JPH0917293A - 自励転流式直流遮断装置及びその容量設定方法 - Google Patents
自励転流式直流遮断装置及びその容量設定方法Info
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- JPH0917293A JPH0917293A JP7247861A JP24786195A JPH0917293A JP H0917293 A JPH0917293 A JP H0917293A JP 7247861 A JP7247861 A JP 7247861A JP 24786195 A JP24786195 A JP 24786195A JP H0917293 A JPH0917293 A JP H0917293A
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- H01H33/02—Details
- H01H33/59—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
- H01H33/596—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle for interrupting dc
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- Power Engineering (AREA)
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
- Circuit Breakers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 適するリアクトル容量と適する小さいコンデ
ンサ容量で構成される転流回路をもつ小型の自励転流式
直流遮断装置を得る。 【解決手段】 自励転流式直流遮断装置は、直流遮断器
と、適する容量の並列リアクトルと適する小さい容量の
並列コンデンサを有する転流回路と、サージアブソーバ
とで構成される。転流回路として、特定の計算式で求め
た適する容量の並列リアクトルと、適する小さい容量の
並列コンデンサとが用いられているので、遮断器の性能
を充分に引き出した直流遮断装置が構成でき、短い遮断
時間である高い遮断性能が得られる。また並列コンデン
サ容量が小さいので、コンパクトでコスト低減ができ
る。
ンサ容量で構成される転流回路をもつ小型の自励転流式
直流遮断装置を得る。 【解決手段】 自励転流式直流遮断装置は、直流遮断器
と、適する容量の並列リアクトルと適する小さい容量の
並列コンデンサを有する転流回路と、サージアブソーバ
とで構成される。転流回路として、特定の計算式で求め
た適する容量の並列リアクトルと、適する小さい容量の
並列コンデンサとが用いられているので、遮断器の性能
を充分に引き出した直流遮断装置が構成でき、短い遮断
時間である高い遮断性能が得られる。また並列コンデン
サ容量が小さいので、コンパクトでコスト低減ができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、転流回路を備
え、電力系統の直流を通電遮断する自励転流式直流遮断
装置に関すると共に、その転流回路に用いる並列リアク
トル容量と並列コンデンサ容量の容量設定方法に関する
ものである。
え、電力系統の直流を通電遮断する自励転流式直流遮断
装置に関すると共に、その転流回路に用いる並列リアク
トル容量と並列コンデンサ容量の容量設定方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図２１は、「平成６年電気学会電力・エ
ネルギー部門大会部門誌」No．621第824頁，第825頁に
示された一般的な自励転流式直流遮断装置を示す構成回
路図である。図において、自励転流式直流遮断装置は、
直流遮断器１、転流回路を構成する並列リアクトル２と
並列コンデンサ３、並列コンデンサ３の過電圧を吸収す
るために並列コンデンサ３と並列リアクトル２に並列に
接続したサージアブソーバ４、電力系統の直流ライン５
で構成される。なお、サージアブソーバ４は単に並列コ
ンデンサ３に並列に接続しても良い。
ネルギー部門大会部門誌」No．621第824頁，第825頁に
示された一般的な自励転流式直流遮断装置を示す構成回
路図である。図において、自励転流式直流遮断装置は、
直流遮断器１、転流回路を構成する並列リアクトル２と
並列コンデンサ３、並列コンデンサ３の過電圧を吸収す
るために並列コンデンサ３と並列リアクトル２に並列に
接続したサージアブソーバ４、電力系統の直流ライン５
で構成される。なお、サージアブソーバ４は単に並列コ
ンデンサ３に並列に接続しても良い。
【０００３】また、図２２は、直流遮断器１の１例であ
るパッファ型ガス遮断器を示す断面図で、これは、直流
遮断装置の直流を通電する固定コンタクト１１と、パッ
ファシリンダ１２と共に絶縁ノズル１３を固定した可動
コンタクト１４を有し、開極時に固定コンタクト１１と
固定されたパッファピストン１５に対して、可動コンタ
