JP3103240B2 - 残留電圧放電装置 - Google Patents
残留電圧放電装置Info
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- JP3103240B2 JP3103240B2 JP05056177A JP5617793A JP3103240B2 JP 3103240 B2 JP3103240 B2 JP 3103240B2 JP 05056177 A JP05056177 A JP 05056177A JP 5617793 A JP5617793 A JP 5617793A JP 3103240 B2 JP3103240 B2 JP 3103240B2
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- circuit breaker
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- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は残留電圧放電装置に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】遮断器で回路を遮断すると、遮断器極間
に回復電圧が加わる。この回復電圧がどのように波形に
なるかは、遮断器の遮断性能を評価する上で重要な要素
である。電流遮断瞬時に加わる電圧の上昇速度が大きい
と、遮断器は電流が遮断できなくなったり電圧上昇過程
で極間が放電し異常な開閉サージを発生したりする。ま
た、電流遮断瞬時の電圧上昇速度が緩やかな場合でも回
復電圧に直流電圧が重畳し極間に加わる電圧が高くなる
と、遮断器極間で放電を起こし大きな開閉サージを発生
したり短絡事故に進展したりする。
に回復電圧が加わる。この回復電圧がどのように波形に
なるかは、遮断器の遮断性能を評価する上で重要な要素
である。電流遮断瞬時に加わる電圧の上昇速度が大きい
と、遮断器は電流が遮断できなくなったり電圧上昇過程
で極間が放電し異常な開閉サージを発生したりする。ま
た、電流遮断瞬時の電圧上昇速度が緩やかな場合でも回
復電圧に直流電圧が重畳し極間に加わる電圧が高くなる
と、遮断器極間で放電を起こし大きな開閉サージを発生
したり短絡事故に進展したりする。
【０００３】特に、後者のような現象は遮断器がコンデ
ンサ回路や線路の充電電流を遮断する場合に発生しやす
い。例えば、図４に示す回路においては、遮断器負荷側
に漂遊キャパシタタンスＣ1 を有した線路が接続され、
電源側には直接接地された電源が接続されている。この
ような回路において、遮断器で遮断すると、図５に示す
ように遮断器の電源側、負荷側の各々の対地電圧が現れ
る。従って、遮断器極間には両対地電圧の差電圧とな
り、直流電圧と交流電圧の重畳した波形となる。負荷側
に発生した直流電圧は、回路の漏れ抵抗により徐々に減
衰していくが、漏れ抵抗は数1000ＭΩであるため直流電
圧が放電する時間は非常に長くなる。
ンサ回路や線路の充電電流を遮断する場合に発生しやす
い。例えば、図４に示す回路においては、遮断器負荷側
に漂遊キャパシタタンスＣ1 を有した線路が接続され、
電源側には直接接地された電源が接続されている。この
ような回路において、遮断器で遮断すると、図５に示す
ように遮断器の電源側、負荷側の各々の対地電圧が現れ
る。従って、遮断器極間には両対地電圧の差電圧とな
り、直流電圧と交流電圧の重畳した波形となる。負荷側
に発生した直流電圧は、回路の漏れ抵抗により徐々に減
衰していくが、漏れ抵抗は数1000ＭΩであるため直流電
圧が放電する時間は非常に長くなる。
【０００４】このような電圧が長時間遮断器の極間に加
わっていると、遮断器電極上の突起や微小粒子の影響に
より、極間で放電が起こり易くなる。このため、このよ
うな電圧が発生する回路に使用される遮断器には、規格
上特異な遮断責務が課せられる。そこで、この遮断器に
は電極表面に特殊な処理をしたり電極間の電界を緩和す
るために電極間長を大きくする必要がある。
わっていると、遮断器電極上の突起や微小粒子の影響に
より、極間で放電が起こり易くなる。このため、このよ
うな電圧が発生する回路に使用される遮断器には、規格
上特異な遮断責務が課せられる。そこで、この遮断器に
は電極表面に特殊な処理をしたり電極間の電界を緩和す
るために電極間長を大きくする必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電流遮断後
に遮断器極間に図５に示すような電圧が加わると、再点
弧と呼ばれる極間で放電する現象が発生することがあ
る。図６に示すように極間に加わる電圧が高くなると再
点弧が発生し易くなり、損傷を招くおそれがあることが
知られている。これは再点弧（極間の絶縁破壊）が電圧
依存性があるためである。さらに、極間に加わる電圧の
印加時間を変化させると、図７に示すように印加時間が
長くなると再点弧の発生が増加する。従って、再点弧の
