JP7325937B2 - 真空遮断器の投入試験装置およびその試験方法 - Google Patents

Description

本実施形態は、電力系統において電流遮断を行う真空遮断器の投入試験装置およびその試験方法に関する。

電力系統の電力供給線に流れる電流を遮断するために真空遮断器が使用される。真空遮断器は、製品化にあたっては電気試験所等において形式試験が実施される。

電気試験所等における真空遮断器の形式試験は、専用の試験装置により行われる。専用の試験装置として、実際の電力系統を模した電圧および電流を発生する試験装置が知られている。

特開昭５９－２１６０７１号公報

IEC62271-101: High-voltage switchgear and control gear Part101: Synthetic testing

真空遮断器が閉路状態とされる投入時には、真空遮断器内の一対の電極が、駆動装置により駆動され機械的に接続される。真空遮断器が実際の電力系統に接続されている場合、真空遮断器内の一対の電極が、駆動装置により駆動され機械的に接続される前に、一対の電極間にアークが発生し、電流が流れる。この一対の電極が機械的に接続する前に発生するアークをプレアークと呼ぶ。

このプレアーク発生時に供給される電力を一つの電流電圧発生部から供給する直接試験法と、プレアーク発生時に供給される電力の電圧を電圧発生部により供給し、電流を電流発生部により供給する合成試験法が知られている。直接試験法と合成試験法は、真空遮断器の遮断性能に応じて、適宜使い分けられる。近年、真空遮断器の遮断容量が大容量化され、合成試験法が用いられる場合が多くなっている。

真空遮断器が実際の電力系統に接続されている場合、真空遮断器が閉路する電圧は高電圧であり、電流は大電流である。実際の電力系統に真空遮断器を接続して電気試験所等における真空遮断器の閉路試験を行うことは、安全性、経済性の面から望ましくない。このため、電気試験所等における真空遮断器の閉路試験は、実際の電力系統を模した電圧および電流を発生する試験装置を用いた合成試験法により行われることが望ましい。

合成試験法の試験装置は、実際の電力系統を模した小電流の高電圧を発生する電圧発生部と、低電圧の大電流を発生する電流発生部とを有する。

合成試験法による真空遮断器の閉路試験において、試験装置は、真空遮断器が閉路動作中である時の電極間にかかる高電圧を電圧発生部により供給する。その後、試験装置は、電圧発生部から出力された高電圧によるプレアークが消弧される前に、電流発生部から大電流を供給する。このようにすることで、実際の電力系統に接続された時に発生するプレアークを模したプレアークを発生させることができる。

しかしながら、真空遮断器においてプレアークが短時間の間に消弧されてしまう場合がある。この場合、電圧発生部から出力された高電圧によるプレアークが消弧される前に、電流発生部から大電流を供給することができず、その結果、真空遮断器の閉路試験が失敗することが懸念されるとの問題点があった。

本実施形態は、短時間の間にプレアークが消弧されてしまう場合のある真空遮断器の閉路試験を、より確実に行うことができる真空遮断器の投入試験装置および試験方法を提供することを目的とする。

本実施形態の真空遮断器の投入試験装置は、次のような構成を有することを特徴とする。
（１）被試験装置である真空遮断器の投入時に、前記真空遮断器に電圧を供給する電圧発生部。
（２）前記電圧発生部から前記真空遮断器に供給された電流を検出する検出部。
（３）前記検出部により、前記電圧発生部から前記真空遮断器に電流が供給されたことが検出されたときに、前記真空遮断器に電流を供給する電流発生部。
（４）前記電圧発生部は、前記検出部により前記電流が検出されたときから最大電流を発生するまでのピーク時間が異なる電流を発生する複数の電圧回路を有する。

本実施形態の真空遮断器の試験方法は、次のような手順を有することを特徴とする。
（１）被試験装置である真空遮断器の投入時に、前記真空遮断器に電圧を供給する電圧発生手順。
（２）前記電圧発生手順により前記真空遮断器に供給された電流を検出する検出手順。
（３）前記検出手順により、電圧発生部から前記真空遮断器に電流が供給されたことが検出されたときに、前記真空遮断器に電流を供給する電流発生手順。
（４）前記電圧発生手順は、複数の電圧回路により前記検出手順により前記電流が検出されたときから最大電流を発生するまでのピーク時間が異なる電流を発生する。

第１実施形態にかかる真空遮断器の試験装置の構成を示す図 第１実施形態にかかる真空遮断器の試験方法の手順を示す図 第１実施形態にかかる試験装置の電圧回路の出力電流を説明する図 第１実施形態にかかる試験装置の合成電流を説明する図 一つの電圧回路のみ有する試験装置の構成を説明する図 一つの電圧回路のみ有する試験装置の合成電流を説明する図

［第１実施形態］
［１－１．概略構成］
以下では、図１を参照しつつ、本実施形態の真空遮断器の試験装置１の全体構成を説明する。図１は、試験装置１の内部回路を示している。試験装置１は、工場の試験室等に設置される。

