JPH02805B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、急速不導通復帰機能を有するスイツ
チ手段により、三相高電圧回路における誘導負荷
を遮断する方法に関するものである。ここで言う
急速不導通復帰機能とは、例えば真空（他のガス
の場合もある）などの媒体中でスイツチの遮断を
行なつたとき、アークが消滅したのち急速に絶縁
状態を回復する機能を言う。

（従来の技術） 三相高電圧回路における誘導負荷の遮断時には
時として、切断される負荷に高い過電圧が生じる
ことが知られている。このような過電圧は、絶縁
破壊等によつて回路に著しく損傷を生じさせるの
で、これら高過電圧が発生しそうな原因を見出す
ために、いくつかの調査が行なわれた。これらの
調査から、この高過電圧は、関連する回路におい
て多くの条件の少なくとも１つが満たされるだけ
で起こることが明らかとなり、その最も重要なも
のは、 １ 急速不導通復帰機能を有するスイツチにより
スイツチングが行なわれる場合；この条件は、
真空スイツチにより満たされる。

２ 予め決められた回路網分布定数が要求される
場合；とりわけ、スイツチの電流側と負荷側の
両方の相間に十分な容量が存在する場合が含く
まれる。

３ ３つの接点部材が開離する際にスイツチの１
つの極がゼロ電流点に近い時点で開離する場
合。

である。

上記条件下で負荷を遮断する際、ゼロ電流点で
遮断される第１相において、この相で再発弧が生
じ得るような過電圧が発生する。一般の状況下で
は、これらの再発弧から生じかつ非常に高い周波
数を有する電流は、全体的又は部分的に、既に遮
断されてはいるがなおキヤリー電流が残つている
他の２つの相の回路電流に重畳される。これらの
相における重畳電流と回路電流の合成されたもの
が略ゼロになるとき、他の２つの相もまた遮断さ
れる。しかしながら、再発弧時に、再発弧が起こ
つた第１相の回路電流はゼロ電流点に近いので、
他の２つの相における瞬間電流値は比較的高く、
これがいわゆる高電流チヨツピングを引き起こ
す。文献では、この比較的高電流のチヨツピング
は、一般的に“仮想チヨツピング”と呼ばれてい
る。この“仮想チヨツピング”で、di／dtの値が
高いことを考えると、装置において非常に高い過
電圧が“仮想チヨツピング”で生じることにな
る。

“仮想チヨツピング”現象に関するM.Murano
等による刊行物（I.E.E.E.Transactions on
Power Apparatus Systems，Jan.／Fede.1974，
pages272−280）“真空スイツチを用いた誘導電
流遮断による三相同時遮断”において、各相線路
と大地間で負荷に対して並列の容量に直列に抵抗
を接続することが提案されている。しかしなが
ら、これは、抵抗値及び容量値を関連する回路と
遮断される負荷に合わせなければならないという
欠点を伴い、さらにこの構成は、高電流の場合に
はかなり高価になるものである。

上記刊行物に引用された他の方法は、非線形抵
抗を採用するものであるが、同様にコスト高にな
るという欠点がある。

“仮想チヨツピング”という有害な結果を抑制
するためにサージ抑制器を使用する他の方法があ
る。しかしながら、この方法は、サージ抑制器を
できるだけ負荷近くに設置しなければならないと
ともに比較的高価になるという欠点を伴う。

さらに前述の各方法は、共通して、設計された
回路条件下でのみ効果がある。従つて、これらの
条件を変更する際は、この変更に方法を合わせな
ければならない。さらに前述の各方法は、共通し
て、“仮想チヨツピング”を避ける方向に向けら
れているのではなく、その結果に対する保護にの
み向けられているのである。

従つて、よりよい方法は、“仮想チヨツピング”
を完全に防ぐことである。これは、“仮想チヨツ
ピング”の発生に対する前述の３つの条件を１つ
も満たさないような設備によつてしか達成するこ
とができない。

もし真空スイツチの特有の利点を役立てようと
するならば、第１の条件は依然避けられらい。第
２の条件を除くには、スイツチの電流側と負荷側
の両方に接続された導体が互いに完全に遮蔽され
なければならない。しかしながら実際には、その
ようなことは困難であるしまた高価になる。

最後に、３つの接点部材の開離がゼロ電流点付
近で起こらないような方法で、スイツチング時点
をゼロ電流点に対して同期させることにより条件
３の発生を防ぐことができる。しかし、そのよう
なことは同様に、複雑で高価な装置を使用しなけ
ればならなくなる。