クト１４と一体のピストンロッド１６を移動させると、
両コンタクト１１，１４間にアーク１７が発生する。こ
のときピストンロッド１６が移動するにつれて、可動コ
ンタクト１４とパッファシリンダ１２とパッファピスト
ン１５で囲まれたＳＦ６ガス１８が圧縮され、開孔１９
を通ってＳＦ６ガス１８が吹き出して、上記アーク１７
に吹き付けられる。
るパッファ型ガス遮断器を示す断面図で、これは、直流
遮断装置の直流を通電する固定コンタクト１１と、パッ
ファシリンダ１２と共に絶縁ノズル１３を固定した可動
コンタクト１４を有し、開極時に固定コンタクト１１と
固定されたパッファピストン１５に対して、可動コンタ
クト１４と一体のピストンロッド１６を移動させると、
両コンタクト１１，１４間にアーク１７が発生する。こ
のときピストンロッド１６が移動するにつれて、可動コ
ンタクト１４とパッファシリンダ１２とパッファピスト
ン１５で囲まれたＳＦ６ガス１８が圧縮され、開孔１９
を通ってＳＦ６ガス１８が吹き出して、上記アーク１７
に吹き付けられる。
【０００４】次に動作について説明する。パッファ型ガ
ス遮断器の直流を通電する固定コンタクト１１と可動コ
ンタクト１４を開極すると、交流遮断時と同様に両コン
タクト１１，１４間にアーク１７が発生する。しかしな
がら、直流の場合には、交流と違って周期的に電流零点
をクロスすることがないので、このまま直流アークにＳ
Ｆ６ガスを吹き付けても遮断することは難しい。そこ
で、直流遮断器１に並列に並列リアクトル２と並列コン
デンサ３を接続することで、電流を転流させる一方、ア
ークの電流を共振させて零点に近づけて、パッファピス
トン１５で昇圧されたＳＦ６ガス１８を開孔１９から吹
き出させ、絶縁ノズル１３からアーク１７に吹き付けて
これを消弧させている。
ス遮断器の直流を通電する固定コンタクト１１と可動コ
ンタクト１４を開極すると、交流遮断時と同様に両コン
タクト１１，１４間にアーク１７が発生する。しかしな
がら、直流の場合には、交流と違って周期的に電流零点
をクロスすることがないので、このまま直流アークにＳ
Ｆ６ガスを吹き付けても遮断することは難しい。そこ
で、直流遮断器１に並列に並列リアクトル２と並列コン
デンサ３を接続することで、電流を転流させる一方、ア
ークの電流を共振させて零点に近づけて、パッファピス
トン１５で昇圧されたＳＦ６ガス１８を開孔１９から吹
き出させ、絶縁ノズル１３からアーク１７に吹き付けて
これを消弧させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】自励転流式では、アー
ク電流を拡大振動させて、転流させる並列リアクトルと
並列コンデンサが重要な役割をしているが、直流の遮断
電流値と直流遮断器の性能により、どのような容量の並
列リアクトルと並列コンデンサを設けたら良いのか、ま
たどのような方法で上記容量を設定したら良いか明らか
になっていない。この発明は以上のような問題点を解決
するためになされたもので、適するリアクトル容量と適
する小さいコンデンサ容量で構成される転流回路をもつ
小形の自励転流式直流遮断装置を得ることを目的とする
と共に、適するリアクトル容量と適する小さいコンデン
サ容量の設定方法を提供することを目的とする。
ク電流を拡大振動させて、転流させる並列リアクトルと
並列コンデンサが重要な役割をしているが、直流の遮断
電流値と直流遮断器の性能により、どのような容量の並
列リアクトルと並列コンデンサを設けたら良いのか、ま
たどのような方法で上記容量を設定したら良いか明らか
になっていない。この発明は以上のような問題点を解決
するためになされたもので、適するリアクトル容量と適
する小さいコンデンサ容量で構成される転流回路をもつ
小形の自励転流式直流遮断装置を得ることを目的とする
と共に、適するリアクトル容量と適する小さいコンデン
サ容量の設定方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
わる自励転流式直流遮断装置は、電力系統の直流を通電
遮断する直流遮断器と、この直流遮断器に並列に接続し
並列コンデンサと並列リアクトルを有する転流回路と、
上記並列コンデンサのサージアブソーバとを備える自励
転流式直流遮断装置において、直流の遮断電流値をｉＯ
（A）、上記直流遮断器が遮断できる臨界無次元遮断電
流をＩＣとするとき、並列リアクトル容量Ｌ（μH）を
下記数式（２）を満足する値としたものである。
わる自励転流式直流遮断装置は、電力系統の直流を通電
遮断する直流遮断器と、この直流遮断器に並列に接続し
並列コンデンサと並列リアクトルを有する転流回路と、
上記並列コンデンサのサージアブソーバとを備える自励
転流式直流遮断装置において、直流の遮断電流値をｉＯ
（A）、上記直流遮断器が遮断できる臨界無次元遮断電
流をＩＣとするとき、並列リアクトル容量Ｌ（μH）を
下記数式（２）を満足する値としたものである。
【０００７】（但し、無次元遮断電流Ｉ０は
【数１４】 で定義され、ここでｎは遮断時に発生するアークのエネ
ルギー損失、θはアーク時定数、Ｃは並列コンデンサ容
量である。）
ルギー損失、θはアーク時定数、Ｃは並列コンデンサ容