本実施形態において、同一構成の装置や部材が複数ある場合にはそれらについて同一の番号を付して説明を行い、また、同一構成の個々の装置や部材についてそれぞれを説明する場合に、共通する番号にアルファベットの添え字（小文字）を付けることで区別する。

試験装置１は、電圧発生部２、電流発生部３、検出部４、スイッチ５、充電部６、開閉部７を有する。試験装置１は、接続線９１、９２を介し被試験装置である真空遮断器８に接続される。真空遮断器８は、電力系統において電流遮断を行うための開閉装置である。真空遮断器８は、外部の駆動装置（図中不示）に機械的に接続される。

試験装置１は、電気試験所の試験室等に設置される。同様に、真空遮断器８も、試験装置１が設置された電気試験所の試験室等に配置される。試験装置１と真空遮断器８を接続する接続線９１、９２は、浮遊容量としてのキャパシタ９３および浮遊リアクタンスとしてのリアクタンス９４を有する。

試験装置１は、合成試験法による真空遮断器の閉路試験において、実際の電力系統に接続された時の投入時に発生するプレアークを模したプレアークを発生させる。試験装置１は、実際の電力系統を模した小電流の高電圧を発生する電圧発生部２と、低電圧の大電流を発生する電流発生部３とを有する。試験装置１は、真空遮断器８が閉路動作中とされる投入時の電極間にかかる高電圧を電圧発生部２により供給する。試験装置１は、電圧発生部２から出力された高電圧によるプレアークが消弧される前に、電流発生部３から大電流を供給する。

（電圧発生部２）
電圧発生部２は、小電流の高電圧を発生する電圧発生装置により構成される。電圧発生部２は、電流発生部３に比べ高電圧である電圧を発生する。電圧発生部２は、電流発生部３に比べ小電流である電流を発生する。電圧発生部２は、接続線９１、９２を介し被試験装置である真空遮断器８に接続される。合成試験法による真空遮断器の閉路試験において、電圧発生部２は、真空遮断器が閉路動作中とされる時の電極間にかかる高電圧を被試験装置である真空遮断器８に供給する。

電圧発生部２は、電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃを有する。電圧発生部２の電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、それぞれ電気的に並列に接続され、接続線９１、９２を介し被試験装置である真空遮断器８に接続される。

電圧回路２０ａを第１番目の電圧回路、電圧回路２０ｂを第２番目の電圧回路、電圧回路２０ｃを第３番目の電圧回路と呼ぶ場合がある。本実施形態において、第２番目の電圧回路である電圧回路２０ｂまたは第３番目の電圧回路である電圧回路２０ｃが、請求項における第ｎ番目の電圧回路に相当する。また、本実施形態における電圧回路２０ｃが、請求項における最も長いピーク時間を有する電圧回路に相当する。

電圧回路２０ａは、電気的に直列接続されたキャパシタ２１ａ、抵抗器２２ａ、およびリアクタンス２３ａを有する。同様に電圧回路２０ｂは、電気的に直列接続されたキャパシタ２１ｂ、抵抗器２２ｂ、およびリアクタンス２３ｂを、電圧回路２０ｃは、電気的に直列接続されたキャパシタ２１ｃ、抵抗器２２ｃ、およびリアクタンス２３ｃを有する。

キャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、アルミ電解コンデンサやプラスチックフィルムコンデンサのような高耐圧のコンデンサにより構成される。キャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、真空遮断器８に供給するための、電荷を充電する。キャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、実際の電力系統を模した高電圧の電流を真空遮断器８に供給する。キャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃに充電された電荷は、それぞれ抵抗器２２ａ、２２ｂ、２２ｃにより制限され小電流とされる。

キャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの容量は、キャパシタ２１ａ＜キャパシタ２１ｂ＜２１ｃである。電圧回路２０ｃのキャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、アルミ電解コンデンサやプラスチックフィルムコンデンサのような高耐圧のコンデンサにより構成される。キャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、真空遮断器８に供給するための、電荷を充電する。キャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、実際の電力系統を模した高電圧の電流を真空遮断器８に供給する。キャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃに充電された電荷は、それぞれ抵抗器２２ａ、２２ｂ、２２ｃにより制限され小電流とされる。

キャパシタ２１ｃは、キャパシタ２１ｃに電気的に接続された充電部６により充電される。キャパシタ２１ａ、２１ｂには、キャパシタ２１ｃに充電された電荷が、充電される。キャパシタ２１ａ、２１ｂには、電圧回路２０ｃと直列接続された開閉部７が閉路状態とされることにより充電される。

