JPH01116470A - 四パラメータ過渡回復電圧発生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電力用遮断器の短絡電流遮断性能を検証する
合成短絡等価試験回路、特に、四パラメータ過渡回復電
圧を発生し得る合成短絡等価試験回路に関する。

〔従来の技術〕

まず、現在研究中の電力用遮断器の短絡電流遮断性能を
検証する合成等価試験回路に用いられる四パラメータ過
渡回復電圧（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　ＲｅｃｏｖｅｒｙＶ
ｏｌｔａｇｅ、以下ＴＲＶと略す）発生回路の全体構成
及び四パラメータＴＲＶ発生原理を説明する。

（ＩＥＥＥ　Ｐａｐｅｒ；　８６５Ｍ３７９−２）第１
図は四パラメータＴＲＶ発生回路の一例を示す。遮断性
能の検証される供試遮断器１は、低電圧大電流源２から
、電流調整用リアクトル３、ある時点以後に低電圧大電
流源２を切り離すための第一の補助遮断器４、後に詳し
く述べる、四パラメータＴＲＶ発生のための第二の補助
遮断器９゜を通して、短絡電流ｉｃが供給される。短絡
電流ｉｃの通電開始後、供試遮断器１、第一の補助遮断
器４及び第二の補助遮断器９をほぼ同時に開く。

第２図は四パラメータＴＲＶ発生原理説明図であって、
短絡電流ｉｃについては、アーク電流の最終零点直前だ
けを図示している。第二の補助遮断器９の短絡電流遮断
性能は後に述べるように、供試遮断器１の性能にくらべ
て無視できる程に、小さいものとする。

電流源電流ｉｃの最終零点直前を適当な任意の方法で検
出し、あらかじめ充電しであるコンデンサ６から、制御
可能な放電ギャップ７に指令を与えて、電圧源電流調整
用のりアクドル８、第二の補助遮断器９を通して、供試
遮断器１に電圧源電流ｉｖを第２図に示すように重畳す
る。

一方、第一の補助遮断器４では、それを通る電圧源電流
Ｌ　ｖ’　　は、電流源電流ｉｃと逆向きであり、電流
調節用のりアクドル３で制限されて、供試遮断器１を通
る電圧源電流ｉ　ｖより小さい。従って、時間の経過に
つれて、まず、第一の補助遮断器４を通る電流が零点を
迎えて遮断され、その後に供試遮断器１を通る電流が零
点を迎える。この時点ではコンデンサ６の端子電圧の極
性は図示のように、初期の充電々圧とは逆極性になって
おり、供試遮断器１が電流遮断に成功すると、第二の補
助遮断器の遮断性能が供試遮断器１のそれに比較して無
視できる程度であるために、コンデンサ６に残留してい
る電圧によって、図示のように電流ｉｉ　、ｉｚ及びｉ
３が流れる。

抵抗１２−コンデンサ１３−コンデンサ１４の直列回路
と電流１２による電圧降下により、供試遮断器１の極間
にＴＲＶの初期部分子ＲＶＩを印加する。この場合、コ
ンデンサ１３．１４の静電容量の大小関係を（１）式の
ように選んでおくものとする。

Ｃ１ａＣＣｉ番　　　　　　　　　　　　　　　　　　
・・・・・・・・・　（１）また、直列コンデンサｌｌ
ａ、ｌｌｂの合成静電容量をＣ１ｌとし、（２）式を満
すものとする。

Ｃ１３＜Ｃ１１・・・・・・・・・（２）供試遮断器の
遮断性能を正しく評価するためには、電圧源電流Ｌ　ｖ
の通電中は第二補助遮断器９の遮断性能は十分低いこと
が必要である。

回路計算によると電流ｉｚは、大体、図示のような経過
を経て電流零点を迎える。（２）式から電流ｉｓは１１
より小さく、また、電流ｉｔが次の零点を迎えた時点の
電流傾斜（ｄｉｚ／ｄｔ）も電圧源電流ｉ　ｖの場合に
比較して小さいこと、また、電流遮断後、その極間に現
われる電圧上昇率も小さいため、電流ｉｔの遮断は電圧
源電流１ｖの遮断より比較的容易である。５はコンデン
サ、１０は抵抗。