量である。）
【０００８】
【数１５】
【０００９】この発明の請求項２に係わる自励転流式直
流遮断装置は、並列リアクトル容量Ｌ（μH）を下記数
式（３）を満足する値としたものである。
流遮断装置は、並列リアクトル容量Ｌ（μH）を下記数
式（３）を満足する値としたものである。
【数１６】
【００１０】この発明の請求項３に係わる自励転流式直
流遮断装置は、並列リアクトル容量Ｌ（μH）を下記数
式（４）の値に基づいて設定したものである。
流遮断装置は、並列リアクトル容量Ｌ（μH）を下記数
式（４）の値に基づいて設定したものである。
【数１７】
【００１１】この発明の請求項４に係わる自励転流式直
流遮断装置は、適する並列リアクトル容量Ｌ（μH）に
対して、並列コンデンサ容量Ｃ（μF）を下記数式
（５）を満足する値としたものである。
流遮断装置は、適する並列リアクトル容量Ｌ（μH）に
対して、並列コンデンサ容量Ｃ（μF）を下記数式
（５）を満足する値としたものである。
【数１８】
【００１２】この発明の請求項５に係わる自励転流式直
流遮断装置は、適する並列リアクトル容量Ｌ（μH）に
対して、並列コンデンサ容量Ｃ（μF）を下記数式
（６）を満足する値としたものである。
流遮断装置は、適する並列リアクトル容量Ｌ（μH）に
対して、並列コンデンサ容量Ｃ（μF）を下記数式
（６）を満足する値としたものである。
【数１９】
【００１３】この発明の請求項６に係わる自励転流式直
流遮断装置は、最適な並列リアクトル容量Ｌ（μH）に
対して、並列コンデンサ容量Ｃ（μF）を下記数式
（７）の値以上の値に基づいて設定したものである。
流遮断装置は、最適な並列リアクトル容量Ｌ（μH）に
対して、並列コンデンサ容量Ｃ（μF）を下記数式
（７）の値以上の値に基づいて設定したものである。
【数２０】
【００１４】この発明の請求項７に係わる自励転流式直
流遮断装置は、適する並列リアクトル容量Ｌ（μH）に
対して、適する小さいコンデンサ容量Ｃ（μF）に設定
した転流回路を持ち、直流遮断器が、直流を通電する固
定コンタクトと可動コンタクトと、開極時に両コンタク
ト間に発生するアークにＳＦ６ガスを吹き付けるパッフ
ァピストンと絶縁ノズルとを有するパッファ型ガス遮断
器である。
流遮断装置は、適する並列リアクトル容量Ｌ（μH）に
対して、適する小さいコンデンサ容量Ｃ（μF）に設定
した転流回路を持ち、直流遮断器が、直流を通電する固
定コンタクトと可動コンタクトと、開極時に両コンタク
ト間に発生するアークにＳＦ６ガスを吹き付けるパッフ
ァピストンと絶縁ノズルとを有するパッファ型ガス遮断
器である。
【００１５】この発明の請求項８に係わる自励転流式直
流遮断装置は、直流遮断器を、実質的に同じ能力の遮断
器がｋ個直列に接続された直列体で構成すると共に、直
流の遮断電流値をｉＯ（A）、１個の遮断器が遮断でき
る臨界無次元遮断電流をＩＣとするとき、並列リアクト
ル容量Ｌ（μH）を下記数式（９）を満足する値とし、
並列コンデンサ容量Ｃ（μF）を下記数式（１０）を満
足する値としたものである。
流遮断装置は、直流遮断器を、実質的に同じ能力の遮断
器がｋ個直列に接続された直列体で構成すると共に、直
流の遮断電流値をｉＯ（A）、１個の遮断器が遮断でき
る臨界無次元遮断電流をＩＣとするとき、並列リアクト
ル容量Ｌ（μH）を下記数式（９）を満足する値とし、
並列コンデンサ容量Ｃ（μF）を下記数式（１０）を満
足する値としたものである。
【００１６】（但し、無次元遮断電流Ｉ０は
【数２１】 で定義され、ここでｎSは１個の遮断器の遮断時に発生
するアークのエネルギー損失、θはアーク時定数、Ｃは
並列コンデンサ容量である。）
するアークのエネルギー損失、θはアーク時定数、Ｃは
並列コンデンサ容量である。）
【００１７】
【数２２】
【００１８】この発明の請求項９に係わる自励転流式直
流遮断装置は、並列リアクトル容量Ｌ（μH）を下記数
式（１１）を満足する値とし、並列コンデンサ容量Ｃ
（μF）を下記数式（１２）を満足する値としたもので
ある。
流遮断装置は、並列リアクトル容量Ｌ（μH）を下記数
式（１１）を満足する値とし、並列コンデンサ容量Ｃ
（μF）を下記数式（１２）を満足する値としたもので
ある。
【数２３】
【００１９】この発明の請求項１０に係わる自励転流式
直流遮断装置は、並列リアクトル容量Ｌ（μH）を下記
数式（１３）の値に基づいて設定すると共に、並列コン
デンサ容量Ｃ（μF）を下記数式（１４）の値以上の値
に基づいて設定したものである。
直流遮断装置は、並列リアクトル容量Ｌ（μH）を下記
数式（１３）の値に基づいて設定すると共に、並列コン
デンサ容量Ｃ（μF）を下記数式（１４）の値以上の値
に基づいて設定したものである。
【数２４】
【００２０】また、この発明の請求項１１に係わる自励
転流式直流遮断装置の容量設定方法は、並列コンデンサ
の容量Ｃ（μF）と並列リアクトルの容量Ｌ（μH）を下
記数式（１５）（１６）を用いて、下記数式（１５）
（１６）を満足する領域内の値とするように設定するも
のである。
転流式直流遮断装置の容量設定方法は、並列コンデンサ
