JPH0628952A - Direct current circuit breaker - Google Patents

Direct current circuit breaker

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JPH0628952A
JPH0628952A JP18373892A JP18373892A JPH0628952A JP H0628952 A JPH0628952 A JP H0628952A JP 18373892 A JP18373892 A JP 18373892A JP 18373892 A JP18373892 A JP 18373892A JP H0628952 A JPH0628952 A JP H0628952A
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Hiroyuki Sasao
Sakutaro Yamaguchi
作太郎 山口
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博之 笹尾
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三菱電機株式会社
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Abstract

PURPOSE:To break a circuit by changing a flow of a load current even when an electric current is flowed in both directions to a load in a direct current circuit breaker used to protect direct current electric power supply such as electric power supply for nuclear fusion or electric power supply for a superconducting electromagnet. CONSTITUTION:A direct current circuit breaker is composed of a breaking switch 4 situated between direct current electric power supply 1 and a load 2 so as to be connected in parallel to the load 2 and a flow changing circuit 6 connected in parallel to the breaking switch, and the flow changing circuit is composed of a capacitor 7 and a reactor 8 connected at least in series to each other. In the direct current circuit breaker constituted so as to negate an electric current flowing to the breaking switch 4 by a resonance current caused by these capacitor and reactor, switch means 13-16 are provided to switch a connecting direction of the breaking switch 4 and the flow changing circuit 6 to the positive or the negative to the load 2 according to a direction of the electric current flowing to the load 2 from the direct current electric power supply 1.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】この発明は、核融合用電源や超電導電磁石用電源などの直流電源の保護のための直流遮断器に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to DC circuit breaker for the protection of the DC power supply such as a power supplies and superconducting magnet for nuclear fusion.

【0002】 [0002]

【従来の技術】図13に、特願昭60−171796号公報に示された従来の直流遮断器の回路構成を示す。 BACKGROUND ART FIG. 13 shows a circuit configuration of a conventional DC circuit breaker shown in Japanese Patent Application No. Sho 60-171796. 図13において、1は可変電圧式直流電源(以下「直流電源」と略称)、2は直流電源1から電流を供給される電磁石コイルなどの負荷(以下「負荷コイル」という)、 13, 1 (hereinafter abbreviated as "DC power source") variable voltage type DC power supply, 2 is a load such as electromagnetic coils which are supplied with current from the DC power source 1 (hereinafter referred to as "load coil"),
3は直流電源1に接続されたイグナイトロンスイッチなどの第1スイッチである。 3 is a first switch, such as ignitron switch connected to a DC power source 1. 4は第1スイッチの負荷コイル2側に接続された遮断スイッチ、5は遮断スイッチ4 4 blocking switch connected to the load coil 2 side of the first switch, the 5 cutoff switch 4
と負荷1との間に接続されたダイオードなどの整流素子、6は遮断スイッチ4と整流素子5とに並列に接続された転流回路である。 A rectifying element such as a diode connected between the load 1 and 6, a commutating circuit which is connected in parallel to the cut-off switch 4 and the rectifier element 5.

【0003】7は転流回路6を構成するコンデンサ、8 [0003] 7 capacitors that make up the commutation circuit 6, 8
はコンデンサ7に直列に接続されたインダクタ、9はインダクタ8に直列に接続された転流回路投入用の第2スイッチである。 The inductor connected in series to the capacitor 7, 9 denotes a second switch for commutation circuits charged connected in series with the inductor 8. 10は直流遮断時に負荷コイル2のエネルギーを吸収する遮断抵抗、11はスイッチ3と遮断スイッチ4との接続点および直流電源1の一端の間に接続されたクローバダイオード、12は遮断器4と並列に接続された電圧検知回路である。 10 blocking resistance to absorb the energy of the load coil 2 when the DC cutoff, 11 switches 3 and cutoff switch 4 and the connection point and the DC power source 1 at one end connected crowbar diode between, 12 breaker 4 in parallel a voltage detection circuit connected to.

【0004】図14の波形図を参照し、前記回路の動作を説明する。 [0004] With reference to the waveform diagram in FIG. 14, the operation of the circuit. まず、負荷コイル2に通電するには、第1 First, to energize the load coil 2, first
スイッチ3を閉じる。 The switch three closed. これにより、負荷コイル2に直流電源1から電流が供給され、負荷コイル2が励磁される。 Thus, current is supplied from the DC power supply 1 to the load coil 2, the load coil 2 is energized. この負荷コイル2を流れる電流がある一定値I 1まで達してから直流電源1の電圧を低下させると、クローバダイオード11の作用により、通電される回路について設定された時定数の範囲で一定の電流が流れるとともに、直流電源1は負荷コイル2から切り離される。 This lowers the voltage of the DC power source 1 after reaching to a constant value I 1 which is a current flowing through the load coil 2, by the action of the crowbar diode 11, constant current in the range of the time constant set for the circuit to be energized with flows, the DC power source 1 is disconnected from the load coil 2.

【0005】次に、図14の時点t 3において故障などが発生すると、遮断スイッチ4が開成され、これとほぼ同時に第2スイッチ9が閉成される。 [0005] Next, when the failure such as occurs at time t 3 in FIG. 14, shutoff switch 4 is opened, which to be substantially simultaneously closing the second switch 9 is. なお、一般に、遮断スイッチ4が開になるときにジッタが生じることが多い。 In general, it is often jitter occurs when the cut-off switch 4 is open. したがって、実際の操作としては、遮断スイッチ4 Therefore, an actual operation, cut-off switch 4
が開になったときのその両端の電圧上昇を電圧検知回路12で検知し、この検知出力によって第2スイッチ9を閉じるようにしている。 There detected by the voltage detecting circuit 12 a voltage rise at both ends thereof when in the open, and to close the second switch 9 by the detection output.