発生を抑制するためには極間に印加される電圧を短時間
のうちに小さくし、遮断器極間の印加電圧を低減するこ
とが有効な手段の一つになる。
に遮断器極間に図５に示すような電圧が加わると、再点
弧と呼ばれる極間で放電する現象が発生することがあ
る。図６に示すように極間に加わる電圧が高くなると再
点弧が発生し易くなり、損傷を招くおそれがあることが
知られている。これは再点弧（極間の絶縁破壊）が電圧
依存性があるためである。さらに、極間に加わる電圧の
印加時間を変化させると、図７に示すように印加時間が
長くなると再点弧の発生が増加する。従って、再点弧の
発生を抑制するためには極間に印加される電圧を短時間
のうちに小さくし、遮断器極間の印加電圧を低減するこ
とが有効な手段の一つになる。
【０００６】しかしながら、前述したような遮断器を使
用したのでは、特殊なものであるので高コストの要因と
なり、さらに装置全体が大形になってしまう。そこで、
線路等のキャパシターに充電された電荷を放電するため
に、放電回路に抵抗を設置するものが一般に利用され
る。この場合、キャパシターの値に合わせて放電抵抗値
を選定すれば、キャパシターに蓄えられた電荷をある程
度は速やかに放電することが可能である。
用したのでは、特殊なものであるので高コストの要因と
なり、さらに装置全体が大形になってしまう。そこで、
線路等のキャパシターに充電された電荷を放電するため
に、放電回路に抵抗を設置するものが一般に利用され
る。この場合、キャパシターの値に合わせて放電抵抗値
を選定すれば、キャパシターに蓄えられた電荷をある程
度は速やかに放電することが可能である。
【０００７】しかし、遮断器が閉路時には、この放電抵
抗に電源電圧が印加され、放電抵抗にその電圧に応じた
電流が流れる。このため、使用される放電抵抗はこの電
流による発熱に耐える熱容量を有したものとしなければ
ならない。また電源電圧が高い系統では放電抵抗に要求
される熱容量が大きくなり、抵抗体が大型化したり専用
の冷却システムが必要になってくる。本発明の目的は、
再点弧発生頻度を低減させて信頼性を向上させるととも
にコンパクトな残留電圧放電装置を提供することにあ
る。
抗に電源電圧が印加され、放電抵抗にその電圧に応じた
電流が流れる。このため、使用される放電抵抗はこの電
流による発熱に耐える熱容量を有したものとしなければ
ならない。また電源電圧が高い系統では放電抵抗に要求
される熱容量が大きくなり、抵抗体が大型化したり専用
の冷却システムが必要になってくる。本発明の目的は、
再点弧発生頻度を低減させて信頼性を向上させるととも
にコンパクトな残留電圧放電装置を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために本発明は、開閉器が接続される線路のキャ
パシターと並列に、抵抗と可飽和リアクトルの直列回路
を接続したので、過飽和リアクトルに残留電圧が加わる
とこのリアクトルが飽和してインピーダンスが小さくな
り、残留電圧が速やかに放電される。
成するために本発明は、開閉器が接続される線路のキャ
パシターと並列に、抵抗と可飽和リアクトルの直列回路
を接続したので、過飽和リアクトルに残留電圧が加わる
とこのリアクトルが飽和してインピーダンスが小さくな
り、残留電圧が速やかに放電される。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の残留電圧放電装置の回路図であ
る。同図において、電源１と線路２間に遮断器３が設置
されている。線路２と大地間には漂遊キャパシター４が
存在する。また遮断器３の線路２側には、抵抗５と可飽
和リアクトル６の直列回路が線路２と大地間に接続され
ている。
する。図１は本発明の残留電圧放電装置の回路図であ
る。同図において、電源１と線路２間に遮断器３が設置
されている。線路２と大地間には漂遊キャパシター４が
存在する。また遮断器３の線路２側には、抵抗５と可飽
和リアクトル６の直列回路が線路２と大地間に接続され
ている。
【００１０】次に本実施例の作用について説明する。図
１において、遮断器３が投入状態にある時は、電源１よ
り遮断器３を介して線路２の漂遊キャパシター４を充電
する電流が流れる。この状態で、線路２と大地間には電
源１とほぼ同位相の電圧が印加され、この電圧に対して
遮断器３を流れる電流の位相は電気角で略90°進んでい
る。
１において、遮断器３が投入状態にある時は、電源１よ
り遮断器３を介して線路２の漂遊キャパシター４を充電
する電流が流れる。この状態で、線路２と大地間には電
源１とほぼ同位相の電圧が印加され、この電圧に対して
遮断器３を流れる電流の位相は電気角で略90°進んでい
る。
【００１１】この充電電流が流れている時に、遮断器３
を開路し充電電流の零点で遮断されると、遮断器３の負
荷側である線路２と大地間には図６に示す電源１の電圧
波高値と同じ直流電圧が発生する。これは、充電電流零
点での線路２と大地間の電圧が電源１の電圧波高値であ
るため、充電電流が遮断されると漂遊キャパシター４に
そのときの電荷が残ることによるものである。
