JP4923072B2 - 転流式直流遮断器 - Google Patents

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Description

本発明は、転流式直流遮断器に係り、特に転流用コンデンサに蓄積した電荷を主開閉器に主回路電流とは逆方向に流して電流零点を作成して主開閉器を遮断する転流式直流遮断器の構造に関する。
図３は、転流式直流遮断器の遮断原理を説明する図である。図３に示すように転流式直流遮断器１９は、直流電源６０と負荷７０との間に接続され、主回路電流が通電される主開閉器３と過飽和リアクトル１０、転流用コンデンサ８と転流スイッチ２からなる転流回路、並びに図示しない前記転流用コンデンサ充電用電源およびこれらを制御する制御装置を備える。なお、転流式直流遮断器１９は接触子１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃを介して外部回路、転流用コンデンサおよび過飽和リアクトルと接続される。
主回路に過大な電流が流れた場合、上記主開閉器３を解放すると同時に転流スイッチ２を投入する。このとき転流用コンデンサ８に蓄積された電荷は前記主開閉器３を介して放電し、コンデンサの放電に伴う高周波放電電流（転流電流）は主開閉器３に流れる。このようにして転流電流が主回路電流に重畳されると主回路電流に電流零点が発生し、このとき主回路電流は遮断される（特許文献１，２参照）。
図４は、配電盤内に配置された転流式直流遮断器の例を示す断面図である。図４において、４０は配電盤であり、前面収納箱４０Ａ、直流遮断器収納箱４１、背面収納箱４２Ａを備える。前記前面収納箱４０Ａ内には配電盤制御ユニット３０Ａ、端子台２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ、および正面扉３１を配置する。直流遮断器収納箱４１内には転流式直流遮断器１９を配置する。
転流式直流遮断器１９は、主開閉器３、主開閉器を駆動する主開閉器駆動装置１、主開閉器駆動装置を制御する主開閉器制御回路４ないし７および転流に必要な機器である転流スイッチ２、転流用コンデンサ８、過飽和リアクトルおよび非直線抵抗９を備え、これらは直流遮断器収納箱４１内に配置される。主開閉器３の背面には主回路導体１７を配置する。この主回路導体１７は主開閉器３を介して母線１３に接続している。１１は主回路導体に装着した過電流検出器である。背面収納箱４２Ａ内には外部の負荷（き電線）に接続するケーブルを収納する。このケーブルは接続導体２１を介して前記主回路導体１７に接続される。また、ケーブルの接続導体２１には、計器用直流変圧器２６，直流変流器２３Ａ、き電線故障選択装置２２が装着される
図４に示すように、従来の転流式直流遮断器は、主開閉器、転流スイッチ、転流用コンデンサ、過飽和リアクトル、非直線抵抗を備え、例えば前記転流用コンデンサおよび非直線抵抗を主開閉器近傍の配電盤内に配置している。
特開２０００−４８６８６号公報 特開２００１−１４３５８１号公報
転流式直流遮断器は、上述したようにその遮断方法がコンデンサからの転流電流により主回路電流に零点を発生させて遮断することから、転流式直流遮断器を構成する機器の数は通常の交流遮断器より多く、これらの機器は転流式直流遮断器の本体を格納した配電盤内に配置される。
このため、これらの機器の配置は、転流式直流遮断器本体（主開閉器）と結合を考慮した上で配電盤全体として設計しなければならず、転流式直流遮断器を内蔵した配電盤の設計・製作には手間と時間がかかり、コスト高の要因となっていた。
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、転流式直流遮断器本体（主開閉器）と転流に必要な機器を一体に構成することにより、転流式直流遮断器を内蔵する直流回路用配電盤の設計、製作に要する負担を軽減するものである。
本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。
直流電源と負荷とを接続する主回路に直列に挿入される主開閉器と、転流用コンデンサ、リアクトルおよび転流用スイッチ並びに前記主開閉器を駆動する主開閉器駆動装置を制御する制御回路を備え、前記転流用コンデンサに蓄積した電荷を前記主開閉器に主回路電流とは逆方向に流して電流零点を作成して前記主開閉器を遮断する転流式直流遮断器において、前記制御回路は前記転流用コンデンサ上方に配置され、転流回路を構成する前記転流用コンデンサ、リアクトルおよび転流用スイッチ、並びに前記主開閉器を駆動する主開閉器駆動装置を制御する制御回路の全体を前記主開閉器を搭載する架台上に搭載した。
本発明は、以上の構成を備えるため、転流式直流遮断器を内蔵する直流回路用配電盤の設計、製作に要する負担を軽減することができる。
実施形態にかかる転流式直流遮断器を説明する図である。 転流式直流遮断器を配電盤に収納した例を示す図である。 転流式直流遮断器の原理を説明する図である。 配電盤内に配置された従来の転流式直流遮断器の例を示す断面図である。
以下、最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態にかかる転流式直流遮断器を説明する図である。図１に示すように、転流式直流遮断器１８は、主開閉器３、主開閉器を駆動する主開閉器駆動装置１、主開閉器駆動装置１を制御する主開閉器制御回路４ないし７、および転流に必要な機器である転流スイッチ２、転流用コンデンサ８、過飽和リアクトルおよび非直線抵抗９を備え、これらを架台１７上に搭載する。