【0006】このようにして第2スイッチ9が閉成されることにより、コンデンサ7から逆方向の電流I 2が過渡的に流れ、このために遮断スイッチ4を流れる電流は急激に減衰し、時点t 4において零になる。 SUMMARY By the second switch 9 in this manner is closed, reverse current I 2 flows transiently from the capacitor 7, current flowing through the shut-off switch 4 For this rapidly attenuated, time It becomes zero at t 4. この時点t This point in time t
3から時点t 4までの時間帯においては、遮断スイッチ4の電極間にはアークプラズマが生じる。 In the time period from 3 to time t 4 is arc plasma occurs between the electrodes of the cut-off switch 4.

【0007】時点t 4以降、所定の時点t 5までは、整流素子5の作用により遮断スイッチ4を流れる電流は零に維持される。 [0007] time t 4 later, until a predetermined time t 5, the current flowing through the shut-off switch 4 by the action of the rectifying element 5 is maintained at zero. そして、この時点t 4から時点t 5までの時間帯において、遮断スイッチ4の電極間に生じていたアークプラズマは充分に減衰し、ついには消えてしまう。 Then, in the time period from the time t 4 to time t 5, the electrode arc plasma that occurs between the cutoff switch 4 is fully attenuated, disappear eventually.

【0008】時点t 5以降はコンデンサ7からの電流が遮断スイッチ4に流れようとするけれども、このときには遮断スイッチ4が既に完全に開いているために流れることができず、所期の遮断動作が完了するとともに、負荷コイル2を流れていた電流は遮断抵抗10に流れ、ここで減衰される。 [0008] Although the time t 5 since the current from the capacitor 7 is going to flow to the cut-off switch 4 can not flow to cut-off switch 4 is already fully open at this time, is desired cutoff operation with completion, the current flowing through the load coil 2 flows to the blocking resistance 10, is attenuated herein. なお、図13中の整流素子5を除去した場合は、遮断に失敗したときに図14中に一点破線で示したような電流が流れる。 Note that when removing the rectifier element 5 in FIG. 13, a current flows as indicated by a broken line in FIG. 14 upon failure to shut off.

【0009】 [0009]

【発明が解決しようとする課題】従来の直流遮断器は以上のように構成されているので、電流の流れる方向は一方向にしか対応できなかった。 Because conventional DC circuit breaker [0008] is configured as described above, the direction of current flow could not be compatible in only one direction. また、遮断する電流の大小にかかわらず転流回路6はフル充電されるため、電流値を変化させる負荷に対しては対応できないなどの問題があった。 Further, the commutation circuit 6 irrespective of the amount of the current blocking is to be fully charged, for a load to change the current value has a problem of being unable corresponding. さらに、遮断スイッチ4による遮断の失敗に対する保護がなく、遮断失敗時には負荷を損傷する恐れがあるなどの問題があった。 Furthermore, there is no protecting against failure of blocking by blocking switch 4, at the time of shut-off failure there are problems such as may damage the load.

【0010】この発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、負荷に対し正負両方向に電流を流す場合においても負荷電流を転流させて遮断することのできる直流遮断器を得ることを目的とする。 [0010] The present invention has been made to solve the above problems, obtaining a DC breaker capable of blocking even to divert the load current when the load to flow a current in both positive and negative directions and an object thereof. また、負荷に流す電流値を三角波などに変化させる場合においても遮断可能な直流遮断器を得ることを目的とする。 Another object is achieved even can block DC breaker when changing the value of the current flowing to the load such as the triangular wave. さらに、遮断スイッチによる遮断が失敗した場合にも保護ヒューズ側に電流を転流させて確実に電流を遮断できる直流遮断器を得ることを目的とする。 Further, an object is to obtain a DC breaker capable of blocking reliably current also to divert current to the protection fuse side when the blocking by blocking switch fails.

【0011】 [0011]

【課題を解決するための手段】この発明に係る第1の直流遮断器は、直流電源から負荷に流れる電流の方向に応じて負荷に対する遮断スイッチと転流回路の接続方向を正負切り換えるスイッチ手段を設けることにより構成したものである。 Summary of the first DC breaker according to the invention the switch unit to switch positive and negative direction of the connection breaking switch the commutation circuit to the load depending on the direction of current flowing to the load from the DC power supply those constructed by providing.

【0012】この発明に係る第2の直流遮断器は、直流電源から負荷に流れる電流の方向に応じて負荷に対する転流回路の接続方向を正負切り換える切換スイッチを設けたることにより構成したものである。 [0012] The second DC breaker according to the invention is constituted by upcoming provided positive and negative switching changeover switch connection direction of the commutation circuit to the load depending on the direction of current flowing through the load from the DC power source .

【0013】この発明に係る第3の直流遮断器は、転流回路のコンデンサの充電電圧を負荷電流に合わせて制御する充放電制御手段を設けることにより構成したものである。 A third DC breaker according to the present invention, which is constituted by providing the charge and discharge control means for controlling a charging voltage of the capacitor of the commutation circuit according to the load current.

