
し、この間の駆動用発光ダイオードは間欠動作になる。
スタ１に電流Ｉが流れ始め、この電流Ｉの発生によって
前述の図２に示すようにコンパレータ３の出力は電流Ｉ
の零クロス点近くでのみ発生する。従って、期間Ｔ1に
は光サイリスタ１は間欠駆動されながらオン状態を維持
し、この間の駆動用発光ダイオードは間欠動作になる。
【００２２】期間Ｔ1後、機械式開閉器２がオン状態に
なったとき（時刻ｔ2）、信号ＨＣが論理“０”にな
り、オアゲート６の出力“０”になって光サイリスタ１
の駆動停止、即ちオフ状態になり、この後は機械式開閉
器２による通電がなされる。
なったとき（時刻ｔ2）、信号ＨＣが論理“０”にな
り、オアゲート６の出力“０”になって光サイリスタ１
の駆動停止、即ちオフ状態になり、この後は機械式開閉
器２による通電がなされる。
【００２３】次に、ハイブリッド方式交流開閉器をオフ
させる場合、図３に期間ＴOFFで示すように、待機切指
令によってフリップフロップ８がリセットされる（時刻
ｔ3）。このとき、フリップフロップ８の出力Ａによっ
てオアゲート６の出力に“１”を得る。一方、コンパレ
ータ３の出力は光サイリスタ１の電流Ｉが零のため
“１”出力を出しつづけている。これにより、アンドゲ
ート５の出力は“１”状態にあって光サイリスタ１を駆
動しつづける。
させる場合、図３に期間ＴOFFで示すように、待機切指
令によってフリップフロップ８がリセットされる（時刻
ｔ3）。このとき、フリップフロップ８の出力Ａによっ
てオアゲート６の出力に“１”を得る。一方、コンパレ
ータ３の出力は光サイリスタ１の電流Ｉが零のため
“１”出力を出しつづけている。これにより、アンドゲ
ート５の出力は“１”状態にあって光サイリスタ１を駆
動しつづける。
【００２４】一方、フリップフロップ８のリセットによ
り機械式開閉器２のオフ制御が開始され、期間Ｔ2だけ
遅れてオフ状態になる（時刻ｔ4）。このオフによって
電流Ｉは光サイリスタ１側に転流される。同時に、補助
接点２Ａのオフにより信号ＨＣはオアゲート６の入力を
“１”にする。
り機械式開閉器２のオフ制御が開始され、期間Ｔ2だけ
遅れてオフ状態になる（時刻ｔ4）。このオフによって
電流Ｉは光サイリスタ１側に転流される。同時に、補助
接点２Ａのオフにより信号ＨＣはオアゲート６の入力を
“１”にする。
【００２５】この後は、アンドゲート５には期間Ｔ1と
同じ間欠駆動信号が得られ、切指令が与えられたとき
（時刻ｔ5）がフリップフロップ７がリセットされ、光
サイリスタ１の駆動信号が断たれて高速オフ動作を得
る。
同じ間欠駆動信号が得られ、切指令が与えられたとき
（時刻ｔ5）がフリップフロップ７がリセットされ、光
サイリスタ１の駆動信号が断たれて高速オフ動作を得
る。
【００２６】従って、待機状態（ｔ3−ｔ5）では期間Ｔ
2では光サイリスタ１の連続駆動になるが、それ以降で
は間欠駆動になる。また、交流開閉器のオン時には光サ
イリスタ１の間欠駆動になる。
2では光サイリスタ１の連続駆動になるが、それ以降で
は間欠駆動になる。また、交流開閉器のオン時には光サ
イリスタ１の間欠駆動になる。
【００２７】このような間欠駆動により、寿命の短い光
サイリスタ駆動用発光ダイオードの発光時間を短縮し、
長寿命のハイブリッド方式交流開閉器となる。
サイリスタ駆動用発光ダイオードの発光時間を短縮し、
長寿命のハイブリッド方式交流開閉器となる。
【００２８】なお、実施例において、記憶回路としての
フリップフロップやゲート回路としてのアンドゲート等
は他の回路構成で実現されるし、ソフトウェア構成とす
ることもできる。
フリップフロップやゲート回路としてのアンドゲート等
は他の回路構成で実現されるし、ソフトウェア構成とす
ることもできる。
【００２９】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、光サイ
リスタの駆動を電流零近辺に限るウィンドウコンパレー
タを設け、光サイリスタの高速オン・オフに対する機械
式開閉器の遅れたオン・オフによるゲート期間を記憶回
路とゲート回路で生成するようにしたため、光サイリス
タ駆動用の発光ダイオードの発光時間を短縮してその寿
命を延ばすことができる。
リスタの駆動を電流零近辺に限るウィンドウコンパレー
タを設け、光サイリスタの高速オン・オフに対する機械
式開閉器の遅れたオン・オフによるゲート期間を記憶回
路とゲート回路で生成するようにしたため、光サイリス
タ駆動用の発光ダイオードの発光時間を短縮してその寿
命を延ばすことができる。
【００３０】また、電流零クロス点近辺で確実に光ゲー
ト信号を与えることができ、しかも光サイリスタと機械
式開閉器の遅れたオン・オフに対する確実な期間信号を
得て光サイリスタの確実なオン・オフ制御ができる。
ト信号を与えることができ、しかも光サイリスタと機械
式開閉器の遅れたオン・オフに対する確実な期間信号を
得て光サイリスタの確実なオン・オフ制御ができる。
【図１】本発明の一実施例を示す回路図。
【図２】コンパレータの動作波形図。
【図３】実施例のタイムチャート。
【図４】ハイブリッド方式交流開閉器の回路図。
【図５】従来のタイムチャート。
１…光サイリスタ、２…機械式開閉器、３…ウィンドウ