の容量Ｃ（μF）と並列リアクトルの容量Ｌ（μH）を下
記数式（１５）（１６）を用いて、下記数式（１５）
（１６）を満足する領域内の値とするように設定するも
のである。
【数２５】
【００２１】（但し、ｉＯは直流の遮断電流値（A）、
ＩＣは直流遮断器が遮断できる臨界無次元遮断電流で、
無次元遮断電流Ｉ０は
ＩＣは直流遮断器が遮断できる臨界無次元遮断電流で、
無次元遮断電流Ｉ０は
【数２６】 で定義され、ここでｎは遮断時に発生するアークのエネ
ルギー損失、θはアーク時定数である。）
ルギー損失、θはアーク時定数である。）
【００２２】
【発明の実施の形態】遮断電流と遮断器の性能により、
どのような容量の並列リアクトルと並列コンデンサを設
けたら良いのか明らかにするため、マイヤーモデルを用
いた理論計算と試験データの比較検討を行った。また、
異なる遮断電流と異なる性能の遮断器に対する一般的事
実を引出すために電圧、電流、抵抗および時間等の状態
量を無次元化して解析した。マイヤーのアークモデル
は、アークを直径一定の均質な円柱状アークとすると共
に、アークのエネルギー損失ｎが一定であるとしてい
て、下記数式（２０）で与えられる。
どのような容量の並列リアクトルと並列コンデンサを設
けたら良いのか明らかにするため、マイヤーモデルを用
いた理論計算と試験データの比較検討を行った。また、
異なる遮断電流と異なる性能の遮断器に対する一般的事
実を引出すために電圧、電流、抵抗および時間等の状態
量を無次元化して解析した。マイヤーのアークモデル
は、アークを直径一定の均質な円柱状アークとすると共
に、アークのエネルギー損失ｎが一定であるとしてい
て、下記数式（２０）で与えられる。
【００２３】
【数２７】 ここで、ｖａ，ｉａ，ｒａ，ｔは、それぞれアーク電
圧，アーク電流，アーク抵杭，時間であり、θはアーク
時定数で、アークコンダクタンスが１／ｅ＝0.37に低下
するのに要する時間である。
圧，アーク電流，アーク抵杭，時間であり、θはアーク
時定数で、アークコンダクタンスが１／ｅ＝0.37に低下
するのに要する時間である。
【００２４】まず、直流の遮断電流ｉ０(A)と遮断器の
性能に対する適するリアクトル容量L(H)と適する小さい
コンデンサ容量C(F)を与えるために次の無次元解析を行
った。アークのエネルギー損失をｎ(W)と、アーク時定
数をθ(sec)とすると、電圧ｖ、電流ｉ、抵抗ｒ、時間
ｔは、それぞれ以下のように無次元化できる。なお、こ
の明細書及び図面において、同符号で小文字と大文字が
あるときは、小文字は有次元の値を、大文字は無次元の
値を示す。
性能に対する適するリアクトル容量L(H)と適する小さい
コンデンサ容量C(F)を与えるために次の無次元解析を行
った。アークのエネルギー損失をｎ(W)と、アーク時定
数をθ(sec)とすると、電圧ｖ、電流ｉ、抵抗ｒ、時間
ｔは、それぞれ以下のように無次元化できる。なお、こ
の明細書及び図面において、同符号で小文字と大文字が
あるときは、小文字は有次元の値を、大文字は無次元の
値を示す。
【数２８】
【００２５】また、直流の遮断電流ｉ０、アーク時定数
θは、それぞれ次のように無次元化できる。
θは、それぞれ次のように無次元化できる。
【数２９】
【００２６】図１に、この直流遮断装置の解析回路を示
す。この回路の基礎方程式は、下記数式（２７）〜（３
１）となる。
す。この回路の基礎方程式は、下記数式（２７）〜（３
１）となる。
【数３０】 ここで、ｉａはアーク電流、 ｉｅは転流電流、ｖｅは
Ｃの端子間電圧、ｒｅはストレイ抵抗である。
Ｃの端子間電圧、ｒｅはストレイ抵抗である。
【００２７】数式（２７）〜（３１）の基礎方程式を、
数式（２１）〜（２４）（２６）の無次元状態量を使っ
て、無次元化すると、下記数式（３２）〜（３６）を得
る。
数式（２１）〜（２４）（２６）の無次元状態量を使っ
て、無次元化すると、下記数式（３２）〜（３６）を得
る。
【数３１】
【００２８】したがって、これらの基礎方程式（３２）
〜（３６）は、次の３つのパラメータΘとＩ０とＲｅに
より決まる。
〜（３６）は、次の３つのパラメータΘとＩ０とＲｅに
より決まる。
【数３２】 また、一般に、回路のストレイ抵抗ｒｅは、小さいので
ｒｅ≒０としてよく、したがって、遮断現象は、無次元
アーク時定数Θと無次元の直流の遮断電流Ｉ０に支配さ
れる。この無次元状態量、数式（３２）〜（３８）を用
いて、遮断解析を行った結果を図２と図３に示す。図２
は、遮断成功時の一例で無次元アーク電圧，アーク電
流，アーク抵抗，転流電流の時間的変化を示す波形図で
ある。図３は、遮断失敗時の一例で無次元アーク電圧，
アーク電流，アーク抵抗，転流電流の時間的変化を示す
波形図である。図２は、マイヤーモデルにより、アーク
電流と転流電流の遮断解析を行ったシミュレーション結
果で、転流回路の並列リアクトルと並列コンデンサおよ
びＳＦ６ガスアークの電圧電流負特性の相互作用によ
り、アーク電圧電流振動が拡大して電流零点を形成する
様子と、転流回路に電流が転流されてアーク電流遮断に
至る過程を示している。
ｒｅ≒０としてよく、したがって、遮断現象は、無次元
アーク時定数Θと無次元の直流の遮断電流Ｉ０に支配さ
