JPH01251527A - 直流遮断器 - 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、逆電流挿入方式の直流遮断器の駆動装置の改
良に関し、特に高速引外し用のコイルと比較的低速用外
し用のコイルを独立に設置して機械的用外し優先機構を
有する。

〔従来の技術〕

従来の逆電流挿入方式の直流限流遮断器は、例えば特開
昭５４−１４９８７３号公報に記載のように基本的に第
６図のようになっていた。即ち、直流主線路１に直列に
入れられた遮断器２とこれに並列に接続された転流コン
デンサ３．リアクトル４．スイッチ動作を行なうサイリ
スタスイッチ５とより構成されている。遮断動作を行な
う場合は、遮断器２に開極指令を与え、遮断器２が開極
した後サイリスクスイッチ５を点弧し、予め充電装置６
により充電しである転流コンデンサ３からの放電々流１
２を遮断器２の通電々流ｉ１と逆向き方向に流し込むと
、遮断器２を通過する電流の合計（ｉｌ＋１２）は電流
零点を迎え、その結果遮断器２のアークは消弧し、主線
路電流ｉｌは転流コンデンサ３に転流し、限流が完了す
る。

短絡事故電流を速やかに限流遮断するためには、遮断器
２を高速で開極し、転流コンデンサ３の放電々流１２を
高周波化することが必要であるが、遮断器２としては小
さな開極寸法で十分な絶縁耐力と優れた高周波遮断性能
を有する真空遮断器が適していることがよく知られてお
り、また高速で短時間に開極するための装置としては電
磁反発コイルが適していることがよく知られている。

遮断器として真空遮断器を用い、高速引外し駆動装置と
して電磁反発コイルを用いた例として、例えば、特公昭
５６−１９９４２号公報に記載のように第７図のように
構成される。即ち、引外しを行なう場合は電磁反発コイ
ル７を励磁すると、これに対向配置された短絡板８との
間に電磁反発力が生じ、短絡板８と連結されたロッド９
を矢印で示される下側方向ｙｔに移動して、真空遮断器
の可動側電極１０を固定側電極１１より離して開路方向
へ駆動し、可動側電極１０が一番離れた最大開離位置に
到達した後、閉路ばね１２により閉路方向へ押し戻され
るのを、フック１３により開路位置に保持する構造とな
っている。即ち第２図はスイッチの投入状態を示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

この従来技術では、開路状態をフック１３により機械的
に保持するため、基本的に投入よりも遮断を優先させる
機械的引外し優先機構が構成できないこと、フック１３
の係合のために遮断性能及び絶縁性能を十分確保するの
に必要以上の開離距離を確保せねばならず、電磁反発コ
イル７の入力エネルギーが大きくなるとともに、真空バ
ルブのベロー９Ａの負担が大になること、また全ての開
路動作毎に電磁反発コイル７を動作させた高速駆動を行
なうため、ストレスが大きく衝撃力が大きいため機械系
全体の寿命を低下させることなどの欠点を有している。

本発明の主な目的は、事故時引外しの際の高速引外し用
のコイルと事故以外の引外しの際の低速用外し用コイル
とを別個に独立して設置することにより、機械的引外し
優先機構を有し、ｆ！！磁反発コイルによる開離距離を
最小限とする直流遮断器を提供することにある。

本発明の別の目的は高速引外しが必要な事故時引外しの
際のみに高速駆動装置を動作させるように構成した真空
バルブや操作機構部の寿命を延ばし、信頼性の高い駆動
装置を得る直流遮断器の駆動装置を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために、真空バルブの可動電極を直
接開路方向に瞬発駆動する電磁反発コイルと可動電極と
接触用ばねを介して連結された操作機構部の引外しコイ
ルとして、コンデンサ励磁用の第１のコイルと電圧引外
し用の第２のコイルを配備し、事故時引外しの場合は電
磁反発コイルと第１の引外しコイルをコンデンサにより
同時励磁し、事故以外の引外しの場合は第２の引外しコ
イルのみを励磁する構成とすることにより達成される。