すなわち、複数の電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃのうち、最も長いピーク時間を有する電圧回路２０ｃのキャパシタ２１ｃは、充電部６により充電される。最も長いピーク時間を有する電圧回路２０ｃに接続された開閉部７が閉路状態とされ、複数の電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃのうち最も長いピーク時間を有する電圧回路２０ｃを除く電圧回路２０ａ、２０ｂのキャパシタ２１ａ、２１ｂが充電される。

抵抗器２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、巻線抵抗器のような高耐圧の抵抗器により構成される。抵抗器２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、それぞれキャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃから真空遮断器８に供給される電流を制限する。キャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、実際の電力系統を模した高電圧の電流を真空遮断器８に供給する。抵抗器２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、それぞれキャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃに充電された電荷を、小電流とする。

抵抗器２２ａ、２２ｂ、２２ｃの抵抗値は、それぞれキャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの容量とともに、真空遮断器８に供給される電圧が所望のピーク時間を有するように選択される。

抵抗器２２ａの抵抗値は、キャパシタ２１ａの容量とともに、電圧回路２０ａから真空遮断器８に供給される電圧のピーク時間が、電圧回路２０ｂ、２０ｃに比べ短くなるように選択される。抵抗器２２ｃの抵抗値は、キャパシタ２１ｃの容量とともに、電圧回路２０ｃから真空遮断器８に供給される電圧のピーク時間が、電圧回路２０ａ、２０ｂに比べ長くなるように選択される。

リアクタンス２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、鉄やフェライト等の磁性体コアに銅線等の巻き線コイルが配置され構成される。リアクタンス２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、それぞれキャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃから真空遮断器８に供給される突入電流を制限する。

接続線９１、９２は、浮遊容量としてのキャパシタ９３および浮遊リアクタンスとしてのリアクタンス９４を有する。リアクタンス２３ａ、２３ｂ、２３ｃの大きさは、キャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの容量、抵抗器２２ａ、２２ｂ、２２ｃの抵抗値とともに、浮遊容量としてのキャパシタ９３および浮遊リアクタンスとしてのリアクタンス９４に応じ調整される。

電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃから真空遮断器８に供給される電圧は、異なるピーク時間を有する。電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃから真空遮断器８に供給される電圧のピーク時間は、電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃのそれぞれのキャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの容量、抵抗器２２ａ、２２ｂ、２２ｃの抵抗値および、またはリアクタンス２３ａ、２３ｂ、２３ｃの大きさにより調整される。

第３番目の電圧回路である電圧回路２０ｃのピーク時間は、第２番目の電圧回路である電圧回路２０ｂのピーク時間の３倍乃至５倍、第２番目の電圧回路である電圧回路２０ｂのピーク時間は、第１番目の電圧回路である電圧回路２０ａのピーク時間の３倍乃至５倍であることが望ましい。つまり、複数の電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃのうち第ｎ番目の電圧回路は、複数の電圧回路のうち第（ｎ－１）番目の電圧回路が有するピーク時間の３倍乃至５倍のピーク時間を有することが望ましい。

（電流発生部３）
電流発生部３は、低電圧の大電流を発生する電流発生装置により構成される。電流発生部３は、電圧発生部２に比べ大電流である電流を発生する。電流発生部３は、電圧発生部２に比べ低電圧である電圧を発生する。電流発生部３は、接続線９１、９２を介し被試験装置である真空遮断器８に接続される。合成試験法による真空遮断器の閉路試験において、電流発生部３は、真空遮断器８が閉路動作中とされる時のプレアークに供給される大電流を、被試験装置である真空遮断器８に供給する。

（検出部４）
検出部４は、電流を検出する電流検出装置により構成される。検出部４は、真空遮断器８に接続された接続線９２に配置される。検出部４は、電圧発生部２から真空遮断器８に供給された電流を検出する。

検出部４は、電圧発生部２から真空遮断器８に供給された電流が、予め設定された電流値以上であることを検出し、スイッチ５を閉路状態とする。スイッチ５が閉路状態とされることにより、電流発生部３から真空遮断器８にプレアークにかかる大電流が供給される。

（スイッチ５）
スイッチ５は、コンタクタや投入器のような開閉装置により構成される。スイッチ５は、電流発生部３と真空遮断器８を接続する接続線９１に配置される。スイッチ５は、電流発生部３から真空遮断器８への電流を開閉する。

スイッチ５は、検出部４により開閉が制御される。検出部４により、電圧発生部２から真空遮断器８に供給された電流が、予め設定された電流値以上であることが検出された場合、スイッチ５は、検出部４により閉路状態とされる。スイッチ５が閉路状態とされることにより、電流発生部３から真空遮断器８にプレアークにかかる大電流が供給される。

（充電部６）
充電部６は、電圧発生回路や定電流回路を有する充電装置により構成される。充電部６は、複数の電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃのうち、最も長いピーク時間を有する電圧回路のキャパシタを充電する。充電部６は、電圧発生部２の電圧回路２０ｃのキャパシタ２１ｃに接続される。充電部６は、電流発生部３に比べ高電圧である電圧に、キャパシタ２１ｃを充電する。充電部６は、真空遮断器の閉路試験開始時に、作業者に操作されキャパシタ２１ｃを充電する。