ここでは、電流ｉｚが次の電流零点で遮断できたと仮定
する。この時点で、ＴＲＶは国際規格（ＩＥＣ）や日本
国内規格（ＪＥＣ）で定められた四パラメータＴＲＶの
初期波高値Ｕｌ付近に達している。また、リアクトル１
５があるために、電流ｉｓの立ち上りはゆるやかであり
、（１）式の関係があるため、電流１２によって充電さ
れたコンデンサ１３．１４のうち、コンデンサ１４の対
地電圧は十分低い。従って、電流ｉｘによって直列に充
電されたコンデンサｌｌａ、ｌｌｂのうち、１１ａの電
圧によってリアクトル１５−抵抗１６を通してコンデン
サ１４を遅れて充電することができる。電流１２遮断後
、コンデンサ１４の電圧上昇分を、第２図に示すように
、ＴＲＶｚと表現すれば、供試遮断器１の端子間には、
（Ｔ　ＲＶ　１＋ＴＲＶｚ　）の電圧が印加され、図示
のように四パラメータＴＲＶ表示に適したものとする。

第１図の回路による四パラメータＴＲＶの発生原理は大
体以上の通りである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述の説明からも明らかなように、四パラメータＴ、Ｒ
Ｖを発生できる合成短絡等価試験回路において、第二の
補助遮断器を通る電圧源回路からの電流波形は、供試遮
断器が電流遮断に成功した場合は、第６図の実線のよう
になる。電流源電流ｉｃの零点付近に重畳した電圧源電
流１ｖと、それに続＜Ａ−Ｂに示す部分とからなる。

ここで、次の二つのことが要求される。

（１）供試遮断器の遮断性能を正しく評価するには、第
６図のＡ点付近では、第二補助遮断器の遮断性能は、供
試遮断器のそれに比較して、十分水さいこと。

（２）四パラメータＴＲＶを確実に発生するためには、
第６図のＢ点で第二補助遮断器は電流ｉｚを確実に遮断
できること。

本発明の目的は、前記二つの条件を満すことのできる、
第二の補助遮断器を備えた四パラメータＴＲＶを発生し
得る合成短絡等価試験回路を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

最近は、絶縁及び消弧媒質として優れた性能を有するＳ
Ｆｅガスを利用したガス遮断器が、高電圧、大容量遮断
器の主流をしめている。

このＳＦｅガスに、窒素ガス等の不活性ガスまたは空気
を混合した混合ガスは、窒素ガス等の不活性ガスまたは
空気の含有率の増加につれて、遮断性能が低下すること
が知られているので、この事実を第二補助遮断器の性能
を低下させるのに利用する。

〔作用〕

第５図は、ＳＦｅガスと窒素ガスの混合比を変化させた
場合のアーク時定数の変化する様子の一例を文献から引
用して示したものである。このアーク時定数は遮断器の
電流遮断性能と密接に結びついており、アーク時定数の
短いものは、一般に、遮断性能が優れている。逆に、ア
ーク時定数の長いものは遮断性能が劣る。

本発明はこのような事実を利用したものである。

〔実施例〕

第１図において、第二の補助遮断器９の消弧媒質として
、数気圧のＳＦｅガスと窒素等の不活性ガス、または、
空気との混合ガスを用いる。この回路構成において、供
試遮断器の遮断性能を正しく判定しつつ、規格で指定さ
れた西パラメータＴＲＶを供試遮断器の端子に印加する
には、第二補助遮断器の遮断性能が適切でなければなら
ない。

第二補助遮断器の遮断性能がよすざると第６図のＡ点で
電流を遮断してしまうために、正規の大きさのＴＲＶ初
期波高値が印加できない。

また、第三補助遮断器の遮断性能が低すぎると、第６図
のＢ点で電流を遮断できないために、四パラメータＴＲ
Ｖが発生できない。

第５図に示すように、ＳＦｅガスに対する窒素等の不活
性ガスまたは空気の混合比を調節することによって、第
二補助遮断器の遮断性能を制御し、所期の目的を達成す
ることができる。