機械的引外し優先機構は可動電極を接触ばねを介して別
の操作機構部と連結することにより得られる。

〔作用〕

電磁反発コイルの発生する駆動力は継続時間が約１００
μｓと短いため、可動電極は−たん開路した後、接触ば
ねの力により閉路方向に押し戻されるため、再開路以前
に別の操作機構によって開路方向に引き戻すことが必要
となるが、通常の電圧引外しコイルによる開路操作では
引き戻し動作が開始するまでに約２０〜３０ｍ５を要し
、再開路を防止できないため、コンデンサ励磁用の第１
のコイルを電磁反発コイルと同時にコンデンサにより励
磁することにより、引戻し動作開始時間を数ｍｓまで短
縮することができ、これにより電磁反発コイルによる開
離寸法は消弧に必要な最小寸法とすることが可能となる
。

また高速で引外す必要のない事故以外の引外しの場合は
、電圧引外し用の第２のコイルのみを励磁することによ
り、高速駆動装置の動作が不要となる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の実施例である直流遮断器の駆動装置の
概略図で直流遮断器が閉路の場合の遮断系のメカニズム
、第２図は第１図に於いて開路の場合の投入系のメカニ
ズムをそれぞれ示す。

又第３図は第１図及び第２図に示される操作ロッドの詳
細図を示す。

第１図及び第２図に於いて真空バルブ１４内に遮断器を
構成する一対の固定電極１５と可動電極１６とを対応配
置し、これらの電極裏面より真空バルブ外にロッド１７
．１８が延びている。固定側ロッド１７は固定されてい
る。可動側ロッド１８は接触ばね１９を介して操作機構
部２０に連結している。

操作＠構部２０は次のように構成されている。

第３図に示すように可動側ロッド１８の端部に設けたピ
ン２１を操作ロッド２２に形成した長孔２３に挿入し、
可動側ロッド１８と操作ロッド２２とを連結している。

操作ロッド２２内に接触ばね１９を収納している。ピン
２１は接触ばね１９の圧縮力に応じて長孔２３内を移動
する。操作ロッド２２の最終端はピン２４を介して第１
リンク２５に連結している。第１リンク２５は第１リン
ク２５に取付けられた第１固定ピン２６を介して回動を
する。この回動力は第１リンク２５の他端とピン２７を
介して連結され第２リンク２８に伝達される。第２リン
ク２８の他端はピン２９を介して第３リンク３０に連結
されている。第３リンク３０は主軸３１および遮断ばね
３２を取付けている。第３リンク３０は主′＠３１を介
して回動することにより、遮断ばね３２にエネルギーを
蓄勢したり、釈放したりする。主軸３１は図示していな
い電動機を回動して投入ばね（図示せず）を蓄勢したり
、釈放したりする手段が設けられている。第３リンク３
０の他端に設けたピン３３は最終レバー３４と係合して
いる。最終レバー３４は第２固定ピン３５に支持され、
第２固定ピン３５を介して回動をする。この回動は最終
レバー３４を押圧する引外し装［３６により行なおれる
。

引外し装置３６は第４図に示すように鉄心３７内にピス
トンロッド３８を収納し、鉄心３７の外側に第１コイル
３９および第２コイル４０を巻回し、これらのコイル３
９．４０を励磁すれば、ピストンロッド３日が最終レバ
ー３４を矢印方向Ａに押圧して、第２図に示すように最
終レバー３４とピン３３との係合を解き、励磁を解けば
第４図に示すように、ばね４１によってピストンロッド
３８が矢印方向Ｂに押圧する。その結果、主軸３１は時
計方向に回わり且つ最終レバー３４も時計方向に回わり
、第１図に示された元の状態になり、上述の動作と逆に
なる。

第１コイル３９はコンデンサ４２およびサイリスタ４３
とコンデンサ４４および電磁反発コイル４５とを接続し
た事故時引外し回路Ｘを構成している。電磁反発コイル
４５は可動側ロッド１８に配置され、電磁反発コイル４
５と対応して可動側ロッド１８の途中に短絡板４６を形
成している。

