JP6363442B2 - Trigger gap - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、電力用開閉装置の合成投入試験に使用するトリガギャップに関する。   Embodiments of the present invention relate to a trigger gap used for a synthetic charging test of a power switchgear.

電力用開閉装置は、電力系統において事故電流遮断や系統切替、機器保守等に用いられる。このような電力用開閉装置は、一対の電極を備え、これらの電極を接離させることで電路を開閉する。事故電流が検知されると、電力用開閉装置には遮断信号が入力され、電力用開閉装置はこの遮断信号を契機に電流を遮断すべく各電極を開離させる。   The power switchgear is used for fault current interruption, system switching, equipment maintenance, and the like in the power system. Such a power switchgear includes a pair of electrodes, and opens and closes an electric circuit by contacting and separating these electrodes. When an accident current is detected, a shut-off signal is input to the power switchgear, and the power switchgear opens each electrode in order to cut off the current when triggered by this shut-off signal.

このような電力用開閉装置の形式試験項目として、投入試験がある。投入試験は、開閉装置の投入能力を検証するための試験である。投入試験では開極している開閉装置に定格電圧を印加した状態で、開閉装置を閉路動作させる。この際、開閉装置の電極間が所定の距離まで接近すると、機械的に接触する前に電極間で絶縁破壊を引き起こし、プレアークと呼ばれる放電が発生する。電極間は機械的には接続されていないが、電気的に接続されるので開閉装置には短絡電流が通電される。以上の過程で、開閉装置の投入能力を検証する。   As a type test item of such a power switchgear, there is an input test. The input test is a test for verifying the input capability of the switchgear. In the charging test, the switchgear is closed while the rated voltage is applied to the open switchgear. At this time, when the electrodes of the switchgear approach each other up to a predetermined distance, dielectric breakdown occurs between the electrodes before mechanical contact, and a discharge called pre-arc occurs. The electrodes are not mechanically connected, but are electrically connected so that a short-circuit current is passed through the switchgear. Through the above process, the switchgear input capability is verified.

直接投入試験と呼ばれる単一電源による投入試験では、試験設備の能力によるが試験可能な開閉装置の定格電圧に限度があり、設備能力を超える定格電圧の開閉装置は、合成投入試験と呼ばれる複数電源による投入試験により試験が実施される。   In the input test with a single power source called direct input test, there is a limit to the rated voltage of the switchgear that can be tested although it depends on the capacity of the test facility. The test is carried out by the input test.

合成投入試験では、開閉装置を閉路する際に通電される主電流と呼ばれる電流と、閉路動作時にプレアークが発生するまでに開閉装置の電極間に印加される定格電圧とを、それぞれ別電源により供給する。   In the synthetic charging test, a current called the main current that is energized when closing the switchgear and a rated voltage applied between the electrodes of the switchgear before the pre-arc occurs during the closing operation are supplied by separate power sources. To do.

すなわち、合成投入試験を行う合成投入試験回路は、試験対象の開閉装置と、電源を有し当該開閉装置に主電流を供給する電流源回路と、電源を有し開閉装置の電極に定格電圧を印加するための電圧源回路とを備える。合成投入試験においては、電流源回路と電圧源回路が別回路であるので、主電流の供給開始をプレアーク発生時に同期させるように制御しなければならない。この点、大電力関連規格として、開閉装置がプレアークを発生した直後から300μs以内に主電流が供給されなければならないと定められている。そのため、電流源回路にはトリガギャップと呼ばれるスイッチが設けられており、プレアーク発生に合わせてトリガギャップを制御してスイッチングさせることにより、開閉装置に主電流を供給する。   In other words, the composite input test circuit for performing the composite input test includes a switch device to be tested, a current source circuit that has a power source and supplies a main current to the switch device, and a rated voltage applied to the electrodes of the switch device that has a power source. A voltage source circuit for applying. In the synthesis input test, since the current source circuit and the voltage source circuit are separate circuits, the supply start of the main current must be controlled to be synchronized when the pre-arc occurs. In this regard, as a high power related standard, it is stipulated that the main current must be supplied within 300 μs immediately after the switchgear generates a pre-arc. For this reason, a switch called a trigger gap is provided in the current source circuit, and a main current is supplied to the switchgear by controlling the trigger gap in accordance with the occurrence of the pre-arc.

このトリガギャップには、電圧源による印加電圧ではギャップ間が絶縁破壊せず、プレアーク発生後は300μs以内に電流源回路をスイッチングすることが求められる。また、スイッチングさせる際は、電圧源による印加電圧の数十分の一の電圧である電流源電圧のみがギャップ間に印加された状態でギャップ間を絶縁破壊させてスイッチングさせなければならない。   The trigger gap is required to switch the current source circuit within 300 μs after the occurrence of the pre-arc without causing dielectric breakdown between the gaps by the voltage applied by the voltage source. Further, when switching is performed, it is necessary to perform switching by causing dielectric breakdown between the gaps in a state where only the current source voltage, which is one tenth of the voltage applied by the voltage source, is applied between the gaps.