（開閉部７）
開閉部７は、スパークギャップを有する開閉装置により構成される。開閉部７は、電圧回路２０ｃに直列に接続され配置される。回路の構成の便宜のため開閉部７は、電圧回路２０ｃのリアクタンス２３ｃと抵抗器２２ｃの間に直列に接続される。開閉部７は、電圧回路２０ｃから電圧回路２０ａ、２０ｂおよび真空遮断器８への電流を開閉する。

開閉部７は、作業者により開閉が制御される。開閉部７は、作業者に制御されレーザーを電極間に放出する。レーザーに誘導され電流が導通し、開閉部７は閉路状態となる。

開閉部７が閉路状態となることにより、電圧回路２０ｃのキャパシタ２１ｃに充電された電荷により、電圧回路２０ａのキャパシタ２１ａおよび電圧回路２０ｂのキャパシタ２１ｂが充電される。また、開閉部７が閉路状態となることにより、電圧回路２０ｃからの高電圧が被試験装置である真空遮断器８に供給される。

以上が、真空遮断器の試験装置１の構成である。

［１－２．作用］
次に、本実施形態の真空遮断器の試験装置１の作用を、図１～６に基づき説明する。真空遮断器の試験方法の手順の一例を図２に示す。

（初期状態）
真空遮断器の試験開始前において、被試験装置である真空遮断器８は開路状態とされている。また、開閉部７およびスイッチ５も開路状態とされている。作業者は、以下の操作により、合成試験法による真空遮断器８の試験を実行する。

（操作１：電圧回路２０ｃのキャパシタ２１ｃを充電する）
操作１により合成試験法による真空遮断器の試験方法が開始される。最初に作業者は、充電部６を操作し、電圧回路２０ｃのキャパシタ２１ｃを充電する。充電部６は、複数の電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃのうち、最も長いピーク時間を有する電圧回路のキャパシタを充電する。電圧回路２０ｃのキャパシタ２１ｃは、充電部６により、電流発生部３に比べ高電圧である電圧に充電される。

（操作２：開閉部７を閉路状態とする）
次に作業者は、開閉部７を操作し、開閉部７を閉路状態とする。開閉部７は、作業者に操作されレーザーを電極間に放出する。レーザーに誘導され電流が導通し、開閉部７は閉路状態となる。

開閉部７が閉路状態となることにより、電圧回路２０ｃからの高電圧が被試験装置である真空遮断器８に供給される。この状態では、真空遮断器８は開路状態であるため、開閉部７が閉路状態となることにより、電圧回路２０ｃのキャパシタ２１ｃに充電された電荷により、電圧回路２０ａのキャパシタ２１ａおよび電圧回路２０ｂのキャパシタ２１ｂが充電される。

（操作３：真空遮断器８を閉路状態とする）
次に作業者は、真空遮断器８に接続された駆動装置（図中不示）を操作し、真空遮断器８を閉路状態とする。図３および図４に示すタイムチャートにおける時刻ｔ０に、真空遮断器８が閉路状態とされる動作が開始される。

真空遮断器８が閉路動作中、真空遮断器８内の電極が、駆動装置により駆動され機械的に接続される前に、電気的絶縁破壊が起こり電極間にプレアークが発生し、電流が流れ始める。図３、図４における時刻ｔ１に電気的絶縁破壊が起こり、真空遮断器８の電極間にプレアークが発生する。検出部４はこのプレアーク発生時に電極間に供給される電流を検出する。請求項における、検出部４により電流が検出されたときは、プレアークが発生した時刻であり、図３、図４における時刻ｔ１である。

検出部４は、プレアーク発生時に電極間に流れる電流を検出し、スイッチ５を閉路状態とする。スイッチ５が閉路状態とされることにより、電流発生部３から真空遮断器８に電流Ｉｓが供給される。しかしながら、電流発生部３から真空遮断器８に電流Ｉｓの供給が開始される時刻は、検出部４、スイッチ５、電流発生部３の遅延により図４における時刻ｔ２となる。つまり、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間、電流発生部３から真空遮断器８に電流Ｉｓは供給されない。

真空遮断器８の電極間のプレアーク発生により、電圧発生部２から供給される電圧Ｖｏは、図３、図４における時刻ｔ１にブレークダウンする。なお電圧発生部２から供給される電圧Ｖｏは、電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃのそれぞれのキャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃが充電された電圧である。

電圧発生部２は、検出部４によりプレアーク発生時に電極間に流れる電流が検出されたときから最大電流を発生するまでのピーク時間が異なる電流を発生する複数の電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃを有する。時刻ｔ１以降、電圧発生部２の電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、真空遮断器８に対し、それぞれ電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃを供給する。電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃから供給されるそれぞれの電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃは、プレアーク発生時刻ｔ１から最大電流を発生するまでの時間が異なる。