第２コイル４０はスイッチ４７と直流電源部４８とより
成る事故以外引外し回路Ｙを形成している。

なお、変流器ＣＴ４９に流れる過電流を検出器５０で検
出してサイリスタ４３を起動する。

次に、第１図及び第２図に示される操作機構部２０の動
作について説明する。

事故時引外しの場合は、第１図に於いて真空バルブ１４
内に流れる過電流を変流器４９で検出して検出器５０を
作動し、遮断指令が与えられるとサイリスクスイッチ４
３の点弧され、電磁反発コイル４５および第１のコイル
３９がコンデンサ４２．４４により同時にそれぞれ励磁
され、電磁反発コイル４５と短絡板４６との間に瞬発的
に電磁反発力が生じ、短絡板４６と可動側ロッド１８を
介して直結されている可動電極１６は、接触ばね１９を
蓄勢しながら矢印の開路方向Ｃへ駆動され、最大開離点
に達した後、第２図に示されるように接触ばね１９の圧
縮力により閉路方向りへ押し戻される。

一方、第１コイル３９が励磁されると、数ｍｓ後にピス
トンロッド３８が最終レバー３４を押圧し、最終レバー
３４とビス３３との係合が外れ、遮断ばね３２の蓄勢エ
ネルギーが釈放されて、可動電極１６は開路方向Ｃへ再
び引き戻され、第２図に示される開路位置に保持される
。このように第１コイル３９により遮断速度が早くなる
という優れた効果が得られる。

事故以外引外しの場合、遮断指令が与えられると手動で
操作スイッチ４７が閉じられ、第２コイル４０が直流電
源４８により励磁され、ピストンロッド３８が最終レバ
ー３４を押圧して最終レバー３４とピン３３との係合が
外れることによって、遮断ばね３２の力によって可動電
極１６は開路側に駆動され第２図に示される開路位置に
保持される。

以上の動作による可動電極１６のス１へローフＳと時間
しの特性を第５図に示し説明する。

すなわち、事故時引外しの場合は、電極反発力の瞬発力
により瞬時に開極し、接触ばね１９により閉路方向りへ
押し戻されるが、操作機構部２゜の第１コイル３９をコ
ンデン４２で励磁することにより、再開路以前に開路方
向Ｃへ引き戻す動作を行なう。事１々以外引外しの場合
は、高速に開極する必要がないので、操作機構部２０の
第２コイル４０を電圧励磁し、遮断ばね３２の力によっ
てのみ比較的低速に開路する。

前記説明では引外し装置３６を第１のコイル３９と第２
のコイル４０にて構成し、事故以外の引外しの際のコン
デンサ放電の頻度を小さくスるようにしているが、第２
コイル４０を省略して、事故以外の引外しの際は第１コ
イル３９のみを励磁するように構成しても同様の効果が
得られる。

また前記説明では電磁反発コイル４５と第１コイル３９
を別々のコンデンサ４４．４２にてそれぞれ励磁する構
成としているが、各々のコイルの仕様を調整することに
より、コンデンサ４２゜４４を並列あるいは直列に接続
することも可能である。

以上は遮断器を構成する少なくとも一対の固定電極１５
と可動電極１６とを真空バルブ１４内に配置する例を説
明したが、この真空バルブ１４に代ってガス遮断器、空
気遮断器あるいは油入遮断器を用いることができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、高速引外し用のコイル（
３９，４５）と比較的低透引外し用のコイル（４０）を
独立して設置したため、■　高速引外しと低速用外しの
切換が自由にできる。

■　機械的用外し優先機構を有する。

■　高速引外し用の電磁反発コイル（４５）により開離
距離を最小限にできる。

ぜ、（ト）高速引外しが必要な事故時引外しの際のみに
高速駆動装置を動作させ、事故以外の時は高速駆動させ
ないので、操作機構（２０）および真空バルブ（１４）
の破損が少なくなり、駆動装置の信頼性を高め、機械の
寿命を長持ちできる。