IEC 62271−101 High− voltage switchgear and controlgear−Part 101: Synthetic testingIEC 62271-101 High-voltage switchgear and controlgear-Part 101: Synthetic testing 工藤喜悦、宮崎健作、三宅信之、鈴木克己「合成投入試験用トリガギャップのトリガ特性」電気学会全国大会講演論文集、1999年3月10日、1999巻、6号、p.6453Yoshiaki Kudo, Kensaku Miyazaki, Nobuyuki Miyake, Katsumi Suzuki “Trigger Characteristics of Trigger Gap for Synthetic Input Test” Proceedings of the IEEJ National Convention, March 10, 1999, 1999, Vol. 6, p. 6453

次に、従来のトリガギャップの構成と、トリガギャップがスイッチングされ主電流が供給される過程について説明する。   Next, the configuration of the conventional trigger gap and the process in which the trigger gap is switched and the main current is supplied will be described.

従来のトリガギャップは、それぞれ半球形状を有する一対の対向側電極及びトリガ付電極を備えている。対向側電極とトリガ付電極とはそれぞれの半球部分が所定のギャップを介して対向して配置されている。   A conventional trigger gap includes a pair of opposing electrodes and a trigger electrode each having a hemispherical shape. The counter electrode and the trigger electrode are arranged such that their hemispherical portions face each other with a predetermined gap therebetween.

トリガ付電極には断面T字状の空間が設けられており、この断面T字状空間の一方向が両電極と共通する中心軸上に、他の一方向が中心軸と直交する方向に設けられている。中心軸上の空間には、円柱状のトリガ電極が挿入されて配置され、トリガ電極の一端が対向側電極と対面している。中心軸と直交する方向の空間には絶縁物が配置され、トリガ電極の他端と接続されている。これらの全ての部材は、ガスタンク中に設置されており、ガスタンク中はSFガスが充填されている。 The trigger electrode is provided with a T-shaped space, and one direction of the T-shaped space is provided on the central axis common to both electrodes, and the other direction is provided in a direction perpendicular to the central axis. It has been. A cylindrical trigger electrode is inserted and disposed in the space on the central axis, and one end of the trigger electrode faces the counter electrode. An insulator is disposed in a space in a direction orthogonal to the central axis, and is connected to the other end of the trigger electrode. All these members are installed in a gas tank, and the gas tank is filled with SF 6 gas.

対向側電極とトリガ付電極間のギャップ長は、合成投入試験を行う開閉装置の定格電圧で絶縁破壊しない距離に保持されている。トリガ電極は、予め充電されているコンデンサ等で構成された電源回路にギャップを隔てて接続されている。   The gap length between the opposing electrode and the electrode with a trigger is maintained at a distance that does not cause dielectric breakdown at the rated voltage of the switchgear that performs the synthetic insertion test. The trigger electrode is connected to a power supply circuit configured with a capacitor or the like that is charged in advance with a gap.

合成投入試験においてトリガギャップをスイッチングさせるタイミングで電源回路をトリガ電極に接続し、トリガ電極にトリガ電圧を印加する。すると、対向側電極とトリガ付電極間で火花放電が発生し、両電極間が電気的に導通状態となる。このようにトリガギャップがスイッチングされて開閉装置に主電流が供給される。   The power supply circuit is connected to the trigger electrode at the timing of switching the trigger gap in the synthesis insertion test, and the trigger voltage is applied to the trigger electrode. Then, a spark discharge is generated between the counter electrode and the trigger electrode, and the two electrodes are electrically connected. Thus, the trigger gap is switched and the main current is supplied to the switchgear.

上記のように、対向側電極とトリガ付電極間のギャップ長は、合成投入試験を行う開閉装置の定格電圧で絶縁破壊しない距離に保持されている。ところが、定格電圧印加時に必要な絶縁距離のギャップ長を確保すると、トリガギャップのスイッチングの際、すなわちギャップ間で火花放電を発生させるために必要なトリガ電圧を発生させることが不可能となり、トリガギャップをスイッチングさせることができない場合があった。   As described above, the gap length between the opposing electrode and the electrode with trigger is maintained at a distance that does not cause dielectric breakdown at the rated voltage of the switchgear that performs the synthetic insertion test. However, if the gap length of the insulation distance required when the rated voltage is applied is secured, it becomes impossible to generate the trigger voltage necessary for switching the trigger gap, that is, to generate a spark discharge between the gaps. May not be able to be switched.

そのため、スイッチングさせるにはトリガギャップを複数台直列に接続する必要があった。また、複数台使用する場合、それぞれのトリガギャップの電圧分担率の調整や、複数台同時に制御する構成などが別途必要になり、試験が複雑化するという問題があった。   Therefore, it is necessary to connect a plurality of trigger gaps in series for switching. In addition, when a plurality of units are used, adjustment of the voltage sharing ratio of each trigger gap and a configuration for controlling the plurality of units at the same time are separately required, which causes a problem that the test becomes complicated.