れる。この無次元状態量、数式（３２）〜（３８）を用
いて、遮断解析を行った結果を図２と図３に示す。図２
は、遮断成功時の一例で無次元アーク電圧，アーク電
流，アーク抵抗，転流電流の時間的変化を示す波形図で
ある。図３は、遮断失敗時の一例で無次元アーク電圧，
アーク電流，アーク抵抗，転流電流の時間的変化を示す
波形図である。図２は、マイヤーモデルにより、アーク
電流と転流電流の遮断解析を行ったシミュレーション結
果で、転流回路の並列リアクトルと並列コンデンサおよ
びＳＦ６ガスアークの電圧電流負特性の相互作用によ
り、アーク電圧電流振動が拡大して電流零点を形成する
様子と、転流回路に電流が転流されてアーク電流遮断に
至る過程を示している。
【００２９】図２は、無次元の直流の遮断電流Ｉ０＝
１．４、無次元アーク時定数Θ＝０．２の場合の無次元
アーク電圧Ｖａ、アーク電流Ｉａ、アーク抵抗Ｒａ、転
流回路の電流Ｉｅを示したもので、この場合は、アーク
電流Ｉａが零点に達し、遮断に成功した場合である。な
お、図２において、無次元アーク時定数Θ＝０．２のと
きの臨界無次元遮断電流はＩＣ＝２．０であり、すなわ
ち、Ｉ０＝２．０まで遮断でき、このときのｉ０＝3500
Ａ、Ｌ＝400μＨ、Ｃ＝25μＦ、ｎ＝10ＭＷ、θ＝20μ
ｓである。これを見ると、無次元アーク電圧電流は、無
次元アーク時間Ｔが大きくなるとともに振幅が拡大し
て、アーク電流Ｉａが零点に達したときにアーク抵抗Ｒ
ａが大きくなり、遮断が行われていることがわかる。ま
た、転流回路の電流Ｉｅは、アーク電流Ｉａが小さくな
るときに、大きくなっていることがわかる。
１．４、無次元アーク時定数Θ＝０．２の場合の無次元
アーク電圧Ｖａ、アーク電流Ｉａ、アーク抵抗Ｒａ、転
流回路の電流Ｉｅを示したもので、この場合は、アーク
電流Ｉａが零点に達し、遮断に成功した場合である。な
お、図２において、無次元アーク時定数Θ＝０．２のと
きの臨界無次元遮断電流はＩＣ＝２．０であり、すなわ
ち、Ｉ０＝２．０まで遮断でき、このときのｉ０＝3500
Ａ、Ｌ＝400μＨ、Ｃ＝25μＦ、ｎ＝10ＭＷ、θ＝20μ
ｓである。これを見ると、無次元アーク電圧電流は、無
次元アーク時間Ｔが大きくなるとともに振幅が拡大し
て、アーク電流Ｉａが零点に達したときにアーク抵抗Ｒ
ａが大きくなり、遮断が行われていることがわかる。ま
た、転流回路の電流Ｉｅは、アーク電流Ｉａが小さくな
るときに、大きくなっていることがわかる。
【００３０】一方、図３は、無次元の直流の遮断電流Ｉ
０＝１．４、無次元アーク時定数Θ＝０．５の場合の無
次元アーク電圧Ｖａ、アーク電流Ｉａ、アーク抵抗
Ｒａ、転流回路の電流Ｉｅを示したもので、この場合
は、アーク電流Ｉａが零点をクロスしているが振動が継
続していて、遮断に失敗した場合である。なお、図３に
おいて、無次元アーク時定数Θ＝０．５のときの臨界無
次元遮断電流はＩＣ＝１．３であり、すなわち、Ｉ０＝
１．３まで遮断できるが、Ｉ０＝１．４は遮断できな
い。このときのｉ０＝3500Ａ、Ｌ＝400μＨ、Ｃ＝4μ
Ｆ、ｎ＝10ＭＷ、θ＝20μｓである。このように、無次
元アーク時定数の値Θが大きくなると、遮断できる電流
が小さくなる。これを見ると、無次元アーク電圧電流
は、無次元アーク時間Ｔが大きくなるとともに振幅が拡
大して、アーク電流Ｉａが零点を何度もクロスしている
が、アーク抵抗Ｒａが大きくなることができず、遮断が
できないことがわかる。
０＝１．４、無次元アーク時定数Θ＝０．５の場合の無
次元アーク電圧Ｖａ、アーク電流Ｉａ、アーク抵抗
Ｒａ、転流回路の電流Ｉｅを示したもので、この場合
は、アーク電流Ｉａが零点をクロスしているが振動が継
続していて、遮断に失敗した場合である。なお、図３に
おいて、無次元アーク時定数Θ＝０．５のときの臨界無
次元遮断電流はＩＣ＝１．３であり、すなわち、Ｉ０＝
１．３まで遮断できるが、Ｉ０＝１．４は遮断できな
い。このときのｉ０＝3500Ａ、Ｌ＝400μＨ、Ｃ＝4μ
Ｆ、ｎ＝10ＭＷ、θ＝20μｓである。このように、無次
元アーク時定数の値Θが大きくなると、遮断できる電流
が小さくなる。これを見ると、無次元アーク電圧電流
は、無次元アーク時間Ｔが大きくなるとともに振幅が拡
大して、アーク電流Ｉａが零点を何度もクロスしている
が、アーク抵抗Ｒａが大きくなることができず、遮断が
できないことがわかる。
【００３１】また、図４は、５５０ｋＶクラスのある遮
断器Ａの無次元遮断電流Ｉ０の試験データをアーク時間
ｔに対して示したものである。さらにその時のアークの
エネルギー損失ｎとアーク時間ｔとの関係を示したもの
である。この無次元遮断電流の遮断成功データの上限で
かつ、遮断失敗データの下限となる電流値は、Ｉ０＝
１．４となっていて、この値が、遮断器Ａの遮断できる
臨界無次元遮断電流Icとなる。また、この遮断器では、
アーク時間ｔは約１９msecでアークエネルギー損失ｎが
最大となるが、このときに遮断できる電流値が臨界無次
元遮断電流となる。
断器Ａの無次元遮断電流Ｉ０の試験データをアーク時間
ｔに対して示したものである。さらにその時のアークの
エネルギー損失ｎとアーク時間ｔとの関係を示したもの