（発明の目的及び構成） そこで、本発明の目的は、回路条件に関係な
く、簡単でかつ安価な方法で、“仮想チヨツピン
グ”を防ぐスイツチング方法を提供することであ
る。従つて、本発明は、遮断時に、急速不導通復
帰機能を有する３つのスイツチング通路のうち第
２、第３のスイツチング通路が、回路周波数の少
なくとも1/3サイクルに相当する時間に第１のス
イツチング通路における最小アーク時間を加えた
時間だけ第１のスイツチング通路より遅く開成す
るような特性を有するタイプのスイツチング方法
を提供するものである。

このスイツチング方法は、どのようなことがあ
つてももはや“仮想チヨツピング”が起こり得な
いことを保証するものである。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。第１図において、スイツチ及び負荷は、それ
ぞれ参照文字ＫとＬによつて表され、相はＲ，
Ｓ，Ｔにより、またスイツチに付属するスイツチ
ング通路（具体的には例えば真空スイツチ）は参
照数字１，２，３によりそれぞれ示されている。

いま、相Ｒのスイツチング通路１が開成した
後、それに続く、回路周波数の1/3サイクルに相
当する時間に“仮想チヨツピング”への誘導性を
もつ電流におけるスイツチの最小アーク時間を加
えた時間に等しいか若しくはそれを超える時間間
隔T₂後に、相ＳとＴのスイツチング通路２と３
を開成する。

第２図及び第３図において、記号は次のように
定義される。

T₁：スイツチング通路１の最小アーク時間に
等しい間隔。

T₂：（回路周波数の1/3サイクル＋スイツチン
グ通路１の最小アーク時間）より大きい時間に等
しい間隔。

t₁：相Ｒのスイツチング通路１が開成する時
点。

t₂：相Ｒの電流が遮断される時点。

t₃：相Ｓ，Ｔの各スイツチング通路２及び３が
開成する時点。

t₄：相Ｓ，Ｔの電流が遮断される時点。

t₅：相Ｒの電流が遮断される他の場合の時点。

第２図においては、“仮想チヨツピング”が起
こるボーダーラインの場合が示されている。つま
りスイツチング通路１の開成に対応する時点t₁
は、この時点t₁と相Ｒの次のゼロ電流時点t₂の間
に間隔T₁が設けられるように選択され、その間
隔T₁はスイツチの最小アーク時間に等しい。相
Ｓ及びＴのスイツチング通路２及び３は、時点t₃
で開成され、その時点t₃とt₁との間に上述の間隔
T₂が設けられる。

いま、２つの状態が考えられる。即ち、 (a) 第２図によつて示された状態は、スイツチン
グ通路１が開成した後の最初のゼロ電流点、つ
まり時点t₂で相Ｒの電流が遮断される場合。

(b) 第３図によつて示された状態は、スイツチン
グ通路１が開成した後の最初のゼロ電流点で相
Ｒの電流が遮断されない場合。

状態(a)では、他の相Ｓ及びＴのスイツチング通
路２及び３がそれぞれ時点t₃に至るまでなお閉じ
ているため、“仮想チヨツピング”は生じ得ない。
従つて、これは、“仮想チヨツピング”に対する
条件の１つ、即ち三相同時開成を満たしていない
ことを意味する。スイツチング通路２及び３が時
点t₃で開成すると、これらの相の電流はよく知ら
れた方法で同時に、つまり時点t₄で遮断される。
ここで、スイツチング通路１の開成が時点t₁より
もつと早い時点で起こつたとき、即ちt₁とt₂の間
隔が、間隔T₁を超えて延びたとき、スイツチン
グ通路１のアーク時間はスイツチの最小アーク時
間T₁より長いから、相Ｒの電流は、時点t₂で確実
に遮断される。従つてこの状態では“仮想チヨツ
ピング”の出現は不可能である。