【0014】この発明に係る第4の直流遮断器は、保護ヒューズと、該保護ヒューズを遮断スイッチに並列に接続投入する保護ヒューズ投入スイッチとを設けることにより構成したものである。 The fourth DC breaker in accordance with the present invention includes a protective fuse are those constituted by providing the protection fuse turned switch that connects introduced in parallel with the cut-off switch to the protection fuses.

【0015】 [0015]

【作用】この発明に係る第1の直流遮断器は、直流電源から負荷に流れる電流の方向に応じて遮断スイッチと転流回路の接続方向を正負切り換え、主回路電流の方向には無関係に電流の遮断を行う。 [Action] first DC breaker according to the present invention, the positive and negative switches the connection direction of the cut-off switch and the commutation circuit depending on the direction of current flowing through the load from the DC power source, the direction of the main circuit current is independent of current perform the cut-off.

【0016】この発明に係る第2の直流遮断器は、直流電源から負荷に流れる電流の方向に応じて負荷に対する転流回路の接続方向を正負切り換え、主回路電流の方向には無関係に電流の遮断を行う。 The second DC breaker according to the present invention, the positive and negative switches the connection direction of commutation circuits to the load depending on the direction of current flowing through the load from a DC power source, the direction of the main circuit current is independent of current carry out the cut-off.

【0017】この発明に係る第3の直流遮断器は、転流回路のコンデンサの充電電圧を負荷電流に合わせて充電あるいは放電させることにより制御し、負荷電流が変化している場合でも負荷電流にマッチした電流値の逆電流を遮断スイッチに流し、電流を遮断する。 The third DC breaker according to the present invention, the charging voltage of the capacitor of the commutation circuit controlled by the charging or discharging in accordance with the load current, the load current even when the load current is changed passing a reverse current of the matched current value to the cutoff switch interrupts the current.

【0018】この発明に係る第4の直流遮断器は、保護ヒューズを遮断スイッチに並列に接続投入することにより、遮断スイッチに電流が流れている場合には保護ヒューズへ転流させ、保護ヒューズが溶断することで電流の遮断を行なう。 The fourth DC circuit breaker according to the present invention, by connecting introduced in parallel protection fuse cut-off switch, when the current flows through the shut-off switch to divert the protection fuse and protection fuse performing interruption of current by fusing.

【0019】 [0019]

【実施例】 【Example】

[第1実施例]図1に、この発明に係る直流遮断器の第1実施例を示す。 In the first embodiment] FIG. 1 shows a first embodiment of a DC circuit breaker according to the present invention. 図1において、1は両極性の直流電源、2は負荷コイル、3は第1スイッチ、4は遮断スイッチ、5はこの遮断スイッチ4に直列に接続された整流素子、6は遮断スイッチ4と整流素子5とに並列に接続された転流回路、10は遮断抵抗である。 In Figure 1, 1 is a bipolar DC power source, 2 is a load coil, the first switch 3, the cut-off switch 4, 5 rectifying element connected in series with the shut-off switch 4, the rectifier 6 and the cut-off switch 4 commutation circuit connected in parallel with the element 5, is 10 is cut off resistance.

【0020】13は遮断スイッチ4,整流素子5,転流回路6からなる直流遮断部の整流素子5側と主回路のA [0020] 13 blocking switch 4, the rectifying element 5, A rectifier element 5 side and the main circuit of the DC cut-off portion made of commutation circuit 6
側との間に接続された切換スイッチ、14は直流遮断部の遮断スイッチ4側と主回路B側との間に接続された切換スイッチ、15は直流遮断部の遮断スイッチ4側と主回路のA側との間に接続された切換スイッチ、16は直流遮断部の整流素子5側と主回路のB側との間に接続された切換スイッチ、17は直流電源1からの電流を検出する電流検出器、18は電流検出器17の検出信号により通電方向を判定し、投入すべきスイッチを選択する切換スイッチ選択部である。 Connected changeover switch between a side, 14 connected changeover switch between cut-off switch 4 side and the main circuit B of the DC blocking portion, 15 of the cut-off switch 4 side and the main circuit of the DC cut-off portion connected changeover switch between the a-side, 16 connected changeover switch between the B side of the rectifier element 5 side and the main circuit of the DC cut-off portion, 17 is a current detecting current from the DC power source 1 detector 18 determines the energization direction by the detection signal of the current detector 17, a changeover switch selecting section for selecting the switch to be turned on.

【0021】図1の回路の動作を説明する。 The explaining the operation of the circuit of FIG. まず、両極性の直流電源1から負荷コイル2に対してA方向に電流を流している場合、負荷コイル2にクエンチ等が発生すると、電流検出部17からの検出信号により切換スイッチ選択部18が投入すべきスイッチを選択し、切換スイッチ15と切換スイッチ16を投入する。 First, if a current flows in the A direction from the DC power supply 1 of the bipolar to the load coil 2, when quenched, etc. to the load coil 2 occurs, the changeover switch selecting section 18 by the detection signal from the current detector 17 select a switch to be turned on, turning on the changeover switch 15 and changeover switch 16.

【0022】切換スイッチ15と切換スイッチ16が投入されると、直流電源1は出力電流を反転させる動作に移り、負荷コイル2に流れ続ける電流を遮断スイッチ4,整流素子5,転流回路6からなる直流遮断部を通して負荷コイル2に戻す。 [0022] changeover switch 15 and changeover switch 16 is turned, the DC power source 1 moves to operation for inverting the output a current cut-off the current continues to flow through the load coils 2 switch 4, the rectifier element 5, the commutation circuit 6 through the DC blocking portion made back to the load coil 2. その後、直流電源1はスイッチ3によって回路から切り離され、遮断スイッチ4,整流素子5,転流回路6からなる直流遮断部が遮断動作を行う。 Thereafter, the DC power source 1 is disconnected from the circuit by the switch 3, cut-off switch 4, the rectifying element 5, a DC blocking unit carries out its shutoff operation consisting commutation circuit 6.