図３に示すように電圧回路２０ａの電流Ｉａはピーク時間Ｔａを、電圧回路２０ｂの電流Ｉｂはピーク時間Ｔｂを、電圧回路２０ｃの電流Ｉｃはピーク時間Ｔｃを有する。電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、異なるピーク時間を有する電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃを真空遮断器８に供給する。電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃのそれぞれのピーク時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃは、Ｔａ＜Ｔｂ＜Ｔｃである。

具体的には、ピーク時間Ｔｂは、ピーク時間Ｔａの３倍乃至５倍程度、ピーク時間Ｔｃは、ピーク時間Ｔｂの３倍乃至５倍程度であることが望ましい。つまり、第１番目の電圧回路２０ａ、第２番目の電圧回路２０ｂ、第３番目の電圧回路２０ｃのうち第ｎ番目の電圧回路は、第（ｎ－１）番目の電圧回路の、３倍乃至５倍のピーク時間を有する電流を発生することが望ましい。

電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃの電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃのそれぞれのピーク時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃは、電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃのそれぞれのキャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの容量、抵抗器２２ａ、２２ｂ、２２ｃの抵抗値および、またはリアクタンス２３ａ、２３ｂ、２３ｃの大きさにより調整される。

一例として、電圧回路２０ａの電流Ｉａのピーク時間Ｔａは、２μ秒～２０μ秒程度に、電圧回路２０ｂの電流Ｉｂのピーク時間Ｔｂは、１０μ秒～１００μ秒程度に、電圧回路２０ｃの電流Ｉｃのピーク時間Ｔｃは、５０μ秒～５００μ秒程度に調整される。

電圧回路２０ａからの電流Ｉａ、電圧回路２０ｂからの電流Ｉｂ、電圧回路２０ｃからの電流Ｉｃは、重畳され図３に示す電流Ｉｏとして真空遮断器８に供給される。

一方、接続線９１、９２は、浮遊容量であるキャパシタ９３、浮遊リアクタンスであるアクタンス９４にかかる成分を有する。このため、真空遮断器８の電極間のプレアーク発生後、接続線９１、９２は、図４に示す振動性の電流ＩＬを発生する。振動性の電流ＩＬは、一般的に０．１ＭＨｚ～１００ＭＨｚ程度の周波数を有する。

電圧回路２０ａからの電流Ｉａ、電圧回路２０ｂからの電流Ｉｂ、電圧回路２０ｃからの電流Ｉｃが重畳された電流Ｉｏと振動性の電流ＩＬとは、さらに重畳され電流Ｉｍとなる。電流Ｉｍは、電流発生部３から真空遮断器８に電流Ｉｓの供給が開始される時刻ｔ２までの間、ゼロクロスを有しない。

検出部４、スイッチ５、電流発生部３の遅延により時刻ｔ２に、電流発生部３から真空遮断器８に電流Ｉｓの供給が開始される。真空遮断器８のプレアークは、電極間の電流がゼロになると消弧されるが、電流Ｉｍは、時刻ｔ２に至るまで電流がゼロになるゼロクロスを有しない。このため、時刻ｔ２に至るまで真空遮断器８の電極間のプレアークは消滅せず、このプレアークに電流発生部３からの電流Ｉｓが重畳される。

これにより、電極が機械的に接続される前のプレアーク発生時に、電流発生部３からの電流Ｉｓが真空遮断器８の電極間に供給される。その結果、プレアークが消弧されることなく真空遮断器の閉路試験が行われる。

次に、対比のため一つの電圧回路のみ有する試験装置１１の作用を説明する。従来技術における試験装置１１は、一つの電圧回路にのみ構成された電圧発生部２を有していた。

図５～６に基づき一つの電圧回路のみ有する試験装置１１の作用を説明する。従来技術による試験装置１の電圧発生部２は、複数の電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃを有しておらず、図５に示すように一つの電圧回路２により構成されていた。

前述のとおり、接続線９１、９２は、浮遊容量であるキャパシタ９３、浮遊リアクタンスであるリアクタンス９４にかかる成分を有する。このため、真空遮断器８の電極間のプレアーク発生後、接続線９１、９２は、図６に示す振動性の電流ＩＬを発生する。振動性の電流ＩＬは、一般的に０．１ＭＨｚ～１００ＭＨｚ程度の周波数を有する。

電圧回路２０ｃからの電流Ｉｏと振動性の電流ＩＬとは、重畳され電流Ｉｍとなる。電流Ｉｍは、電圧回路２０ｃからの電流Ｉｏと重畳されているが、電流発生部３から真空遮断器８に電流Ｉｓの供給が開始される時刻ｔ２までの間に、ゼロクロスを有する。