本実施形態に係るトリガギャップは、上記のような課題を解決するためになされたものであり、従来よりもギャップ間の耐電圧性能を向上させ、トリガギャップ一台で合成投入試験可能なトリガギャップを提供することを目的とする。   The trigger gap according to the present embodiment has been made to solve the above-described problems, and has improved the withstand voltage performance between the gaps compared to the prior art, and the trigger gap can be combined and tested with a single trigger gap. The purpose is to provide.

上記の目的を達成するために、本実施形態のトリガギャップは、一対の第1の電極及び第2の電極がギャップを介して対向するように設けられたトリガギャップであって、前記第1の電極は、アークプラズマを発生させるトリガ付電極であり、前記第2の電極は、前記トリガ付電極の前記アークプラズマが曝される部分に、交換部を備え、前記トリガ付電極は、内部に設けられた蓄圧室と、前記蓄圧室内に設けられ、前記蓄圧室内壁との間でアーク放電を発生させるためのトリガ電極と、前記蓄圧室と前記ギャップとを連通させるノズルと、を備え、前記アーク放電により前記蓄圧室内で発生したアークプラズマが、前記蓄圧室内で圧力上昇し前記ノズルを通じて対向する前記第2の電極に放出されることを特徴とする。 To achieve the above object, the trigger gap of this embodiment is a trigger gap pair of first and second electrodes are provided so as to face each other with a gap, the first The electrode is an electrode with a trigger for generating arc plasma, the second electrode is provided with a replacement part in a portion of the electrode with trigger that is exposed to the arc plasma , and the electrode with trigger is provided inside. A pressure accumulator chamber, a trigger electrode for generating arc discharge between the accumulator chamber wall and a nozzle that communicates the accumulator chamber and the gap. The arc plasma generated in the pressure accumulating chamber by discharge is increased in pressure in the pressure accumulating chamber and discharged to the second electrode facing the nozzle through the nozzle.

第1の実施形態に係るトリガギャップの全体構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure of the trigger gap which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るトリガギャップを用いた合成投入試験回路図である。It is a synthetic injection test circuit diagram using a trigger gap according to the first embodiment. 電流源回路の一部を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a part of current source circuit. 第2の実施形態に係るトリガギャップの全体構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure of the trigger gap which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係るトリガギャップの全体構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure of the trigger gap which concerns on 3rd Embodiment.

[第1の実施形態]
(構成)
以下では、図1〜図3を参照しつつ、本実施形態のトリガギャップ及びこれを用いた合成投入試験回路について説明する。図1は、本実施形態のトリガギャップの全体構成を示す断面図である。図2は、第1の実施形態に係るトリガギャップを用いた合成投入試験回路図である。
[First Embodiment]
(Constitution)
In the following, the trigger gap of this embodiment and the synthesis input test circuit using the same will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the trigger gap of the present embodiment. FIG. 2 is a synthetic injection test circuit diagram using the trigger gap according to the first embodiment.

図2に示すように、合成投入試験回路は、試験対象の電力用開閉装置TOと、電源Gを有し当該開閉装置TOに主電流を供給する電流源回路Cと、電源を有し開閉装置TOの電極に定格電圧を印加するための電圧源回路(不図示)とを備えている。電流源回路C及び電圧源回路については基本構成は公知の構成を用いることができるためその説明は省略するが、図2に示すように、電流源回路Cは、電源G、コイルL、変圧器Tr1、トリガギャップTG、補助遮断器AB、試験対象の開閉装置TOを有する。電圧源回路は、電源、変圧器Tr2を有する。なお、電圧源回路は図2に図示していないが、変圧器Tr2側に配置される。   As shown in FIG. 2, the composite input test circuit includes a power switchgear TO to be tested, a current source circuit C that has a power supply G and supplies a main current to the switchgear TO, and a switchgear that has a power supply. And a voltage source circuit (not shown) for applying a rated voltage to the TO electrode. As for the current source circuit C and the voltage source circuit, a known configuration can be used as the basic configuration, so that the description thereof is omitted. However, as shown in FIG. 2, the current source circuit C includes a power source G, a coil L, a transformer. It has Tr1, trigger gap TG, auxiliary circuit breaker AB, and switch device TO to be tested. The voltage source circuit has a power source and a transformer Tr2. The voltage source circuit is not shown in FIG. 2, but is arranged on the transformer Tr2 side.

本実施形態のトリガギャップTGの全体構成を説明する。トリガギャップTGは、電力用開閉装置TOの合成投入試験回路において、当該開閉装置TOに主電流を供給する電流源回路Cに設けられるスイッチである。トリガギャップTGは、図2に示すように開閉装置TOと電源Gとの間であって、補助遮断器ABと並列に設けられる。   The overall configuration of the trigger gap TG of this embodiment will be described. The trigger gap TG is a switch provided in a current source circuit C that supplies a main current to the switchgear TO in the combined charging test circuit of the power switchgear TO. As shown in FIG. 2, the trigger gap TG is provided between the switchgear TO and the power source G and in parallel with the auxiliary circuit breaker AB.