【0023】次に、負荷コイル2に対してB方向に電流を流している場合、負荷コイル2にクエンチ等が発生すると、切換スイッチ13と切換スイッチ14が投入される。 Next, if a current flows in the B direction with respect to the load coil 2, when quenched, etc. to the load coil 2 occurs, the changeover switch 13 and changeover switch 14 is turned on. 以下、前記A方向に電流が流れている場合と同様に動作し、遮断スイッチ4,整流素子5,転流回路6からなる直流遮断部による遮断動作が行なわれる。 Hereinafter, the behave as if a current flows in the A direction, cut-off switch 4, the rectifying element 5, cutoff operation by the DC blocking unit consisting of commutation circuit 6 is performed.

【0024】このように、負荷コイル2に流れる電流の方向に対して、切換スイッチ15,16または切換スイッチ13,14の投入を選択することにより、遮断スイッチ4,整流素子5,転流回路6からなる直流遮断部を流れる電流方向は常に一方向となるので、両方向の負荷電流に対して1つの直流遮断部で電流を遮断することができる。 [0024] Thus, the direction of the current flowing through the load coil 2 by selecting the introduction of changeover switches 15 and 16 or the changeover switch 13, blocking switches 4, the rectifying element 5, commutation circuit 6 since the current direction flowing through a DC blocking portion is always unidirectional formed of, it is possible to cut off the current in one of the DC blocking portions for both directions of load current.

【0025】以上説明した第1実施例では、遮断スイッチ4と整流素子5を直列に接続した場合について示したが、図6に示すように、整流素子5を除いても、遮断スイッチ4にアークが発生はするが、前記したと同様の効果を奏することができる。 [0025] In the first example described above, although the rectifier element 5 and the cut-off switch 4 shows a case where in series, as shown in FIG. 6, even with the exception of the rectifier element 5, arc cut-off switch 4 There occurs to but can achieve the same effect as described above. また、図5に示すように、切換スイッチの切換信号を外部より入力するように構成することもできる。 Further, as shown in FIG. 5, it is also possible to configure the switching signal of the changeover switch to the input from the outside.

【0026】[第2実施例]図2に、この発明に係る直流遮断器の第2実施例を示す。 [0026] Second Embodiment FIG. 2 shows a second embodiment of a DC circuit breaker according to present invention. 前記第1実施例では、切換スイッチ15,16または切換スイッチ13,14を選択投入することにより、負荷電流の方向に関係なく、 Wherein in the first embodiment, by selecting turned the switch 15, 16 or changeover switches 13 and 14, regardless of the direction of the load current,
遮断スイッチ4,整流素子5,転流回路6からなる直流遮断部に一定方向の電流を流して遮断するように構成したが、図2に示すように、直流遮断部の転流回路6に切換スイッチ19〜22を設け、このスイッチ19〜22 Cut-off switch 4, the rectifying element 5 has been configured to block by applying a constant direction of current to the DC cutoff unit consisting of commutation circuit 6, as illustrated in Figure 2, switching the commutation circuit 6 of the DC blocking portion the switch 19 to 22 is provided, this switch 19 to 22
を選択的に切り換えることにより、同様の効果を得ることができる。 By selectively switching it, thereby obtaining the same effect. この第2実施例の場合、前記第1実施例と同様に、負荷電流の方向とは無関係に直流電流を遮断できるとともに、切換スイッチ部を小型化することができる。 In this second embodiment, similarly to the first embodiment, it is possible to block the independent direct current to the direction of the load current, the switch unit can be miniaturized.

【0027】図2の回路の動作を説明する。 The explaining the operation of the circuitry of FIG. なお、この第2実施例の場合、直流遮断部に設けられた整流素子5 In the case of the second embodiment, the rectifying elements provided in the DC blocking portion 5
は、ダイオードのような完全な一方向の整流素子ではなく、可飽和リアクトルなどの、両方向の通電能力を持ち、一定期間(リアクトルのV・Sに対応する期間)整流機能を維持するような素子である。 Is not a complete unidirectional rectifying element such as a diode, such as saturable reactors, has a bi-directional current capability, a certain period (period corresponding to V · S of the reactor) element to maintain the rectifying function it is.

【0028】負荷コイル2にA方向に電流が流れている場合、クエンチなどが発生すると、直流遮断部の遮断スイッチ4が投入されると同時に、電流検出部17からの検出信号により切換スイッチ選択部18が投入すべきスイッチを選択し、切換スイッチ21,22を投入する。 [0028] when the current to the load coil 2. in direction A is flowing, the like quenching occurs, and at the same time blocking switch 4 of the direct current blocking portion is turned, the changeover switch selector a detection signal from the current detector 17 18 selects a switch to be turned on, turning on the changeover switch 21.
その後、直流電源1が出力電圧を反転させる動作に移り、負荷電流を遮断スイッチ4,整流素子5,転流回路6からなる直流遮断部を通して負荷に戻す。 Subsequently, the flow proceeds to operation the DC power source 1 is to invert the output voltage, shutting off the load current switch 4 the rectifying element 5, back to the load via a DC blocking unit consisting commutation circuit 6. 負荷電流を直流遮断部に転流させた後は、直流電源1は前記第1実施例と同様に切り離される。 After commutate the load current to the DC cutoff unit includes a DC power supply 1 is disconnected as in the first embodiment.