を開路し充電電流の零点で遮断されると、遮断器３の負
荷側である線路２と大地間には図６に示す電源１の電圧
波高値と同じ直流電圧が発生する。これは、充電電流零
点での線路２と大地間の電圧が電源１の電圧波高値であ
るため、充電電流が遮断されると漂遊キャパシター４に
そのときの電荷が残ることによるものである。
【００１２】この電荷による線路２と大地間の直流電圧
は、抵抗５と可飽和リアクトル６の直列回路に加わり、
漂遊キャパシター４に蓄えられた電荷は抵抗５及び可飽
和リアクトル６を介して放電する。しかし、可飽和リア
クトル６のインダクタンスＬは非飽和状態にあるために
非常に大きく、漂遊キャパシターをＣとすると可飽和リ
アクトル６に流れる電流の周波数は、
は、抵抗５と可飽和リアクトル６の直列回路に加わり、
漂遊キャパシター４に蓄えられた電荷は抵抗５及び可飽
和リアクトル６を介して放電する。しかし、可飽和リア
クトル６のインダクタンスＬは非飽和状態にあるために
非常に大きく、漂遊キャパシターをＣとすると可飽和リ
アクトル６に流れる電流の周波数は、
【００１３】
【数１】ｆ＝１／２π（ＬＣ）0.5 となり、商用周波数より非常に大きくなる。従って、流
れる電流は小さいが変化の少ない電流が可飽和リアクト
ル６を流れ、この際にある時点で可飽和リアクトル６が
飽和し、インダクタンスＬが大きな値から急激に小さな
値に変化する。この小さくなったインダクタンスＬと漂
遊キャパシタンスＣと抵抗５の抵抗値Ｒが
れる電流は小さいが変化の少ない電流が可飽和リアクト
ル６を流れ、この際にある時点で可飽和リアクトル６が
飽和し、インダクタンスＬが大きな値から急激に小さな
値に変化する。この小さくなったインダクタンスＬと漂
遊キャパシタンスＣと抵抗５の抵抗値Ｒが
【００１４】
【数２】２Ｒ＞（Ｌ／Ｃ）0.5 となるように設定すると、可飽和リアクトル６を流れる
電流は振動せずに系統の安定度がより維持されることに
なる。
電流は振動せずに系統の安定度がより維持されることに
なる。
【００１５】この状態では、可飽和リアクトル６は飽和
状態を維持するため、可飽和リアクトル６に流れる電流
は漂遊キャパシタンスＣと抵抗５の抵抗値Ｒで決まる時
定数の減衰電流が流れる。
状態を維持するため、可飽和リアクトル６に流れる電流
は漂遊キャパシタンスＣと抵抗５の抵抗値Ｒで決まる時
定数の減衰電流が流れる。
【００１６】このときの線路２の大地間電圧を求めると
図２のようになる。すなわち、遮断器３の遮断点から可
飽和リアクトル６が飽和するまでの期間と可飽和リアク
トル６が飽和した以降の現象では電圧波形が変化し、可
飽和リアクトル６の飽和後は線路２と大地間の電圧が急
速に減衰することがわかる。
図２のようになる。すなわち、遮断器３の遮断点から可
飽和リアクトル６が飽和するまでの期間と可飽和リアク
トル６が飽和した以降の現象では電圧波形が変化し、可
飽和リアクトル６の飽和後は線路２と大地間の電圧が急
速に減衰することがわかる。
【００１７】このように本実施例によれば、電流遮断後
に線路に充電されている直流電圧を極力早く放電するこ
とができ、これにより遮断器極間に印加される電圧の低
減が図れて再点弧の発生を抑制することができる。
に線路に充電されている直流電圧を極力早く放電するこ
とができ、これにより遮断器極間に印加される電圧の低
減が図れて再点弧の発生を抑制することができる。
【００１８】また本実施例における放電回路では、常時
加わる交流電圧により可飽和リアクトル６が非飽和状態
であり、インダクタンスＬが大きいため、放電回路に流
れる電流は微小な値となる。従って、可飽和リアクトル
６での発熱は鉄損が主体となり、放電回路全体の小型化
を図ることができる。
加わる交流電圧により可飽和リアクトル６が非飽和状態
であり、インダクタンスＬが大きいため、放電回路に流
れる電流は微小な値となる。従って、可飽和リアクトル
６での発熱は鉄損が主体となり、放電回路全体の小型化
を図ることができる。
【００１９】一方、本発明の他の実施例として、可飽和
リアクトルとしての電圧変成器の一次巻線を使用し、二
次巻線側に遮断器の開閉と同期したスイッチを介した電
源を接続する構成の可飽和リアクトル装置を用いてもよ
い。
リアクトルとしての電圧変成器の一次巻線を使用し、二
次巻線側に遮断器の開閉と同期したスイッチを介した電
源を接続する構成の可飽和リアクトル装置を用いてもよ
い。
【００２０】すなわち、図３に示すような残留電圧放電
装置では、遮断器３が開極するとスイッチ11が閉路し
て、電源12により電圧変成器13の二次巻線を励磁する。
電源12の電圧、容量が充分大きければ、電圧変成器13の
鉄心は飽和する。鉄心が飽和すると電圧変成器一次側の
インピーダンスが低下し、線路２の漂遊キャパシター４
に蓄えられた電荷は、抵抗５と電圧変成器13の一次巻線
を介して放電する。このようにすれば、前述した実施例
と同様の効果を得ることができる。
装置では、遮断器３が開極するとスイッチ11が閉路し
て、電源12により電圧変成器13の二次巻線を励磁する。
電源12の電圧、容量が充分大きければ、電圧変成器13の