検出部４、スイッチ５、電流発生部３の遅延により時刻ｔ２に、電流発生部３から真空遮断器８に電流Ｉｓの供給が開始される。プレアークは、真空遮断器８の電極間の電流がゼロになると消弧される。このため、時刻ｔ２に至る前の時刻ｔ３にて、真空遮断器８の電極間のプレアークは消滅する。したがってプレアークに電流発生部３からの電流Ｉｓを重畳させることができない。

これにより、電極が機械的に接続される前のプレアーク発生時に、電流発生部３からの電流Ｉｓが真空遮断器８の電極間に供給されることができなくなる。その結果、真空遮断器８の閉路試験は、失敗となる。

本実施形態の試験装置１によれば、電流発生部３から真空遮断器８に電流Ｉｓの供給が開始される時刻ｔ２に至るまで真空遮断器８の電極間のプレアークは消滅せず、このプレアークに電流発生部３からの電流Ｉｓが重畳される。電極が機械的に接続される前のプレアーク発生時に、電流発生部３からの電流Ｉｓが真空遮断器８の電極間に供給され、短時間の間にプレアークが消弧されてしまう場合のある真空遮断器の閉路試験が行われる。以上が、真空遮断器の試験装置１の作用である。

［１－３．効果］
（１）本実施形態によれば、真空遮断器の試験装置１は、被試験装置である真空遮断器８の投入時に、真空遮断器８に電圧を供給する電圧発生部２と、電圧発生部２から真空遮断器８に供給された電流を検出する検出部４と、検出部４により、電圧発生部２から真空遮断器８に電流が供給されたことが検出されたときに、真空遮断器８に電流を供給する電流発生部３と、を有し、電圧発生部２は、検出部４により電流が検出されたときから最大電流を発生するまでのピーク時間が異なる電流を発生する複数の電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃを有するので、短時間の間にプレアークが消弧されてしまう場合のある真空遮断器の閉路試験を、より確実に行うことができる真空遮断器の試験装置および試験方法を提供することができる。

接続線９１、９２は、浮遊容量であるキャパシタ９３、浮遊リアクタンスであるリアクタンス９４にかかる成分を有する。このため、真空遮断器８の電極間のプレアーク発生後、接続線９１、９２は、振動性の電流ＩＬを発生する。

複数の電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃから供給された異なるピーク時間を有する電流Ｉａ、電流Ｉｂ、電流Ｉｃは、重畳され電流Ｉｏとなる。振動性の電流ＩＬは、電流がゼロになるゼロクロスを有するが、電流Ｉｏと振動性の電流ＩＬが、重畳された電流Ｉｍは、電流発生部３から真空遮断器８に電流Ｉｓの供給が開始される時刻ｔ２までの間、ゼロクロスを有しない。

真空遮断器８のプレアークは、電極間の電流がゼロになると消弧されるが、電流Ｉｍは、時刻ｔ２に至るまで電流がゼロになるゼロクロスを有しない。このため、時刻ｔ２に至るまで真空遮断器８の電極間のプレアークは消滅せず、このプレアークに電流発生部３からの電流Ｉｓを重畳させることができる。

電極が機械的に接続される前のプレアーク発生時に、電流発生部３からの電流Ｉｓが真空遮断器８の電極間に供給され、短時間の間にプレアークが消弧されてしまう場合のある真空遮断器の閉路試験を、より確実に行うことが可能となる。

真空遮断器の閉路試験を失敗した場合、再度、真空遮断器の閉路試験を行うことが必要となる。再度の真空遮断器の閉路試験は、真空遮断器８の接点の損耗を招く可能性がある。より確実な真空遮断器の閉路試験を行うことにより、真空遮断器８の接点の損耗を軽減することが可能となる。また、真空遮断器の閉路試験の試験時間を短縮することも可能となる。真空遮断器の閉路試験の試験時間を短縮することにより、より多くの真空遮断器の試験を短時間に行うことが可能となる。

また、被試験装置である真空遮断器８が複数直列接続される、いわゆる多点切りとして使用されるときに、真空遮断器８に接続された分圧用コンデンサから供給される、非常に高周波な電流のゼロクロスの発生を抑制することもできる。

（２）本実施形態によれば、複数の電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃのうちｎ番目の電圧回路は、複数の電圧回路のうち第（ｎ－１）番目の電圧回路の３倍乃至５倍のピーク時間を有する電流を発生するので、電極が機械的に接続される前のプレアーク発生時に、電流発生部３からの電流Ｉｓが真空遮断器８の電極間に供給されることが可能となる。その結果、短時間の間にプレアークが消弧されてしまう場合のある真空遮断器の閉路試験を、より確実に行うことができる。