である。この無次元遮断電流の遮断成功データの上限で
かつ、遮断失敗データの下限となる電流値は、Ｉ０＝
１．４となっていて、この値が、遮断器Ａの遮断できる
臨界無次元遮断電流Icとなる。また、この遮断器では、
アーク時間ｔは約１９msecでアークエネルギー損失ｎが
最大となるが、このときに遮断できる電流値が臨界無次
元遮断電流となる。
【００３２】上記した理論検討から、無次元遮断電流Ｉ
０＝１．４を与える無次元アーク時定数の上限値を求め
ると、Θ＝０．４４となる。試験データから、この無次
元遮断電流Ｉ０＝１．４のときの無次元アーク時定数を
調べると、Θ＞０．４４では遮断できず、Θ＜０．４４
となったときに遮断できている。すなわち、実験と一致
するので、マイヤーモデルを用いた無次元解析により、
異なる性能の遮断器と異なる遮断電流の遮断判定が説明
できることが明らかとなった。また、マイヤーモデルで
は、無次元アーク時定数Θに対する臨界無次元遮断電流
ＩＣを計算できる。そして、図５，図６に示すように、
マイヤーモデルの遮断線は直線になる。即ち、この直線
の下側の電流では、遮断可能、上側の電流では、遮断不
可能となる。一方、試験データでは、遮断点が近づくに
つれて無次元アーク電流Ｉａ（無次元遮断電流Ｉ０に関
係する）と無次元アーク時定数Θは低下し、遮断成功デ
ータでは、必ず同じ点で上記マイヤーモデルの遮断線を
横切っている。この値は、直流遮断器固有の値で、ここ
では臨界無次元遮断電流ＩＣと臨界無次元アーク時定数
Θと定義して性能を示す指標としている。
０＝１．４を与える無次元アーク時定数の上限値を求め
ると、Θ＝０．４４となる。試験データから、この無次
元遮断電流Ｉ０＝１．４のときの無次元アーク時定数を
調べると、Θ＞０．４４では遮断できず、Θ＜０．４４
となったときに遮断できている。すなわち、実験と一致
するので、マイヤーモデルを用いた無次元解析により、
異なる性能の遮断器と異なる遮断電流の遮断判定が説明
できることが明らかとなった。また、マイヤーモデルで
は、無次元アーク時定数Θに対する臨界無次元遮断電流
ＩＣを計算できる。そして、図５，図６に示すように、
マイヤーモデルの遮断線は直線になる。即ち、この直線
の下側の電流では、遮断可能、上側の電流では、遮断不
可能となる。一方、試験データでは、遮断点が近づくに
つれて無次元アーク電流Ｉａ（無次元遮断電流Ｉ０に関
係する）と無次元アーク時定数Θは低下し、遮断成功デ
ータでは、必ず同じ点で上記マイヤーモデルの遮断線を
横切っている。この値は、直流遮断器固有の値で、ここ
では臨界無次元遮断電流ＩＣと臨界無次元アーク時定数
Θと定義して性能を示す指標としている。
【００３３】ここで臨界無次元遮断電流ＩＣ ｛ＩＣ＝
ｉ０／（ｎＣＣ／θＣ）０．５｝を与える有次元のアー
ク時定数をθＣ、アークエネルギー損失ｎＣ（ｎＣは一
般にアークエネルギー損失の最大値）とすると、遮断直
前１／４サイクルのアーク時定数がθＣより小さい場合
は遮断可能で、θＣより大きい場合は遮断ができないこ
とになる。
ｉ０／（ｎＣＣ／θＣ）０．５｝を与える有次元のアー
ク時定数をθＣ、アークエネルギー損失ｎＣ（ｎＣは一
般にアークエネルギー損失の最大値）とすると、遮断直
前１／４サイクルのアーク時定数がθＣより小さい場合
は遮断可能で、θＣより大きい場合は遮断ができないこ
とになる。
【００３４】図５は、５５０ｋＶクラスのある遮断器Ｂ
で、無次元アーク電流Ｉａと無次元アーク時定数Θの相
関を示す図である。このときは臨界無次元遮断電流ＩＣ
＝１．３で、遮断電流ｉ０＝１７５０Ａである。なお、
Ｎｏは試験番号である。図６は、５５０ｋＶクラスの上
記遮断器Ａで、無次元アーク電流Ｉａと無次元アーク時
定数Θの相関を示す図である。このとき臨界無次元遮断
電流ＩＣ＝１．４で、遮断電流ｉ０＝３５００Ａであ
る。なお、Ｎｏは試験番号である。このように、理論検
討から、遮断解析は、遮断器の性能を規定する無次元遮
断電流Ｉ０、そしてその臨界無次元遮断電流ＩＣと、無
次元アーク時定数Θを見つけることが重要である。
で、無次元アーク電流Ｉａと無次元アーク時定数Θの相
関を示す図である。このときは臨界無次元遮断電流ＩＣ
＝１．３で、遮断電流ｉ０＝１７５０Ａである。なお、
Ｎｏは試験番号である。図６は、５５０ｋＶクラスの上
記遮断器Ａで、無次元アーク電流Ｉａと無次元アーク時
定数Θの相関を示す図である。このとき臨界無次元遮断
電流ＩＣ＝１．４で、遮断電流ｉ０＝３５００Ａであ
る。なお、Ｎｏは試験番号である。このように、理論検
討から、遮断解析は、遮断器の性能を規定する無次元遮
断電流Ｉ０、そしてその臨界無次元遮断電流ＩＣと、無
次元アーク時定数Θを見つけることが重要である。
【００３５】次に無次元遮断電流Ｉ０と無次元アーク時
定数Θを下に、適する並列リアクトル容量と適する小さ
い並列コンデンサ容量を求めて見る。図７および図８
は、無次元遮断電流Ｉ０を横軸にとり、無次元アーク時
定数Θに関係するアーク時間を基にして、それぞれ上記
遮断器Ａとある遮断器Ｃに対する並列リアクトルと並列
コンデンサの遮断領域を示す図で、適する並列リアクト