しかしながら、状態(b)で示したように、もし相
Ｒの電流が時点t₂で遮断されないと、この電流は
次のゼロ電流点、即ち第３図に示された時点t₅に
おいてのみ遮断されるはずである。一方、他のス
イツチング通路２及び３は時点t₃で開成すること
になり、これは、スイツチング通路２にとつては
該当する相Ｓの丁度ゼロ電流点で開成が起こるこ
とを意味する。従つて、相Ｓ及びＴは、周知の方
法で同時に時点t₄でのみ遮断されることになる。
もし相Ｒの電流の遮断が上記のように時点t₅で起
こると、その時点でのスイツチング通路１の接点
部材間の開きが、再発弧を防ぐに十分な大きさと
なるために、もはや“仮想チヨツピング”は起こ
り得ないはずである。

いま、第３図において、スイツチング通路１の
開成時点t₁が遅くなつたとき、t₅がスイツチング
通路１の開成後の最初のゼロ電流点となり、これ
は状態(a)に移行したことになる。同様に、第２図
におけるスイツチング通路１の開成時点t₁をさら
に早い時点に次第に移していくと、スイツチング
通路１が開成した後の最初のゼロ電流点で電流が
遮断されずに、次のゼロ電流点で電流が遮断され
る状態、つまり状態(b)が起こり得ることは明らか
である。勿論、このようにスイツチング通路１の
開成時点t₁が移行しても、t₁からT₂＝（回路周波
数の1/3サイクル＋スイツチング通路１の最小ア
ーク時間）より大きい時間後に相ＳとＴのスイツ
チング通路２と３が開成されるように設定されて
いることは言うまでもない。

要約すると、上述したすべての状態において、
最初に開成された１つのスイツチング通路の電流
は、他の２つのスイツチング通路ともまだ閉じて
いるか、若しくは他の２つのスイツチング通路が
開かれていても、最初開かれたスイツチング通路
の接点部材間の開きが再発弧を防ぐに十分な大き
さになり、“仮想チヨツピング”がもはや生じ得
ない時点で遮断される、ということができる。

勿論、実際に上記の状態は、他の２つのスイツ
チング通路の１つが最初に開成した時も適合し、
スイツチング方法の結果は、三相電流回路の相順
序には左右されない。

このように、本発明の方法は、“仮想チヨツピ
ング”の発生がなく、またスイツチを簡単に適用
することを異なる特殊な手段を必要とせずに、
種々の状態下のスイツチングに役立つスイツチン
グ方法を提供するものである。このスイツチング
方法は、遮断時に１つのスイツチング通路が他の
２つのスイツチング通路より、上記した時間で早
く開成するように、スイツチのスイツチング機構
を変更することにより実現することができる。こ
のようなスイツチング機構であつても、スイツチ
オンは、３つのスイツチング通路の各々が、通常
の方法で同時になされてよいことは言うまでもな
い。本発明のスイツチング方法に適用される適切
な装置は、オランダ特許出願第7606848号（日本
特願昭52−73921号）に記載されている。しかし
この装置は、スイツチオン及び遮断を制御するカ
ム板が２つのスイツチング通路を同時に作動させ
るが、第３のスイツチング通路は、分離して配置
されたカム板によつて別個に作動されるように変
更する必要がある。この分離されたカムは、それ
に付属するスイツチング通路が、他の２つのスイ
ツチング通路の開成より所望の時間だけ前に開成
されるような形状を有するものである。スイツチ
オンは変更されずに、上述の従来装置のままにし
ておくことができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、簡単で
かつ安価な方法で“仮想チヨツピング”現象を完
全に防止することができ、回路を保護する上で極
めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるスイツチング方法を説
明するための簡単化したスイツチングダイヤグラ
ムを示す図、第２図は、１つのスイツチング通路
又は極の開放時に、それに付属する相の電流が次
のゼロ電流点で遮断される状態のオシログラムを
示す図、第３図は、１つのスイツチング通路又は
極の開放時に、それに付属する相の電流が次のゼ
ロ電流点で遮断されない状態のオシログラムを示
す図である。 Ｋ……スイツチ、Ｌ……負荷、Ｒ，Ｓ，Ｔ……
相、１，２，３……スイツチング通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 急速不導通復帰機能を有するスイツチ手段に
   より三相高電圧回路の誘導負荷を遮断する方法で
   あつて、遮断時に、急速不導通復帰機能を有する
   ３つのスイツチング通路のうち第２及び第３のス
   イツチング通路が、回路周波数の少なくとも1/3
   サイクルに相当する時間に第１のスイツチング通
   路における最小アーク時間を加えた時間だけ、第
   １のスイツチング通路の開成より遅く開成するこ
   とを特徴とする三相高電圧回路の誘導負荷を遮断
   する方法。