接続線９１、９２の、浮遊容量であるキャパシタ９３、浮遊リアクタンスであるリアクタンス９４に起因する振動性の電流ＩＬは、複数の電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃから供給された異なるピーク時間を有する電流Ｉａ、電流Ｉｂ、電流Ｉｃが重畳された電流Ｉｏとさらに重畳され電流Ｉｍとなる。振動性の電流ＩＬは、電流がゼロになるゼロクロスを有するが、電流Ｉｏと振動性の電流ＩＬが、重畳された電流Ｉｍは、電流発生部３から真空遮断器８に電流Ｉｓの供給が開始される時刻ｔ２までの間、ゼロクロスを有しない。

真空遮断器８のプレアークは、電極間の電流がゼロになると消弧されるが、電流Ｉｍは、時刻ｔ２に至るまで電流がゼロになるゼロクロスを有しない。このため、時刻ｔ２に至るまで真空遮断器８の電極間のプレアークは消滅せず、このプレアークに電流発生部３からの電流Ｉｓを重畳させることができる。

複数の電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃのうちｎ番目の電圧回路は、複数の電圧回路のうち第（ｎ－１）番目の電圧回路が有するピーク時間の３倍乃至５倍のピーク時間を有する電流を供給するので、電流Ｉｏと振動性の電流ＩＬが、重畳された電流Ｉｍは、さらに電流発生部３から真空遮断器８に電流Ｉｓの供給が開始される時刻ｔ２までの間、ゼロクロスを有しにくくなる。

電極が機械的に接続される前のプレアーク発生時に、電流発生部３からの電流Ｉｓが真空遮断器８の電極間に供給され、短時間の間にプレアークが消弧されてしまう場合のある真空遮断器の閉路試験を、より確実に行うことが可能となる。

（３）本実施形態によれば、複数の電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、ピーク時間に対応した容量を有し、真空遮断器に供給する電流となる電荷を充電するキャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃと、キャパシタに直列接続された抵抗器２２ａ、２２ｂ、２２ｃをそれぞれ有するので、キャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの容量、または抵抗器２２ａ、２２ｂ、２２ｃの抵抗値を調整することにより、容易に電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃの電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃのそれぞれのピーク時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃを調整することができる。

キャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの容量、抵抗器２２ａ、２２ｂ、２２ｃの抵抗値は、接続線９１、９２の浮遊容量としてのキャパシタ９３および浮遊リアクタンスとしてのリアクタンス９４に応じ、容易に調整することができる。

（４）本実施形態によれば、複数の電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、キャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃまたは抵抗器２２ａ、２２ｂ、２２ｃに直列接続されたリアクタンス２３ａ、２３ｂ、２３ｃを有するので、キャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃから真空遮断器８に供給される突入電流を制限することができる。

リアクタンス２３ａ、２３ｂ、２３ｃの大きさは、キャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの容量、抵抗器２２ａ、２２ｂ、２２ｃの抵抗値とともに、浮遊容量としてのキャパシタ９３および浮遊リアクタンスとしてのリアクタンス９４に応じ、容易に調整することができる。

（５）本実施形態によれば、複数の電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃのうち、最も長いピーク時間を有する電流を発生する電圧回路のキャパシタを充電する充電部６を有し、最も長いピーク時間を有する電流を発生する電圧回路２０ｃに接続された開閉部７が閉路状態とされ、複数の電圧回路のうち最も長いピーク時間を有する電流を発生する電圧回路２０ｃを除く電圧回路２０ａ、２０ｂのキャパシタ２１ａ、２１ｂが充電されるので、電圧回路２０ａ、２０ｂに充電部を設けることが必要とされず、試験装置１の構成を単純にすることができる。

［２．他の実施形態］
変形例を含めた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。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨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。以下は、その一例である。

（１）上記実施形態では、試験装置１の電圧発生部２は、３つの電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃを有するものとした。しかしながら試験装置１の電圧発生部２の電圧回路２０の数は、これに限られない。試験装置１の電圧発生部２の電圧回路２０の数は２つ、または４つ以上であってもよい。

（２）上記実施形態では、電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃの電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃのそれぞれのピーク時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃは、電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃのそれぞれのキャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの容量、抵抗器２２ａ、２２ｂ、２２ｃの抵抗値および、またはリアクタンス２３ａ、２３ｂ、２３ｃの大きさにより調整されるものとしたが、ピーク時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃは、電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃの回路を形成する素子の定数により調整されるものに限られない。例えば電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃに接続されたタイマ回路を有し、電圧回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃのそれぞれの電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃの出力開始タイミングが、タイマ回路により調整され、ピーク時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃが異なるように、電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃが出力されるようにしてもよい。

１・・・試験装置
２・・・電圧発生部
３・・・電流発生部
４・・・検出部
５・・・スイッチ
６・・・充電部
７・・・開閉部
８・・・真空遮断器
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ・・・電圧回路
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ・・・キャパシタ
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ・・・抵抗器
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ・・・リアクタンス
９１，９２・・・接続線
９３・・・キャパシタ
９４・・・リアクタンス

Claims (12)