図1に示すように、トリガギャップTGは、ギャップ8を介して設けられた一対の対向電極1及びトリガ付電極2を備えている。両電極1、2は、電流源回路Cにおいて、電流源回路Cの電源Gと試験対象の開閉装置TOと間に設けられる。   As shown in FIG. 1, the trigger gap TG includes a pair of counter electrodes 1 and a trigger electrode 2 provided via a gap 8. In the current source circuit C, both electrodes 1 and 2 are provided between the power source G of the current source circuit C and the switch device TO to be tested.

両電極1、2は、それぞれ半球形状を有する導体であり、所定のギャップ8を介し互いの半球の湾曲部分を対向させて配置されている。両電極1、2は例えばカーボンで形成される。この両電極1、2は、SFガスなどの絶縁媒体となるガスが充填されたガスタンク内に設けられている。なお、本実施形態ではこの絶縁媒体がプラズマ化するガスである。そのため、一般的なプラズマ切断機などの構造にあるプラズマガスを供給する構成が不要であるので構造が簡略化できる。 Both electrodes 1 and 2 are conductors each having a hemispherical shape, and are arranged with their curved portions of the hemisphere facing each other with a predetermined gap 8 therebetween. Both electrodes 1 and 2 are made of carbon, for example. Both electrodes 1 and 2 are provided in a gas tank filled with a gas serving as an insulating medium such as SF 6 gas. In this embodiment, the insulating medium is a gas that is turned into plasma. Therefore, since the structure for supplying plasma gas in a structure such as a general plasma cutting machine is unnecessary, the structure can be simplified.

トリガ付電極2は、ガスタンク内の絶縁媒体となるガスをプラズマ化させ、アークプラズマを発生させるものである。具体的には、トリガ付電極2は、内部に設けられた蓄圧室4と、蓄圧室4内に設けられ、アーク放電を発生させるトリガ電極5と、蓄圧室4とギャップ8とを連通するノズル3と、トリガ電極5に接続された絶縁物7と、を有している。   The electrode 2 with a trigger is for generating a plasma by gasifying an insulating medium in the gas tank into a plasma. Specifically, the trigger-equipped electrode 2 includes a pressure accumulating chamber 4 provided therein, a trigger electrode 5 provided in the pressure accumulating chamber 4 for generating arc discharge, and a nozzle communicating the pressure accumulating chamber 4 and the gap 8. 3 and an insulator 7 connected to the trigger electrode 5.

蓄圧室4では、その内部で生成されたアークプラズマ6の圧力が上昇する。そのために、蓄圧室4は、閉塞しやすいように構成されている。具体的には、蓄圧室4は、トリガ付電極2の内壁によって形成された空間であり、半球形状であるトリガ付電極2底面の中心から対向電極1に向かって同径の筒状に延び、その途中から縮径し窄んだ形状を有している。蓄圧室4のテーパー形状部分は窄んでいるため、当該部分を形成するトリガ付電極2の内壁面はトリガ電極5の先端を覆い被さるようになっている。このテーパー形状の窄んだ先にはノズル3が設けられている。   In the pressure accumulating chamber 4, the pressure of the arc plasma 6 generated therein increases. Therefore, the pressure accumulation chamber 4 is configured to be easily closed. Specifically, the pressure accumulating chamber 4 is a space formed by the inner wall of the electrode with trigger 2 and extends in a cylindrical shape having the same diameter from the center of the bottom surface of the electrode with trigger 2 having a hemispherical shape toward the counter electrode 1. The diameter is reduced from the middle and the shape is narrowed. Since the tapered portion of the pressure accumulating chamber 4 is narrowed, the inner wall surface of the trigger electrode 2 forming the portion covers the tip of the trigger electrode 5. A nozzle 3 is provided at the tapered end of the taper shape.

ノズル3は、トリガ付電極2内の蓄圧室4と、対向電極1とトリガ付電極2との間のギャップ8とを連通させる。より詳細には、ノズル3は、対向電極1と対向するトリガ付電極2の半球湾曲部分であって、対向電極1及びトリガ付電極2の中心軸上に設けられている。換言すると、ノズル3は、トリガ付電極2のギャップ8の長さが最短となる箇所に設けられている。   The nozzle 3 makes the pressure accumulation chamber 4 in the electrode with trigger 2 communicate with the gap 8 between the counter electrode 1 and the electrode with trigger 2. More specifically, the nozzle 3 is a hemispherical curved portion of the trigger electrode 2 facing the counter electrode 1, and is provided on the central axis of the counter electrode 1 and the trigger electrode 2. In other words, the nozzle 3 is provided at a position where the length of the gap 8 of the electrode with trigger 2 is the shortest.