等の優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例である直流遮断器
を閉略および開路した時の駆動装置の概略説明図、第３
図は第１図、第２図に示されている操作ロッドの詳細図
、第４図は第１図、第２図に示されている引外し装置の
分解側面図、第５図は第１図、第２図に示されている駆
動装置のストロークの特性図、第６図は従来の直流遮断
器の回路図、第７図は従来の直流遮断器の操作機構部の
一部を示す概略図である。 １４・・・真空バルブ、１６・・・可動電極、１８・・
・可動側ロッド、２０・・操作機構部、３９および４０
・・・第１および第２コイル、４５・・（１反発コイル
、４６・・・短絡板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、あらかじめ充電されたコンデンサをスイッチにより
   接続し、遮断器接点に主回路電流と逆向きのコンデンサ
   放電々流を流し、強制的に電流零点を生じさせて限流遮
   断する逆電流挿入方式の直流遮断器において、遮断器接
   点として使用した真空バルブと、該真空バルブ内に対応
   配置された接離する少なくとも一対の固定および可動電
   極と、該電極裏面に設けられ該真空バルブ外に延びるロ
   ッドと、可動側ロッドの途中に設けた可動側ロッドを開
   極方向に移動させる電磁反発コイルと、該可動側ロッド
   と接触する接触ばねを介して連結した操作機構部と、該
   操作機構部と係合し、かつ励起することにより係合を解
   いて開極する引外コイルと、引外コイルと上記電磁反発
   コイルとコンデンサとを同時に励磁する事故時引外し回
   路と、該引外コイルに接続したスイッチを動作して該引
   外コイルを励磁して開極する事故以外の引外し回路とを
   備えたことを特徴とする直流遮断器。 ２、あらかじめ充電されたコンデンサをスイッチにより
   接続し、遮断器接点に主回路電流と逆向きのコンデンサ
   放電々流を流し、強制的に電流零点を生じさせて限流遮
   断する逆電流挿入方式の直流遮断器において、遮断器接
   点として使用した真空バルブと、該真空バルブ内に対応
   配置された接離する少なくとも一対の固定および可動電
   極と、該電極裏面に設けられ該真空バルブ外に延びるロ
   ッドと、可動側ロッドの途中に設けた可動側ロッドを開
   極方向に移動させる電磁反発コイルと、該可動側ロッド
   と接触する接触ばねを介して連結した操作機構部と、該
   操作機構部と係合し、かつ励起することにより係合を解
   いて開極する引外コイルと、引外コイルと上記電磁反発
   コイルとコンデンサとを同時に励磁する事故時引外し回
   路とを備えたことを特徴とする直流遮断器。 ３、あらかじめ充電されたコンデンサをスイッチにより
   接続し、遮断器接点に主回路電流と逆向きのコンデンサ
   放電々流を流し、強制的に電流零点を生じさせて限流遮
   断する逆電流挿入方式の直流遮断器において、遮断器接
   点として使用したバルブと、該バルブ内に対応配置され
   た接離する少なくとも一対の固定および可動電極と、該
   電極裏面に設けられ該バルブ外に延びる一対のロッドと
   、可動側ロッドの途中に設けた可動側ロッドを開極方向
   に移動させる電磁反発コイルと、該可動側ロッドと接触
   する接触ばねを介して連結した操作機構部と、該操作機
   構部と係合し、かつ励起することにより係合を解いて開
   極する引外コイルと、引外コイルと上記電磁反発コイル
   とコンデンサとを同時に励磁する事故時引外し回路と、
   該引外コイルに接続したスイッチを動作して該引外コイ
   ルを励磁して開極する事故以外引外し回路とを備えたこ
   とを特徴とする直流遮断器。 ４、あらかじめ充電されたコンデンサをスイッチにより
   接続し、遮断器接点に主回路電流と逆向きのコンデンサ
   放電々流を流し、強制的に電流零点を生じさせて限流遮
   断する逆電流挿入方式の直流遮断器において、遮断器接
   点として使用したバルブと、該バルブ内に対応配置され
   た接離する少なくとも一対の固定および可動電極と、該
   電極裏面に設けられ該バルブ外に延びる一対のロッドと
   、可動側ロッドの途中に設けた可動側ロッドを開極方向
   に移動させる電磁反発コイルと、該可動側ロッドと接触
   する接触ばねを介して連結した操作機構部と、該操作機
   構部と係合し、かつ励起することにより係合を解いて開
   極する引外コイルと、引外コイルと上記電磁反発コイル
   とコンデンサとを同時に励磁する事故時引外し回路とを
   備えたことを特徴とする直流遮断器。 ５、上記引外しコイルは事故時引外し回路と事故以外の
   引外し回路とを独立した引外しコイルを設けることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の直流遮断器。 ６、上記真空バルブに代えてガス遮断器を使用すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項記載の
   直流遮断器。 ７、上記真空バルブに代えて空気遮断器を使用すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項記載の
   直流遮断器。 ８、上記真空バルブに代えて油入り遮断器を使用するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項記載
   の直流遮断器。