第３図は本発明の異なる一実施例を示す。第３図は第二
補助遮断器の全体構成について、その主要部を示したも
のである。接地タンク２１は数気圧のＳＦｅガスを収納
し、その中には絶縁筒２２があって、遮断部２３が納め
られている。この遮断部は模式的に示したもので、吹付
はガスを発生する詳細構造や操作部の図示は省略してい
る。接地タンク２１には図示のようにブッシング２４を
つけ、端子板２５と遮断部２３とを図示のように接続し
ている。中心導体２６の少なくとも一方の端部にはバル
ブ２７．２８．圧力計２９等を設け、試験に先立って、
矢印のように、絶縁筒２２の内部へＳＦｅガスと窒素等
の不活性ガスあるいは。

空気との混合ガスの充排気が可能なように構成されてい
る。

例えば、第１図のような四パラメータＴＲＶを発生する
試験回路に用いる第二補助遮断器では、その極間電圧よ
りも高い対地電圧に耐える必要がある。第３図に示した
第二補助遮断器では絶縁筒２２の内部には数気圧のＳＦ
ｅガスと窒素等の不活性ガス、または、空気との混合ガ
スがあって遮断性能が低く、かつ、極間の耐圧も純粋な
ＳＦｓが満ちている場合に比較して低いが、絶縁筒２２
と接地タンク２１との間の空間は純粋なＳＦｅガスが充
気されており、高い対地絶縁を確保できる。

従って、第３図に示した遮断器は電圧源回路の一部を開
く第二補助遮断器に適する。

第４図は、すでに提案済みの四パラメータＴＲＶ発生回
路の一例を示す、この回路の第二の補助遮断器９にも、
数気圧のＳＦｅガスと窒素等の不活性ガス、または、空
気との混合ガスを消弧媒質として使用することができ、
また、第３図のような構成の遮断器を第二の補助遮断器
９として用いることができる。

従来から、四パラメータＴＲＶを発生するために電圧源
回路の一部を第二の補助遮断器で開略する構成が何種類
か知られている。供試遮断器とほぼ同時点で第二の補助
遮断器にも電流遮断のアークを発生するものについては
、ここに述べたように、数気圧のＳＦｅガスと窒素等の
不活桂ガス、または、空気との混合ガスを消弧媒質とし
た第二補助遮断器を用いると、混合比を変えることによ
り、四パラメータＴＲＶを発生するのに適した遮断状態
が容易に得られるので好都合であり、第３図のようなも
のも、当然、利用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、電力用遮断器の短絡合成等価試験回路
の電圧源回路の一部を四パラメータＴＲＶ発生のために
第二の補助遮断器により開く方式において、数気圧のＳ
Ｆｅガスと窒素等の不活性ガス、または、空気との混合
ガスを消弧媒質として、ＳＦｅガスとの混合比を変える
ことにより、第二補助遮断器の遮断性能を適切に調節す
ることにより、確実に四パラメータＴＲＶを発生しつつ
、供試遮断器の遮断性能を正しく評価できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の四パラメータＴＲＶ発生回
路図、第２図は四パラメータＴＲＶ発生現象説明図、第
３図は本発明の他の実施例の断面図、第４図は本発明の
他の四パラメータＴＲＶ発生回路図、第５図は本発明に
利用されるアーク時定数に関する特性線図、第６図は電
流遮断現象特性線図である。 １・・・供試遮断器、４・・・第一の補助遮断器、９・
・・第二の補助遮断器、２２・・・絶縁筒、２３・・・
遮断部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第一の補助遮断器と供試遮断器の直列回路に、交流
   大電流を供給する低電圧の電流源回路と、ワイル合成試
   験の電圧源回路を基本とし、供試遮断器に電流重畳法と
   して、電圧源電流を供給した後、前記電圧源回路の一部
   を第二の補助遮断器により開路することにより、四パラ
   メータ過渡回復電圧を発生し得るように構成した遮断器
   の合成短絡等価試験回路において、 前記第二の補助遮断器の消弧媒質として、数気圧のＳＦ
   ＿６ガスと不活性ガスまたは、空気との混合ガスを用い
   て、その混合比を変えることにより前記第二補助遮断器
   の遮断性能を調節することを特徴とする四パラメータ過
   渡回復電圧発生回路。