一方、対向電極1と反対側であるトリガ付電極2の底面側には、蓄圧室4の筒状部分より幅広の内部空間が設けられている。絶縁物7はこの内部空間に設けられている。絶縁物7は平板形状を有する。絶縁物7はトリガ電極5の支持絶縁物である。すなわち、絶縁物7には円柱状のトリガ電極5が対向電極1側に向けて取り付けられ、絶縁物7はトリガ電極5を支持し、トリガ付電極2とトリガ電極5を絶縁させる。   On the other hand, an inner space wider than the cylindrical portion of the pressure accumulating chamber 4 is provided on the bottom surface side of the electrode with trigger 2 on the side opposite to the counter electrode 1. The insulator 7 is provided in this internal space. The insulator 7 has a flat plate shape. The insulator 7 is a support insulator for the trigger electrode 5. That is, the cylindrical trigger electrode 5 is attached to the insulator 7 toward the counter electrode 1, and the insulator 7 supports the trigger electrode 5 and insulates the trigger electrode 2 from the trigger electrode 5.

トリガ電極5は、円柱形状の導体であり、蓄圧室4内に配置されている。トリガ電極5は、アーク放電を発生させる。トリガ電極5は絶縁物7から対向電極1の方へ延びるが、その先端は蓄圧室4のテーパー形状部分までは延びていない。すなわち、トリガ電極5の先端は蓄圧室4の筒状部分の途中に位置しており、トリガ電極5の先端より対向電極1側の蓄圧室4の空間が、アーク放電を発生させる空間となっている。蓄圧室4のテーパー形状部分はノズル3に向けて窄んでいるため、当該部分を形成するトリガ付電極2の内壁はトリガ電極5の先端を向いている。   The trigger electrode 5 is a cylindrical conductor and is disposed in the pressure accumulation chamber 4. The trigger electrode 5 generates arc discharge. The trigger electrode 5 extends from the insulator 7 toward the counter electrode 1, but its tip does not extend to the tapered portion of the pressure accumulation chamber 4. That is, the tip of the trigger electrode 5 is located in the middle of the cylindrical portion of the pressure accumulating chamber 4, and the space of the pressure accumulating chamber 4 on the counter electrode 1 side from the tip of the trigger electrode 5 becomes a space for generating arc discharge. Yes. Since the tapered portion of the pressure accumulating chamber 4 is narrowed toward the nozzle 3, the inner wall of the trigger electrode 2 that forms the portion faces the tip of the trigger electrode 5.

トリガ電極5は、電流源回路の一部を示す図3に示すように、電源C0にギャップTを隔てて接続されており、当該電源C0は例えばコンデンサであり予め充電されている。この電源C0は合成投入試験においてトリガギャップTGをスイッチングさせるタイミングでトリガ電極5に電圧印加できるように構成されている。すなわち、ギャップTを放電させ電源C0から電圧印加されると、トリガ電極5の先端と蓄圧室4を構成するトリガ付電極2内壁との間でアーク放電が発生し、アークプラズマ6が生成されるようになっている。   As shown in FIG. 3 showing a part of the current source circuit, the trigger electrode 5 is connected to a power source C0 with a gap T therebetween, and the power source C0 is a capacitor, for example, and is charged in advance. The power source C0 is configured such that a voltage can be applied to the trigger electrode 5 at the timing when the trigger gap TG is switched in the composite charging test. That is, when the gap T is discharged and a voltage is applied from the power source C0, an arc discharge is generated between the tip of the trigger electrode 5 and the inner wall of the trigger electrode 2 constituting the pressure accumulating chamber 4, and an arc plasma 6 is generated. It is like that.

(作用)
合成投入試験では、まず、電圧源回路の電源によって、試験対象の開閉装置TOの電極間に電圧を印加する。この段階ではトリガギャップTGは電気的に接続されていないため、電流源回路Cの電源Gは開閉装置TOから切り離されている。開閉装置TOの電極間の電圧の印加により、この電極間にプレアークが発生すると、トリガギャップTGをスイッチングさせる。
(Function)
In the synthesis input test, first, a voltage is applied between the electrodes of the switchgear TO to be tested by the power source of the voltage source circuit. At this stage, since the trigger gap TG is not electrically connected, the power source G of the current source circuit C is disconnected from the switchgear TO. When a pre-arc occurs between the electrodes by applying a voltage between the electrodes of the switchgear TO, the trigger gap TG is switched.

すなわち、予め充電された電流源回路Cの電源C0をトリガ電極5に接続して当該トリガ電極5に電圧を印加する。すると、トリガ電極5先端と蓄圧室4を構成するテーパー形状のトリガ付電極2内壁間でアーク放電が発生し、蓄圧室4でアークプラズマ6が生成される。なお、トリガ付電極2の平面部分である底面には蓋がされており、トリガ電極5の後端方向にアークプラズマが進出することはない。   That is, the power source C 0 of the current source circuit C charged in advance is connected to the trigger electrode 5 and a voltage is applied to the trigger electrode 5. Then, an arc discharge is generated between the tip of the trigger electrode 5 and the inner wall of the tapered electrode 2 having a trigger shape constituting the pressure accumulating chamber 4, and arc plasma 6 is generated in the pressure accumulating chamber 4. Note that the bottom surface, which is a planar portion of the electrode with trigger 2, is covered, and arc plasma does not advance toward the rear end of the trigger electrode 5.