ル容量Ｌと適する小さい並列コンデンサ容量Ｃを異なる
性能の遮断器（無次元遮断電流Ｉ０の臨界無次元遮断電
流Ｉｃ）と異なる遮断電流ｉ０に共通する普遍的相関式
として与えるために、試験データの無次元遮断電流Ｉ０
に対するサージインピーダンス(L/C)０．５（Ω） の定
数倍（ｋ１）と周波数 (1/LC)０．５（１／sec）の定数
倍（ｋ２）の関係を示したものである。ここで、(L/C)
０．５と(1/LC)０．５は、Ｌ，Ｃを特定するために、導
入したものである。また、異なる性能の遮断器（ＩＣ）
と異なる遮断電流ｉ０に共通する普遍的相関式とするた
め、ｋ１とｋ２には、その中にＩＣとｉ０を変数として
入れる必要がある。なお、図中、ｉｒ＝1000（Ａ）であ
り、○，□，◇の中の数字は、試験番号を示す。以下同
様とする。
定数Θを下に、適する並列リアクトル容量と適する小さ
い並列コンデンサ容量を求めて見る。図７および図８
は、無次元遮断電流Ｉ０を横軸にとり、無次元アーク時
定数Θに関係するアーク時間を基にして、それぞれ上記
遮断器Ａとある遮断器Ｃに対する並列リアクトルと並列
コンデンサの遮断領域を示す図で、適する並列リアクト
ル容量Ｌと適する小さい並列コンデンサ容量Ｃを異なる
性能の遮断器（無次元遮断電流Ｉ０の臨界無次元遮断電
流Ｉｃ）と異なる遮断電流ｉ０に共通する普遍的相関式
として与えるために、試験データの無次元遮断電流Ｉ０
に対するサージインピーダンス(L/C)０．５（Ω） の定
数倍（ｋ１）と周波数 (1/LC)０．５（１／sec）の定数
倍（ｋ２）の関係を示したものである。ここで、(L/C)
０．５と(1/LC)０．５は、Ｌ，Ｃを特定するために、導
入したものである。また、異なる性能の遮断器（ＩＣ）
と異なる遮断電流ｉ０に共通する普遍的相関式とするた
め、ｋ１とｋ２には、その中にＩＣとｉ０を変数として
入れる必要がある。なお、図中、ｉｒ＝1000（Ａ）であ
り、○，□，◇の中の数字は、試験番号を示す。以下同
様とする。
【００３６】図７および図８を見ると、総てのアーク時
間が短い遮断成功データ（適する遮断領域）は、横軸の
無次元遮断電流値Ｉ０が、遮断器の臨界無次元遮断電流
Ｉｃ以下で、かつ、縦軸のサージインピーダンス ｋ
１(L/C)０．５ と周波数ｋ２ (1/LC)０．５の値が２．
２〜３．６の間にあることがわかる。ここで、サージイ
ンピーダンス(L/C)０．５ と周波数(1/LC)０．５の定数
倍は、統計処理を施して検討の結果、それぞれ下記数式
（４０），（４１）で与えられることが判った。
間が短い遮断成功データ（適する遮断領域）は、横軸の
無次元遮断電流値Ｉ０が、遮断器の臨界無次元遮断電流
Ｉｃ以下で、かつ、縦軸のサージインピーダンス ｋ
１(L/C)０．５ と周波数ｋ２ (1/LC)０．５の値が２．
２〜３．６の間にあることがわかる。ここで、サージイ
ンピーダンス(L/C)０．５ と周波数(1/LC)０．５の定数
倍は、統計処理を施して検討の結果、それぞれ下記数式
（４０），（４１）で与えられることが判った。
【数３３】 このように、ｋ１とｋ２の中には、変数として、無次元
遮断電流Ｉ０の臨界無次元遮断電流Ｉｃと遮断電流ｉ０
を取り込み普遍的相関を持たせている。
遮断電流Ｉ０の臨界無次元遮断電流Ｉｃと遮断電流ｉ０
を取り込み普遍的相関を持たせている。
【００３７】なお、この明細書において、アーク時間小
は、短い遮断時間の意味であり、図４でアークのエネル
ギー損失ｎが最大のときのアーク時間ｔまでに遮断され
たことを意味している。これはＳＦ６ガスのコンタクト
への吹き付け速度が充分速い領域で遮断されたことを意
味している。またアーク時間大は、図４でアークのエネ
ルギー損失ｎが最大のときのアーク時間ｔを過ぎて遮断
されたことを意味している。これはＳＦ６ガスのコンタ
クトへの吹き付け速度がやや弱くなってきた領域で遮断
されたことを意味している。
は、短い遮断時間の意味であり、図４でアークのエネル
ギー損失ｎが最大のときのアーク時間ｔまでに遮断され
たことを意味している。これはＳＦ６ガスのコンタクト
への吹き付け速度が充分速い領域で遮断されたことを意
味している。またアーク時間大は、図４でアークのエネ
ルギー損失ｎが最大のときのアーク時間ｔを過ぎて遮断
されたことを意味している。これはＳＦ６ガスのコンタ
クトへの吹き付け速度がやや弱くなってきた領域で遮断
されたことを意味している。
【００３８】図９は、アーク時間小の短い遮断時間であ
る適する並列リアクトル容量と、アーク時間小の短い遮
断時間である適する小さい並列コンデンサ容量の領域を
示す図で、図７，図８で明らかとなった サージインピーダンス： ２．２≦ ｋ１(L/C)
０．５ ≦３．６ ーーー（４２） 周波数
： ２．２≦ ｋ２ (1/LC)０．５≦３．６ ーーー
（４３）の両相関を並列リアクトル容量Ｌ（μH）と並
列コンデンサ容量Ｃ（μF）に対して示したものであ
る。この図で、４つの曲線で囲まれた領域が、異なる性
能の遮断器と異なる遮断電流に共通する普遍的な短い遮
断時間である適する遮断領域を与えている。
る適する並列リアクトル容量と、アーク時間小の短い遮
断時間である適する小さい並列コンデンサ容量の領域を