ここで、主開閉器制御装置４ないし７は主開閉器駆動装置１の上部に配置し、転流用コンデンサ８は転流スイッチ２の後方（転流式直流遮断器を搭載する架台の背面側）に配置する、また、可蝕和リアクトル１０および非直線抵抗９は主開閉器３の後方に配置した。
架台１７の後方には直流遮断器収納箱内に配置される主回路導体１７と接続する接触子１４を配置し、接触子１４は転流用コンデンサ８と非直線抵抗９の間に配置した連絡導体１５を介して主開閉器３に接続する。
転流用コンデンサ８は、主開閉器を流れる電流に零点を発生させるために必要な容量を複数のコンデンサに分割して搭載する。転流式直流遮断器を構成する他の機器、例えば非直線抵抗、過飽和リアクトルについても複数に分割して搭載することができる。なお、分割して搭載するに際しては、絶縁性能が確保できるように、所定の気中空間距離を確保して配置することにより、転流式直流遮断器全体の小形化を図ることができる。
このように、転流式直流遮断器を構成する主開閉器３、主開閉器を駆動する主開閉器駆動装置１、主開閉器駆動装置１を制御する主開閉器制御回路４ないし７および転流に必要な機器である転流スイッチ２、転流用コンデンサ８、過飽和リアクトルおよび非直線抵抗９を架台１７上に搭載することにより、転流式直流遮断器を、手動により移動可能な直流遮断器として扱うことが可能になる。
このため、製品製造に際して、量産化による部品製作コストの低減と作業効率の向上をはかることが可能となる。また、直流遮断器単体での検証試験も可能になり、安定した製品の供給が可能になる。
図２は、本発明の転流式直流遮断器を配電盤に収納した例を示す図である。図３において、４０は配電盤であり、前面収納箱４０Ａ、直流遮断器収納箱４１、背面収納箱４２Ａを備える。前記収納箱４０Ａ内には配電盤制御ユニット３０、端子台２０、正面扉３１を配置する。直流遮断器収納箱４１内には図１に示す直流遮断器１８を配置する。１７は仕切り板であり、直流遮断器１８と遮断器収納箱の背面側に配置した主回路導体との間を仕切る。仕切り板１６の背面には主回路導体１７を配置する。この主回路導体１７は主開閉器３を介して母線１３に接続している。１１は主回路導体に装着した過電流検出器である。背面収納箱４２Ａ内には外部の負荷（き電線）に接続するケーブルを収納する。このケーブルは接続導体２１を介して前記主回路導体１７に接続される。また、ケーブルの接続導体２１には、計器用直流変圧器２６，直流変流器２３Ａ、き電線故障選択装置２２が装着される。
本実施形態によれば、配電盤４０を構成する前面収納箱４０Ａ、背面収納箱４２Ａの内部に設置する機器の種類・構成・配置を変更することにより、直流遮断器収納箱４１の構成を変更することなく直流回路用配電盤の仕様・用途を変更することができる。すなわち、直流遮断器収納箱４１を標準化することができる。このため、直流回路用配電盤の設計、製作に要する負担を軽減することができる。また、配電盤の全高を低くすることが可能となり直流回路用配電盤の小形軽量化、低コスト化を実現することができる。
また、配電盤４０の保守点検あるいは部品交換に際しては、配電盤４０の前面に配置した正面扉を開いて、移動が可能な転流式直流遮断器を前面収納箱４０Ａ側の外へ引き出す。これにより、直流遮断器は前記接触子１４の部分で主回路導体１７から切り離され、安全に転流式直流遮断器全体を点検し、また部品交換を実施することができる。また、転流式直流遮断器が引き出された後の盤内は、仕切り板１６により主回路導体に近づけないため、内部の点検も安全に作業が実施できる。
以上説明したように、本実施形態によれば、転流式直流遮断器を１つの移動可能な架台上に単体として構成することができる。このため、同一設計品での量産化が可能となる。このため、前記単体としての直流遮断器を収納する配電盤においては転流式直流遮断器部分の設計が不要となる。
このように、本実施形態の転流式遮断器を採用した場合には、異なる用途・仕様の直流回路用配電盤の設計に際して、直流遮断器の標準化が可能になり、また、直流遮断器収納箱の小形軽量化と設計・製作時の手間や時間の軽減をはかることができ、低コストで保守点検が容易な転流式直流遮断器を提供することができる。
１ 主開閉器駆動装置
２ 転流スイッチ
３ 主開閉器
４〜７ 主開閉器制御装置
８ 転流用コンデンサ
９ 非直線抵抗器
１０ 可飴和リアクトル
１１ 過電流検出器
１３ 母線
１４Ａ〜１４Ｃ 接触子
１５ 連絡導体
１６ 仕切り板
１７ 主回路導体
１８ 転流式直流遮断器
２０Ａ〜２０Ｆ 端子台
２１ 接続導体
２２ き電線故障選択装置
２３Ａ、２３Ｂ 直流変流器
２６ 計器用直流変圧器
３１ 正面扉
３２ 裏面扉
４０Ａ 前面収納箱
４１ 直流遮断器収納箱
４２Ａ 背面収納箱

Claims (1)

  1. 直流電源と負荷とを接続する主回路に直列に挿入される主開閉器と、転流用コンデンサ、リアクトルおよび転流用スイッチ、並びに前記主開閉器を駆動する主開閉器駆動装置を制御する制御回路を備え、前記転流用コンデンサに蓄積した電荷を前記主開閉器に主回路電流とは逆方向に流して電流零点を作成して前記主開閉器を遮断する転流式直流遮断器において、
    前記制御回路は前記転流用コンデンサ上方に配置され、
    転流回路を構成する前記転流用コンデンサ、リアクトルおよび転流用スイッチ、並びに前記主開閉器を駆動する主開閉器駆動装置を制御する制御回路の全体を前記主開閉器を搭載する架台上に搭載したことを特徴とする転流式直流遮断器。
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