このようにトリガ電極5の先端近傍で生成されたアークプラズマ6は、蓄圧室4のテーパー形状部分がトリガ電極5の先端に向けられているため、閉塞しやすくなっている。そのため、蓄圧室4でアークプラズマ6の圧力が上昇する。圧力上昇したアークプラズマ6は蓄圧室4の対向電極1側に設けられたノズル3を通じて対向電極1に向けて放出される。   Thus, the arc plasma 6 generated in the vicinity of the tip of the trigger electrode 5 is easily blocked because the tapered portion of the pressure accumulating chamber 4 is directed to the tip of the trigger electrode 5. Therefore, the pressure of the arc plasma 6 increases in the pressure accumulation chamber 4. The arc plasma 6 whose pressure has been increased is discharged toward the counter electrode 1 through the nozzle 3 provided on the counter electrode 1 side of the pressure accumulating chamber 4.

ノズル3から放出されたアークプラズマ6によりトリガ付電極2と対向電極1との間が絶縁破壊され、ギャップ8間が電気的に導通状態となる。従って、電流源回路Cの電源Gから開閉装置TOに主電流が供給される。この主電流の供給はプレアーク発生後300μs以内である。以上のようにトリガギャップTGを用いて開閉装置TOに主電流を供給し、開閉装置TOの投入能力を検証する合成投入試験が行われる。   The arc plasma 6 emitted from the nozzle 3 causes the dielectric breakdown between the trigger electrode 2 and the counter electrode 1, and the gap 8 is electrically connected. Accordingly, the main current is supplied from the power source G of the current source circuit C to the switchgear TO. The main current is supplied within 300 μs after the occurrence of the pre-arc. As described above, the composite charging test is performed in which the main current is supplied to the switchgear TO using the trigger gap TG and the switchability of the switchgear TO is verified.

(効果)
本実施形態のトリガギャップTGは、一対の対向電極1及びトリガ付電極2がギャップ8を介して対向するように設けられたトリガギャップであって、トリガ付電極2は、アークプラズマ6を発生させるものであり、内部に設けられた蓄圧室4と、蓄圧室4内に設けられ、蓄圧室4内壁との間でアーク放電を発生させるためのトリガ電極5と、蓄圧室4とギャップ8とを連通するノズル3と、を備え、アーク放電により蓄圧室4内で発生したアークプラズマ6を、蓄圧室4内で圧力上昇させノズル3を通じて対向する対向電極1に放出するようにした。
(effect)
The trigger gap TG of the present embodiment is a trigger gap provided so that the pair of counter electrodes 1 and the trigger electrode 2 are opposed to each other through the gap 8. The trigger electrode 2 generates the arc plasma 6. A pressure accumulating chamber 4 provided inside, a trigger electrode 5 provided in the pressure accumulating chamber 4 for generating an arc discharge between the inner wall of the pressure accumulating chamber 4, a pressure accumulating chamber 4 and a gap 8; The arc plasma 6 generated in the pressure accumulating chamber 4 by arc discharge is increased in pressure in the pressure accumulating chamber 4 and discharged to the opposing electrode 1 through the nozzle 3.

これにより、蓄圧室4で圧力上昇してアークプラズマ6が放出されるため、アークプラズマ6が加速進展する。従って、従来のトリガギャップと比べて長いギャップ長のギャップ間を絶縁破壊させることが可能である。すなわち、従来よりもギャップ間の耐電圧性能を向上させることができる。   As a result, the pressure rises in the pressure accumulating chamber 4 and the arc plasma 6 is emitted, so that the arc plasma 6 advances and accelerates. Therefore, it is possible to cause a dielectric breakdown between gaps having a longer gap length than the conventional trigger gap. That is, the withstand voltage performance between the gaps can be improved as compared with the conventional case.

特に、定格電圧が245kV以上の開閉装置が投入試験の対象である場合、従来のトリガギャップでは、定格電圧印加時に必要な絶縁距離のギャップ長を確保すると、トリガギャップのスイッチングの際、すなわちギャップ間で火花放電させるために必要なトリガ電圧を発生させることが不可能となり、トリガギャップをスイッチングさせることができなかった。そのため従来ではトリガギャップを複数台直列に接続して使用する必要があり、またその場合にはそれぞれのトリガギャップの電圧分担率の調整や複数台を同時に制御するための同期制御技術を用いる必要があり、試験が複雑化していた。   In particular, when a switchgear with a rated voltage of 245 kV or higher is the subject of the input test, with the conventional trigger gap, if the gap length of the insulation distance required when the rated voltage is applied is secured, the trigger gap is switched, that is, between the gaps. Therefore, it is impossible to generate a trigger voltage necessary for spark discharge in the case, and the trigger gap cannot be switched. Therefore, conventionally, it is necessary to use a plurality of trigger gaps connected in series, and in that case, it is necessary to adjust the voltage sharing ratio of each trigger gap and to use a synchronous control technique for simultaneously controlling the plurality of trigger gaps. Yes, the test was complicated.