【0029】次に、遮断スイッチ4を流れている電流を遮断するため、転流回路6のコンデンサ7から遮断スイッチ4を流れる電流とは逆方向に電流を流し、遮断スイッチ4の電流を一定期間零として遮断スイッチ4を開極する。 Next, in order to cut off the current flowing through the shut-off switch 4, the current flowing through the cut-off switch 4 from the capacitor 7 commutation circuit 6 supplying a current in the reverse direction, current for a certain period of breaking switch 4 to opening the cut-off we switch 4 as zero.

【0030】負荷コイル2にB方向に電流が流れている場合、クエンチなどが発生すると、電流検出部17からの検出信号により切換スイッチ選択部18が投入すべきスイッチを選択し、直流遮断部の遮断スイッチ4が投入されると同時に、切換スイッチ19,20が投入する。 [0030] If the current to the load coil 2 in the B direction is flowing, the like quench occurs, select the switch to be turned on is the change-over switch selection unit 18 by the detection signal from the current detector 17, the DC blocking portion At the same time cut-off switch 4 is turned on, changeover switches 19 and 20 are turned on.
その後の動作は、前記切換スイッチ21,22を投入した場合と同様であるが、直流遮断部を流れる電流方向は切換スイッチ21,22を投入した場合と反転している。 Subsequent operations, wherein at changeover switches 21 and 22 are similar to that charged, current direction flowing a direct current blocking portion is inverted and when put changeover switches 21 and 22.

【0031】整流素子5として過飽和リアクトルを用いる場合、過飽和リアクトルは定常通電状態においては両方向に通電可能なため、遮断スイッチ4には両方向の電流を流すことが可能である。 [0031] When using a saturable reactor as a rectifying element 5, supersaturation reactor since in a steady energization state energizable in both directions on-off switch 4 it is possible to flow the current in both directions. したがって、切換スイッチ19〜22で転流回路6からの電流の通電方向を変えることによって、遮断スイッチ4には電流の方向とは無関係に電流零となる期間を作ることができる。 Therefore, by changing a flowing direction of current from commutation circuit 6 at the change-over switch 19 to 22, the cut-off switch 4 can make period regardless the current zero to the direction of the current.

【0032】以上説明した第2実施例は、直流遮断時に遮断スイッチ4を無発弧にて開極するものであるが、図8に示すように、整流素子5を除いても、遮断スイッチにアークが発生はするが、同様の効果を奏することができる。 The second embodiment described [0032] above is intended to opening the shut-off switch 4 at no arcing during current shut-off, as shown in FIG. 8, even with the exception of the rectifier element 5, the cut-off switch arc generation is, but it is possible to achieve the same effect. また、図2では、遮断スイッチ4,整流素子5, Further, in FIG. 2, cut-off switch 4, the rectifying element 5,
転流回路6からなる直流遮断部と、遮断抵抗10とを、 A DC blocking portion consisting of commutation circuit 6, and a cut-off resistor 10,
直流電源1、負荷コイル2に並列に接続したが、直列に接続した場合も同様の効果を奏することができる。 DC power source 1 has been connected in parallel with the load coil 2 can also connected in series the same effect. さらに、図7に示すように、切換スイッチの切換信号を外部より入力するように構成することもできる。 Further, as illustrated in FIG 7, it is also possible to constitute the switching signal of the changeover switch to an external input.

【0033】[第3実施例]図3に、この発明に係る直流遮断器の第3実施例を示す。 [0033] [Third Embodiment] FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of a DC circuit breaker according to the present invention. この第3実施例は、転流回路6のコンデンサ7の電圧を負荷コイル2に流れる電流値に合わせて充電あるいは放電させ、負荷電流が変化している場合でも負荷電流にマッチした電流値の逆電流を遮断スイッチ4に流して遮断するようにしたものである。 This third embodiment, to match the value of current flowing in the voltage of the capacitor 7 commutation circuit 6. load the coil 2 by charging or discharging reverse matched current value in the load currents even if the load currents are changed is obtained so as to cut off by applying a current to the cutoff switch 4.

【0034】図3の回路の動作を説明する。 [0034] explaining the operation of the circuit of FIG. 直流電源1 DC power supply 1
から負荷コイル2に、ある周期Tで電流値を変化させながら通電しているものとする。 The load coil 2 from, we are assumed that the current while changing the current value at a certain period T. 電流検出部17は直流電源1の出力電流あるいは負荷電流の値を検出し、充放電制御部23に送る充放電制御部23は、この検出出力とコンデンサ7の充電電圧を用いて所定の演算を行ない、 Current detector 17 detects the value of the output current or the load current of the DC power source 1, the charge and discharge control portion 23 sends the charging and discharging control unit 23, a predetermined calculation using the charging voltage of the detection output and the capacitor 7 no rows,
転流回路6のコンデンサ7を充放電させることによりその電圧の制御を行なう。 The capacitor 7 commutation circuit 6 performs control of the voltage by charge and discharge.