1. 被試験装置である真空遮断器に試験電圧を供給する電圧発生部と、
   前記電圧発生部から前記真空遮断器に供給された電流を検出する検出部と、
   前記検出部により、前記電圧発生部から前記真空遮断器に電流が供給されたことが検出されたときに、前記真空遮断器に電流を供給する電流発生部と、
   前記電圧発生部は、前記検出部により前記電流が検出されたときから最大電流を発生するまでのピーク時間が異なる電流を発生する複数の電圧回路と、
   を有し、
   前記複数の電圧回路からの電流が重畳された電流Ｉｏと、前記電流Ｉｏに対して前記複数の電圧回路と前記真空遮断器との接続線に発生する振動性の電流ＩＬが重畳された電流Ｉｍは、前記電流発生部から前記真空遮断器に試験電流Ｉｓの供給が開始される時刻までの間、ゼロクロスを有しない、
   真空遮断器の投入試験装置。
2. 前記複数の電圧回路のうち第ｎ番目の電圧回路は、前記複数の電圧回路のうち第（ｎ－１）番目の電圧回路の３倍乃至５倍のピーク時間を有する電流を発生する、
   請求項１に記載の真空遮断器の投入試験装置。
3. 前記複数の電圧回路は、前記ピーク時間に対応した容量を有し、前記真空遮断器に供給する電流となる電荷を充電するキャパシタと、前記キャパシタに直列接続された抵抗器をそれぞれ有する、
   請求項２に記載の真空遮断器の投入試験装置。
4. 前記複数の電圧回路は、前記キャパシタまたは前記抵抗器に直列接続されたリアクタンスを有する、
   請求項３に記載の真空遮断器の投入試験装置。
5. 前記複数の電圧回路のうち、最も長いピーク時間を有する電流を発生する電圧回路のキャパシタを充電する充電部を有し、
   最も長いピーク時間を有する電流を発生する前記電圧回路に接続された開閉部が閉路状態とされ、前記複数の電圧回路のうち最も長いピーク時間を有する電流を発生する電圧回路を除く電圧回路のキャパシタが充電される、
   請求項３または４に記載の真空遮断器の投入試験装置。
6. 前記開閉部は、スパークギャップを有し、レーザーにより開閉制御される、
   請求項５に記載の真空遮断器の投入試験装置。
7. 被試験装置である真空遮断器に試験電圧を供給する電圧発生部と、
   前記電圧発生部により前記真空遮断器に供給された電流を検出する検出部と、
   前記真空遮断器に電流を供給する電流発生部と、
   を有する真空遮断器の試験装置を使用する真空遮断器の試験方法において、
   前記電圧発生部により前記真空遮断器に供給された電流を検出する手順と、
   前記検出部により、前記電圧発生部から前記真空遮断器に電流が供給されたことが検出されたときに、前記電流発生部から前記真空遮断器に電流を供給する手順と、
   前記電圧発生部により、前記検出部により前記電流が検出されたときから最大電流を発生するまでのピーク時間が異なる電流を発生するときに、前記電圧発生部が有する複数の電圧回路に電圧を発生させる手順と、
   前記複数の電圧回路からのピーク時間が異なる電流を重畳し、その重畳された電流Ｉｏと、前記電流Ｉｏに対して前記複数の電圧回路と前記真空遮断器との接続線に発生する振動性の電流ＩＬが重畳された電流Ｉｍを、前記電流発生部から前記真空遮断器に試験電流Ｉｓの供給が開始される時刻までの間、ゼロクロスを有しないものとする手順と、
   を有する真空遮断器の試験方法。
8. 前記複数の電圧回路のうち第ｎ番目の電圧回路は、前記複数の電圧回路のうち第（ｎ－１）番目の電圧回路の３倍乃至５倍のピーク時間を有する電流を発生する、
   請求項７に記載の真空遮断器の試験方法。
9. 前記複数の電圧回路は、前記ピーク時間に対応した容量を有し、前記真空遮断器に供給する電流となる電荷を充電するキャパシタと、前記キャパシタに直列接続された抵抗器をそれぞれ有する、
   請求項８に記載の真空遮断器の試験方法。
10. 前記複数の電圧回路は、前記キャパシタまたは前記抵抗器に直列接続されたリアクタンスを有する、
    請求項９に記載の真空遮断器の試験方法。
11. 前記複数の電圧回路のうち、最も長いピーク時間を有する電流を発生する電圧回路のキャパシタを、充電部により充電し、
    最も長いピーク時間を有する電流を発生する前記電圧回路に接続された開閉部を閉路状態として、前記複数の電圧回路のうち最も長いピーク時間を有する電流を発生する電圧回路を除く電圧回路のキャパシタを充電する、
    請求項９または１０に記載の真空遮断器の試験方法。
12. 前記開閉部は、スパークギャップを有し、レーザーにより開閉制御する、
    請求項１１に記載の真空遮断器の試験方法。

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