鉄心は飽和する。鉄心が飽和すると電圧変成器一次側の
インピーダンスが低下し、線路２の漂遊キャパシター４
に蓄えられた電荷は、抵抗５と電圧変成器13の一次巻線
を介して放電する。このようにすれば、前述した実施例
と同様の効果を得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、開閉器が
接続される線路のキャパシターと並列に、抵抗と可飽和
リアクトルの直列回路を接続したので、再点弧発生頻度
を低減して信頼性を向上させるとともにコンパクトな残
留電圧放電装置を得ることができる。
接続される線路のキャパシターと並列に、抵抗と可飽和
リアクトルの直列回路を接続したので、再点弧発生頻度
を低減して信頼性を向上させるとともにコンパクトな残
留電圧放電装置を得ることができる。
【図１】本発明の残留電圧放電装置の一実施例を示す回
路図。
路図。
【図２】［図１］の動作を説明するための図。
【図３】本発明の残留電圧放電装置の他の実施例を示す
回路図。
回路図。
【図４】従来の残留電圧放電装置を説明するための図。
【図５】［図４］の動作を説明するための図。
【図６】一般的な遮断器極間電圧と再点弧発生頻度の特
性を示す図。
性を示す図。
【図７】一般的な遮断器極間電圧印加時間と再点弧発生
頻度の特性を示す図。
頻度の特性を示す図。
２…線路、３…遮断器、４…漂遊キャパシター、５…抵
抗、６…可飽和リアクトル、13…電圧変成器。
抗、６…可飽和リアクトル、13…電圧変成器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01H 33/59 H01H 33/66 H01H 9/54 H02J 3/06
Claims (3)
- 【請求項１】 開閉器が接続される線路のキャパシター
と並列に、抵抗と可飽和リアクトルの直列回路を接続し
たことを特徴とする残留電圧放電装置。 - 【請求項２】 前記過飽和リアクトルを電圧変成器の一
次巻線とし、この電圧変成器の二次巻線側に前記開閉器
の開閉と同期したスイッチを介して電源を接続したこと
を特徴とする請求項１記載の残留電圧放電装置。 - 【請求項３】 前記キャパシターのキャパシタンスを
Ｃ、抵抗の抵抗値をＲ、過飽和リアクトルの飽和状態の
インダクタンスをＬとすると、各々の値を ２Ｒ＞（Ｌ／Ｃ）0.5 が成立するように設定したことを特徴とする請求項１ま
たは請求項２のいずれかに記載の残留電圧放電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05056177A JP3103240B2 (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 残留電圧放電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05056177A JP3103240B2 (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 残留電圧放電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06267377A JPH06267377A (ja) | 1994-09-22 |
| JP3103240B2 true JP3103240B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=13019833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05056177A Expired - Fee Related JP3103240B2 (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 残留電圧放電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3103240B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105864473B (zh) * | 2016-05-27 | 2018-01-05 | 永一阀门集团有限公司 | 竖向水封式安全阀 |
| CN111679216B (zh) * | 2020-06-24 | 2022-08-02 | 重庆长安新能源汽车科技有限公司 | 一种检测动力电池高压连接可靠性的装置和方法 |
-
1993
- 1993-03-16 JP JP05056177A patent/JP3103240B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06267377A (ja) | 1994-09-22 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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