【0035】負荷コイル2にクエンチなどが発生すると、遮断スイッチ4が投入される。 [0035] Once the like quench the load coil 2. occurs, blocking switch 4 is turned on. これにより負荷電流は遮断スイッチ4に転流され、直流電源1が切り離される。 Thus the load current is commutated to the cut-off switch 4, the DC power source 1 is disconnected. この状態において、転流回路6のコンデンサ7は、 In this state, the capacitor 7 commutation circuit 6,
充放電制御部23によってクエンチ発生時の負荷電流に対応する電圧値に制御されている。 Is controlled to the voltage value corresponding to the load current when quenched generated by the charge and discharge controller 23. したがって、転流回路6が投入されると遮断スイッチ4の電流は零となり、 The current in the cut-off switch 4 commutation circuit 6 is turned on becomes zero,
電流の遮断が実現される。 Interruption of current is realized.

【0036】前記第3実施例は、遮断スイッチ4、転流回路6を負荷コイル2に直結した場合の例を示したが、 The third embodiment cutoff switch 4, a commutation circuit 6 shows an example when connected directly to the load coil 2
切換スイッチを用いて正負切り換えできるように構成すれば、負荷電流が反転した場合にも適用することができる。 If configured to be positive and negative switching with the switch, it is possible to load current applied to the case where reversed. また、図9に示すように、遮断スイッチ4に整流素子5を直列に挿入してもよく、さらに、負荷電流の変化が周期的でない場合には、図3中の遮断スイッチ4,転流回路6からなる直流遮断部を直流電源1、負荷コイル2と直列に接続しても、同様の効果を奏することができる。 Further, as shown in FIG. 9 may be inserted rectifying element 5 in series to shut off the switch 4, further, when a change in load current is not periodic, the cut-off switch 4 in FIG. 3, the commutation circuit a DC blocking part of six DC power source 1, be connected to the load coil 2 in series, it can achieve the same effect.

【0037】[第4実施例]図4に、この発明に係る直流遮断器の第4実施例を示す。 [0037] [Fourth Embodiment] FIG. 4 shows a fourth embodiment of a DC circuit breaker according to the present invention. この第4実施例は、遮断スイッチ4が開放されても遮断スイッチ4に電流が流れている場合には、保護ヒューズ25を投入して電流を保護ヒューズ25側に転流し、保護ヒューズ25を溶断させることで遮断を行なうようにしたものである。 The fourth embodiment, when the cut-off switch 4 has a current flows in the shut-off switch 4 be opened, by introducing a protective fuse 25 commutate the current to the protection fuse 25 side, blow the protection fuse 25 it is obtained to perform a blocking by causing.

【0038】図4の回路の動作を説明する。 [0038] To explain the operation of the circuit of FIG. 直流電源1 The DC power source 1
より負荷コイル2に電流を流している場合に負荷コイル2にクエンチなどが発生すると、遮断スイッチ4が投入される。 When such quenching occurs in the load coil 2 if you are a current flows more load coil 2, cut-off switch 4 is turned on. 直流電源1は電圧を反転して負荷電流を遮断スイッチ4に転流した後、スイッチ3により切り離される。 DC power source 1 after commutated load current by inverting the voltage cut-off switch 4, it is disconnected by the switch 3. そして、負荷電流が遮断スイッチ4に転流した後、 Then, after the load current is commutated to the cut-off switch 4,
転流回路6から負荷電流とは逆方向の電流を流し込み、 A load current from commutation circuit 6 poured reverse current,
遮断スイッチ4の電流を零として開極する。 To opening the current cut-off switch 4 as a zero.

【0039】前記記遮断動作において、遮断スイッチ4 [0039] In the Symbol interruption operation, they shut off the switch 4
のジッタや動作遅れにより遮断スイッチ4の電流が零から再び流れ、この時点において遮断スイッチ4が開極した場合、遮断スイッチ4はアークを発生して電流を遮断できない。 Current blocking switch 4 by jitter or operation delay again flows from zero, if the cut-off switch 4 is opening at this point, breaking switch 4 can not cut off the current and arcing. 図4の回路はこの場合において、遮断スイッチ4の電流を電流検出部26で検出し、電流が零から再び流れ始めた場合には遮断判定部27で遮断失敗と判定し、保護ヒューズ投入スイッチ24を投入する。 Figure circuit 4 in this case, the current blocking switches 4 detected by the current detection unit 26, determines the cutoff failure by blocking determination section 27 when a current starts to flow again from zero, fuse protection-start switch 24 the turning.

【0040】前記保護ヒューズ投入スイッチ24を投入することにより、遮断スイッチ4に流れていた電流は遮断スイッチ4の発生するアーク電圧により保護ヒューズ25側に転流する。 [0040] By introducing the protective fuse-start switch 24, the current flowing through the blocking switch 4 commutates to the protection fuse 25 side by generating arc voltage cut-off switch 4. これにより遮断スイッチ4のアークが消滅し、開極が完了する。 Accordingly disappeared arc cutoff switch 4, opening is completed. その後、保護ヒューズ25 Then, protection fuse 25
は転流した電流により溶断し、直流電流の遮断が完了する。 It is blown by commutated current, interrupting the DC current is completed.

【0041】前記第4実施例は、遮断スイッチ4,転流回路6からなる直流遮断部を直流電源1、負荷コイル2 [0041] the fourth embodiment, cut-off switch 4 the DC power source 1 to direct current blocking portion consisting of commutation circuit 6, a load coil 2
に並列に接続した場合を示したが、直列に挿入した場合も同様の効果を奏することができる。 It shows the case connected in parallel, it is possible to also inserted in series the same effect. また、図10に示すように、保護ヒューズ25の外側に位置して、整流素子5を遮断スイッチ4に直列に挿入した場合も同様の効果を奏することができる。 Further, as shown in FIG. 10, located outside the protection fuse 25, when inserted in series rectifying device 5 to cut off the switch 4 can also achieve the same effect.