しかし、本実施形態によれば、使用可能な試験電圧範囲を拡大することができるため、定格電圧が245kV以上の開閉装置の場合であっても、一台のトリガギャップTGで投入試験が可能であるため、合成投入試験回路を簡素化することが可能である。   However, according to the present embodiment, the usable test voltage range can be expanded, so that even a switchgear with a rated voltage of 245 kV or more can be subjected to an input test with a single trigger gap TG. Therefore, it is possible to simplify the synthesis input test circuit.

[第2の実施形態]
(構成)
第2の実施形態について、図4を用いて説明する。第2の実施形態は第1の実施形態と基本構成は同じである。以下では、第1の実施形態と異なる点のみを説明し、第1の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
(Constitution)
A second embodiment will be described with reference to FIG. The basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment. In the following, only differences from the first embodiment will be described, and the same parts as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

図4は、第2の実施形態に係るトリガギャップの全体構成を示す断面図である。図4に示すように、対向電極1は、トリガ付電極2のアークプラズマに曝される部分に交換部10を備えている。このアークプラズマが曝される部分としては、例えばトリガ付電極2からアークプラズマが照射される部分が挙げられる。交換部10は、対向電極1本体とは別体としてカセット交換可能に構成されている。この交換部10は、対向電極1と同一材料により形成しても良いし、異なる材料で形成しても良い。本実施形態では交換部10は、対向電極1と異なる材料で形成されている。この異なる材料は、対向電極1本体よりもアークプラズマによる損耗の少ない低損耗金属であり、例えばタングステンなどが挙げられる。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the trigger gap according to the second embodiment. As shown in FIG. 4, the counter electrode 1 includes a replacement unit 10 at a portion of the trigger electrode 2 exposed to the arc plasma. Examples of the portion exposed to the arc plasma include a portion irradiated with the arc plasma from the trigger electrode 2. The exchange unit 10 is configured to be able to exchange a cassette as a separate body from the counter electrode 1 main body. This exchange part 10 may be formed with the same material as the counter electrode 1, or may be formed with a different material. In the present embodiment, the exchange unit 10 is formed of a material different from that of the counter electrode 1. This different material is a low wear metal that is less worn by arc plasma than the counter electrode 1 body, and includes, for example, tungsten.

(作用・効果)
(1)本実施形態の対向電極1は、トリガ付電極2のアークプラズマが曝される部分に交換可能な交換部10を備えるようにした。これにより、トリガギャップTGを繰り返し使用する過程でアークプラズマが曝される部分は損耗していくが、メンテナンスは交換部10の交換だけで済む。すなわち、対向電極1全体を交換する必要がないので、メンテナンスが容易になる。
(Action / Effect)
(1) The counter electrode 1 of this embodiment is provided with the exchange part 10 that can be exchanged with the part of the trigger-equipped electrode 2 exposed to the arc plasma. As a result, the portion exposed to the arc plasma in the process of repeatedly using the trigger gap TG wears out, but the maintenance only needs to be replaced by the replacement unit 10. That is, since it is not necessary to replace the entire counter electrode 1, the maintenance becomes easy.

(2)交換部10は、対向電極1本体よりもアークプラズマによる損耗の少ない低損耗金属で構成するようにした。これにより、電極寿命を長くすることができる。 (2) The replacement part 10 is made of a low wear metal that is less worn by arc plasma than the counter electrode 1 body. Thereby, an electrode lifetime can be lengthened.

[第3の実施形態]
第3の実施形態について、図5を用いて説明する。第3の実施形態は第1の実施形態と基本構成は同じである。以下では、第1の実施形態と異なる点のみを説明し、第1の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
[Third Embodiment]
A third embodiment will be described with reference to FIG. The basic configuration of the third embodiment is the same as that of the first embodiment. In the following, only differences from the first embodiment will be described, and the same parts as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

図5は、第3の実施形態に係るトリガギャップの全体構成を示す断面図である。図5に示すように、第1の実施形態の対向電極1に代えて、トリガ付電極2が設けられている。すなわち、ギャップ8を介して対向配置される一対の電極は、両方がトリガ付電極2である。共に同一の構成を有しているためその説明は省略する。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the trigger gap according to the third embodiment. As shown in FIG. 5, instead of the counter electrode 1 of the first embodiment, an electrode 2 with a trigger is provided. That is, both of the pair of electrodes opposed to each other via the gap 8 are the trigger electrodes 2. Since both have the same configuration, description thereof is omitted.