コンパレータ、５…アンドゲート、６…オアゲート、
７，８…フリップフロップ。
コンパレータ、５…アンドゲート、６…オアゲート、
７，８…フリップフロップ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渕川 正人 香川県高松市屋島西町2109番地８ 株式 会社四国総合研究所内 (72)発明者 小野 正明 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式 会社明電舎内 (72)発明者 渋谷 忠士 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式 会社明電舎内 (56)参考文献 特開 昭55−21619（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−7865（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−99622（ＪＰ，Ｕ) 淵川正人 外４名「異系統切替装 置」、電気学会半導体電力変換研究会資 料、ＶＯＬ．ＳＰＣ−93、ＮＯ．１− 10、第19頁−第28頁、（1993）. 片岡康夫 外１名「配電線異系統切替 装置」、明電時報、ＮＯ．231、第８頁 −第10頁、（1993）. (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03K 17/725 H01H 9/54
Claims (1)
- 【請求項１】 機械式開閉器と光サイリスタを並列接続
したハイブリッド方式の交流開閉器において、 前記機械式開閉器のオン・オフ状態を検出するオン・オ
フ検出手段（２Ａ）と、 前記光サイリスタの電流が零クロス点から設定幅内にあ
る期間を検出するウィンドウコンパレータ（３）と、 交流開閉器の入指令から待機切指令までを記憶すると共
に前記機械式開閉器の入切制御信号にする第１の記憶回
路（８）と、 前記入指令から交流開閉器の切指令までを記憶する第２
の記憶回路（７）と、 前記オン・オフ検出手段がオフ検出中又は前記第１の記
憶回路が切制御信号を発生中であって前記第２の記憶回
路が入指令を記憶中に前記ウィンドウコンパレータの出
力を前記光サイリスタの駆動信号にするゲート回路
（５，６）と、 を備えたことを特徴とする交流開閉器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4175814A JP3012401B2 (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 交流開閉器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4175814A JP3012401B2 (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 交流開閉器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0621795A JPH0621795A (ja) | 1994-01-28 |
| JP3012401B2 true JP3012401B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=16002701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4175814A Expired - Lifetime JP3012401B2 (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 交流開閉器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3012401B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5084379B2 (ja) * | 2007-07-12 | 2012-11-28 | 富士通コンポーネント株式会社 | 信号検出回路および信号検出方法、ならびに状態検出回路 |
| JP5839137B1 (ja) * | 2015-04-20 | 2016-01-06 | ソニー株式会社 | スイッチング装置 |
-
1992
- 1992-07-03 JP JP4175814A patent/JP3012401B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 淵川正人 外４名「異系統切替装置」、電気学会半導体電力変換研究会資料、ＶＯＬ．ＳＰＣ−９３、ＮＯ．１−１０、第１９頁−第２８頁、（１９９３）． |
| 片岡康夫 外１名「配電線異系統切替装置」、明電時報、ＮＯ．２３１、第８頁−第１０頁、（１９９３）． |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0621795A (ja) | 1994-01-28 |
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