【0042】また、図11に示すように、保護ヒューズ投入スイッチ24の投入指令を外部より入力するように構成することもできる。 Further, as shown in FIG. 11, it is also possible to configure the closing command of the protection fuse-start switch 24 to enter from the outside. さらに、図12に示すように、 Furthermore, as shown in FIG. 12,
電圧検出部28によって遮断スイッチ4の両端電圧検出することにより、遮断失敗を検出するように構成することもできる。 By the voltage across the detection of cut-off switch 4 by the voltage detection unit 28 may be configured to detect a shut-off failure.

【0043】 [0043]

【発明の効果】この発明に係る第1の直流遮断器によれば、直流電源から負荷に流れる電流の方向に応じて遮断スイッチと転流回路の接続方向を正負切り換えるように構成したので、負荷に流れる電流の向きに無関係に1台の遮断器で遮断することができる。 Effects of the Invention According to a first DC circuit breaker according to the present invention, since the connecting direction of the cut-off switch and the commutation circuit depending on the direction of current flowing through the load from the DC power supply is configured to switch the positive and negative load it can be blocked by the independent single breaker in the direction of the current flowing through the.

【0044】この発明に係る第2の直流遮断器によれば、直流電源から負荷に流れる電流の方向に応じて負荷に対する転流回路の接続方向を正負切り換えるように構成したので、負荷に流れる電流の向きに無関係に1台の遮断器で遮断することができる。 [0044] According to a second DC breaker according to the present invention, since the connecting direction of commutation circuits to the load depending on the direction of current flowing through the load from the DC power supply is configured to switch polarity, the current flowing through the load it can be blocked by the independent single breaker in orientation.

【0045】この発明に係る第3の直流遮断器によれば、転流回路のコンデンサの充電電圧を負荷電流に合わせて充電あるいは放電させることにより制御し、負荷電流が変化している場合でも負荷電流にマッチした電流値の逆電流を遮断スイッチに流すように構成したので、負荷を流れる電流が直流のみでなく三角波などの変動する電流である場合でも遮断することができる。 [0045] According to a third DC breaker according to the present invention, the load even when the charging voltage of the capacitor of the commutation circuit according to the load current is controlled by charging or discharging, the load current is changed since it is configured to flow reverse currents of the matched current value current cut-off switch, it can be cut off, even if the current flowing through the load is varying current such triangle wave, not only the DC.

【0046】この発明に係る第4の直流遮断器によれば、保護ヒューズを遮断スイッチに並列に接続投入することにより、遮断スイッチに電流が流れている場合には保護ヒューズへ転流させ、保護ヒューズが溶断することで電流の遮断を行なうように構成したので、遮断スイッチが遮断失敗しても、保護ヒューズにより確実に遮断することができる。 [0046] In accordance with the fourth direct current breaker according to the present invention, by connecting introduced in parallel protection fuse cut-off switch, not diverted to protection fuse if current is flowing in the cutoff switch, protection because fuse is configured to perform interruption of the current by blowing can be shut off switch is also shut off fail to reliably cut off by the protective fuse.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】この発明の第1実施例を示す回路図である。 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第2実施例を示す回路図である。 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】この発明の第3実施例を示す回路図である。 3 is a circuit view showing a third embodiment of the present invention.

【図4】この発明の第4実施例を示す回路図である。 4 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図5】この発明の第5実施例を示す回路図である。 Figure 5 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

【図6】この発明の第6実施例を示す回路図である。 6 is a circuit diagram showing a sixth embodiment of the present invention.

【図7】この発明の第7実施例を示す回路図である。 Figure 7 is a circuit diagram showing a seventh embodiment of the present invention.

【図8】この発明の第8実施例を示す回路図である。 8 is a circuit diagram showing an eighth embodiment of the present invention.

【図9】この発明の第9実施例を示す回路図である。 9 is a circuit diagram showing a ninth embodiment of this invention.

【図10】この発明の第10実施例を示す回路図である。 10 is a circuit diagram showing a tenth embodiment of the present invention.

【図11】この発明の第11実施例を示す回路図である。 11 is a circuit diagram showing the eleventh embodiment of the present invention.

【図12】この発明の第12実施例を示す回路図である。 12 is a circuit diagram showing a twelfth embodiment of the present invention.

【図13】従来の直流遮断器を示す回路図である。 13 is a circuit diagram showing a conventional DC breaker.

【図14】従来の直流遮断器の動作波形図である。 14 is an operation waveform diagram of a conventional DC circuit breaker.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 直流電源 2 負荷 4 遮断スイッチ 5 整流素子 6 転流回路 7 コンデンサ 8 リアクトル 13〜16 切換スイッチ 17 電流検出部 18 切換スイッチ選択部 19〜22 切換スイッチ 23 充放電制御部 24 保護ヒューズ投入スイッチ 25 保護ヒューズ 26 電流検出部 27 遮断判定部 1 DC power source 2 Load 4 interruption switch 5 rectifying element 6 commutation circuit 7 condenser 8 reactors 13-16 over switch 17 current detecting unit 18 changeover switch selection unit 19 to 22 change-over switch 23 charging and discharging control unit 24 protection fuse-start switch 25 protecting fuse 26 current detector 27 cutoff determination section