本実施形態では、一対の電極が共にトリガ付電極2であるため、両方のトリガ付電極2からアークプラズマ6が放出される。従って、第1の実施形態よりも更に長いギャップ間を絶縁破壊させることが可能である。よって、さらに電極間のギャップを長くすることができるので、ギャップ間の耐電圧性能を更に向上させることができる。本実施形態のトリガギャップTGによれば、使用可能な試験電圧範囲をさらに拡大することができる。   In the present embodiment, since the pair of electrodes are both electrodes 2 with trigger, arc plasma 6 is emitted from both electrodes 2 with trigger. Therefore, it is possible to cause a dielectric breakdown between gaps longer than in the first embodiment. Therefore, since the gap between the electrodes can be further increased, the withstand voltage performance between the gaps can be further improved. According to the trigger gap TG of the present embodiment, the usable test voltage range can be further expanded.

[その他の実施形態]
本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
[Other Embodiments]
In the present specification, a plurality of embodiments according to the present invention have been described. However, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The above embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof as well as included in the scope and gist of the invention.

例えば、第1乃至第3の実施形態では、特に言及していなかったが、トリガギャップTGの一対の電極は、一方の電極に対して他方の電極が相対的に移動可能に構成されていても良い。これにより、所望のギャップ長とすることができるので、所望の耐電圧性能を得ることができる。例えば、第1の実施形態では、対向電極1を固定とし、トリガ付電極2を移動機構と接続し、トリガ付電極2を対向電極1に対して移動可能することができる。   For example, although not particularly mentioned in the first to third embodiments, the pair of electrodes of the trigger gap TG may be configured such that the other electrode is movable relative to one electrode. good. Thereby, since it can be set as desired gap length, desired withstand voltage performance can be obtained. For example, in the first embodiment, the counter electrode 1 can be fixed, the trigger electrode 2 can be connected to a moving mechanism, and the trigger electrode 2 can be moved with respect to the counter electrode 1.

1…対向電極
2…トリガ付電極
3…ノズル
4…蓄圧室
5…トリガ電極
6…アークプラズマ
7…絶縁物
8…ギャップ
10…交換部
AB…補助遮断器
C…電流源回路
C0…電源
G…電源
L…コイル
T…ギャップ
TG…トリガギャップ
TO…開閉装置
Tr1…変圧器
Tr2…変圧器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Counter electrode 2 ... Trigger electrode 3 ... Nozzle 4 ... Accumulation chamber 5 ... Trigger electrode 6 ... Arc plasma 7 ... Insulator 8 ... Gap 10 ... Replacement part AB ... Auxiliary circuit breaker C ... Current source circuit C0 ... Power source G ... Power supply L ... Coil T ... Gap TG ... Trigger gap TO ... Switchgear Tr1 ... Transformer Tr2 ... Transformer

Claims (4)

一対の第1の電極及び第2の電極がギャップを介して対向するように設けられたトリガギャップであって、
前記第1の電極は、アークプラズマを発生させるトリガ付電極であり、
前記第2の電極は、前記トリガ付電極の前記アークプラズマが曝される部分に、交換部を備え、
前記トリガ付電極は、
内部に設けられた蓄圧室と、
前記蓄圧室内に設けられ、前記蓄圧室内壁との間でアーク放電を発生させるためのトリガ電極と、
前記蓄圧室と前記ギャップとを連通させるノズルと、を備え、
前記アーク放電により前記蓄圧室内で発生したアークプラズマが、前記蓄圧室内で圧力上昇し前記ノズルを通じて対向する前記第2の電極に放出されることを特徴とするトリガギャップ。
A trigger gap provided so that a pair of first electrode and second electrode face each other with a gap interposed therebetween,
It said first electrode is a triggering with electrodes for generating the arc plasma,
The second electrode includes a replacement part in a portion of the trigger electrode exposed to the arc plasma,
The electrode with a trigger is
A pressure accumulation chamber provided inside,
A trigger electrode provided in the pressure accumulation chamber for generating arc discharge with the pressure accumulation chamber wall;
A nozzle for communicating the pressure accumulation chamber and the gap,
A trigger gap, characterized in that arc plasma generated in the pressure accumulating chamber by the arc discharge rises in pressure in the pressure accumulating chamber and is discharged to the second electrode facing through the nozzle.
前記交換部は、前記第2の電極本体よりも前記アークプラズマによる損耗の少ない低損耗金属で構成されていることを特徴とする請求項に記載のトリガギャップ。 It said switching unit, a trigger gap according to claim 1, characterized in that it is constituted by a small low wear metals wear by the arc plasma than the second electrode body. 前記第1の電極及び前記第2の電極が、共に前記トリガ付電極であることを特徴とする請求項1に記載のトリガギャップ。   The trigger gap according to claim 1, wherein both the first electrode and the second electrode are the electrodes with a trigger. 前記第1の電極及び前記第2の電極は、一方の電極に対して他方の電極が相対的に移動可能に構成されたことを特徴とする請求項1〜請求項の何れかに記載のトリガギャップ。 The said 1st electrode and the said 2nd electrode were comprised so that the other electrode could move relatively with respect to one electrode, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. Trigger gap.
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