Claims (8)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 直流電源と負荷との間に位置して負荷に並列に接続された遮断スイッチと、該遮断スイッチに並列に接続された転流回路とからなり、該転流回路は少なくとも直列接続されたコンデンサとリアクトルから構成され、該コンデンサとリアクトルによるLC共振電流によって前記遮断スイッチに流れる電流を打消すようにした直流遮断器において、 前記直流電源から負荷に流れる電流の方向に応じて負荷に対する前記遮断スイッチと転流回路の接続方向を正負切り換えるスイッチ手段を設けたことを特徴とする直流遮断器。 1. A and breaking switch connected in parallel with the load located between the DC power supply and a load, composed of a commutation circuit connected in parallel to said shut-off switch, said transfer flow circuit is at least in series constructed from connected capacitor and reactor, in a DC circuit breaker which is adapted cancel the current flowing through the shut-off switch by LC resonance current due to the capacitor and the reactor, the load depending on the direction of the current flowing through the load from the DC power supply DC circuit breaker, characterized in that the connecting direction of the cut-off switch and the commutation circuit provided with switching means for switching positive and negative for.
  2. 【請求項2】 直流電源と負荷との間に位置して負荷に並列または直列に接続された遮断スイッチと、該遮断スイッチに並列に接続された転流回路とからなり、該転流回路は少なくとも直列接続されたコンデンサとリアクトルから構成され、該コンデンサとリアクトルによるLC And wherein the DC power supply and cutoff switch connected in parallel or in series with the load located between the load consists of a connected commutation circuit in parallel with the cut-off switch, said transfer flow circuit It is composed of at least the series connected capacitors and reactors, LC by the capacitor and the reactor
    共振電流によって前記遮断スイッチに流れる電流を打消すようにした直流遮断器において、 前記直流電源から負荷に流れる電流の方向に応じて負荷に対する前記転流回路の接続方向を正負切り換える切換スイッチを設けたことを特徴とする直流遮断器。 In the DC breaker to counteract a current flowing through the shut-off switch by the resonant current, provided positive and negative switching changeover switch connection direction of the commutation circuit to the load depending on the direction of current flowing through the load from the DC power supply DC circuit breaker characterized in that.
  3. 【請求項3】 直流電源と負荷との間に位置して負荷に並列または直列に接続された遮断スイッチと、該遮断スイッチに並列に接続された転流回路とからなり、該転流回路は少なくとも直列接続されたコンデンサとリアクトルから構成され、該コンデンサとリアクトルによるLC And wherein the DC power supply and cutoff switch connected in parallel or in series with the load located between the load consists of a connected commutation circuit in parallel with the cut-off switch, said transfer flow circuit It is composed of at least the series connected capacitors and reactors, LC by the capacitor and the reactor
    共振電流によって前記遮断スイッチに流れる電流を打消すようにした直流遮断器において、 前記転流回路のコンデンサの充電電圧を負荷電流に合わせて制御する充放電制御手段を設けたことを特徴とする直流遮断器。 In the DC breaker to counteract a current flowing through the cutoff switch by the resonant current, she characterized in that a charging and discharging control means for controlling in accordance with the load current charging voltage of the capacitor in the commutation circuit DC circuit breaker.
  4. 【請求項4】 直流電源と負荷との間に位置して負荷に並列または直列に接続された遮断スイッチと、該遮断スイッチに並列に接続された転流回路とからなり、該転流回路は少なくとも直列接続されたコンデンサとリアクトルから構成され、該コンデンサとリアクトルによるLC And wherein the DC power source and shut off switch connected in parallel or in series with the load located between the load consists of a connected commutation circuit in parallel with the cut-off switch, said transfer flow circuit It is composed of at least the series connected capacitors and reactors, LC by the capacitor and the reactor
    共振電流によって前記遮断スイッチに流れる電流を打消すようにした直流遮断器において、 保護ヒューズと、 該保護ヒューズを前記遮断スイッチに並列に接続投入する保護ヒューズ投入スイッチとを設けたことを特徴とする直流遮断器。 In the DC breaker to counteract a current flowing through the shut-off switch by the resonant current and the protection fuse, characterized in that the protection fuse is provided a protection fuse-start switch for connecting introduced in parallel with the cut-off switch dc circuit breaker.
  5. 【請求項5】 直流電源から負荷に流れる電流の方向を検出し、切換スイッチの切換方向を選択するスイッチ選択手段を備えたことを特徴とする請求項1または2記載の直流遮断器。 5. detects the direction of the current flowing through the load from the DC power source, a DC circuit breaker according to claim 1, wherein further comprising a switch selecting means for selecting the switching direction of the switch.
  6. 【請求項6】 遮断スイッチを流れる電流を検出して遮断失敗を判定し、保護ヒューズ投入スイッチの投入タイミングを指示する遮断判定手段を備えたことを特徴とする請求項4記載の直流遮断器。 6. senses the current in the isolation switch blocking failure determined, the DC circuit breaker according to claim 4, further comprising a shutoff determining unit that instructs turned timing of protection fuse-on switch.
  7. 【請求項7】 遮断スイッチの両端電圧を検出して遮断失敗を判定し、保護ヒューズ投入スイッチの投入タイミングを指示する遮断判定手段を備えたことを特徴とする請求項4記載の直流遮断器。 7. detects the voltage across the interrupter switch a cutoff failure determined, the DC circuit breaker according to claim 4, further comprising a cutoff judging means for instructing poured timing of protection fuse-start switch.
  8. 【請求項8】 遮断スイッチと直列に整流素子を備えたことを特徴とする請求項1、2、3、4または5記載の直流遮断器。 8. A DC circuit breaker according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, wherein further comprising a rectifying element blocking switch series.
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