示す図で、図７，図８で明らかとなった サージインピーダンス： ２．２≦ ｋ１(L/C)
０．５ ≦３．６ ーーー（４２） 周波数
： ２．２≦ ｋ２ (1/LC)０．５≦３．６ ーーー
（４３）の両相関を並列リアクトル容量Ｌ（μH）と並
列コンデンサ容量Ｃ（μF）に対して示したものであ
る。この図で、４つの曲線で囲まれた領域が、異なる性
能の遮断器と異なる遮断電流に共通する普遍的な短い遮
断時間である適する遮断領域を与えている。
【００３９】従って、数式（４２）（４３）を用いるこ
とにより、適する並列リアクトル容量と適する小さいコ
ンデンサ容量の設定方法が容易となる。なお、数式（４
２）（４３）は直流電圧によって規制されていないの
で、全直流電圧にわたって適用されるものである。その
ため、遮断器の性能を充分に引き出し、短い遮断時間で
ある適する並列リアクトル容量Ｌ（μH）は、点Ｐ２か
ら点Ｐ３の領域
とにより、適する並列リアクトル容量と適する小さいコ
ンデンサ容量の設定方法が容易となる。なお、数式（４
２）（４３）は直流電圧によって規制されていないの
で、全直流電圧にわたって適用されるものである。その
ため、遮断器の性能を充分に引き出し、短い遮断時間で
ある適する並列リアクトル容量Ｌ（μH）は、点Ｐ２か
ら点Ｐ３の領域
【数３４】 で与えられる。
【００４０】また、点Ｐ２から点Ｐ３の並列リアクトル
容量Ｌ（μH）に対して、短い遮断時間である適する小
さい並列コンデンサ容量Ｃ（μF）は、点Ｐ１からＰ４
の領域
容量Ｌ（μH）に対して、短い遮断時間である適する小
さい並列コンデンサ容量Ｃ（μF）は、点Ｐ１からＰ４
の領域
【数３５】 で与えられる。
【００４１】また、並列リアクトル容量Ｌ（μH）の数
式（４４）で決る適する領域よりより適するより短い遮
断時間である領域は、その中間領域であり、下記数式
（４６）で与えられる。
式（４４）で決る適する領域よりより適するより短い遮
断時間である領域は、その中間領域であり、下記数式
（４６）で与えられる。
【数３６】
【００４２】また、並列コンデンサ容量Ｃ（μF）の数
式（４５）で決る適する小さい値となる領域に比較して
適するより小さい値となる領域は、その下部領域であ
り、下記数式（４７）で与えられる。
式（４５）で決る適する小さい値となる領域に比較して
適するより小さい値となる領域は、その下部領域であ
り、下記数式（４７）で与えられる。
【数３７】
【００４３】また、遮断器の性能を最も充分に引き出
し、最も短い遮断時間である最適並列リアクトル容量Ｌ
（μH）は、点Ｐ１で、その並列リアクトル容量Ｌ（μ
H）は、 Ｌ＝３．１６×10３ＩＣ ５／ｉ０ ０．５ - - - - （４８） として与えられる。また、短い遮断時間である適する最
小形の並列コンデンサ容量Ｃ（μF）は、点Ｐ１で、そ
の並列コンデンサ容量Ｃ（μF）は、 Ｃ＝２．４４ｉ０ １．５／10４ＩＣ ３ - - - - （４９） であり、その値以上の値に基づいて設定される。
し、最も短い遮断時間である最適並列リアクトル容量Ｌ
（μH）は、点Ｐ１で、その並列リアクトル容量Ｌ（μ
H）は、 Ｌ＝３．１６×10３ＩＣ ５／ｉ０ ０．５ - - - - （４８） として与えられる。また、短い遮断時間である適する最
小形の並列コンデンサ容量Ｃ（μF）は、点Ｐ１で、そ
の並列コンデンサ容量Ｃ（μF）は、 Ｃ＝２．４４ｉ０ １．５／10４ＩＣ ３ - - - - （４９） であり、その値以上の値に基づいて設定される。
【００４４】なお、一般的に並列コンデンサ容量Ｃを、
適する一定の値にしておいて、並列リアクタンス容量Ｌ
が、数式（４４）→数式（４６）→数式（４８）を満足
する最適な値になるにつれ、その遮断時間は短くなる。
並列コンデンサ容量Ｃは、小さい値にするほどコストを
安くすることができる。数式（４９）→数式（４７）→
数式（４５）の領域で容量の大きな値を選択すると、並
列リアクタンス容量Ｌの値が領域内で多少変化しても、
遮断時間は短くなる。しかしコストは増加する。また、
数式（４４）（４５）の直流の遮断電流値（Ａ）をｉｏ
＝0〜5ｋＡとするとき、直流遮断器が遮断できる臨界無
次元遮断電流は、通常の遮断器の性能レベルでは、Ｉｃ
＝０．５〜２、望ましいものでは、Ｉｃ＝１．０〜１．
５のところにある。
適する一定の値にしておいて、並列リアクタンス容量Ｌ
が、数式（４４）→数式（４６）→数式（４８）を満足
する最適な値になるにつれ、その遮断時間は短くなる。
並列コンデンサ容量Ｃは、小さい値にするほどコストを
安くすることができる。数式（４９）→数式（４７）→
数式（４５）の領域で容量の大きな値を選択すると、並
列リアクタンス容量Ｌの値が領域内で多少変化しても、
遮断時間は短くなる。しかしコストは増加する。また、
数式（４４）（４５）の直流の遮断電流値（Ａ）をｉｏ
＝0〜5ｋＡとするとき、直流遮断器が遮断できる臨界無
次元遮断電流は、通常の遮断器の性能レベルでは、Ｉｃ
＝０．５〜２、望ましいものでは、Ｉｃ＝１．０〜１．
５のところにある。
【００４５】この発明の自励転流式直流遮断装置は、図
２１において、直流遮断器１、転流回路を構成する上述
で規定した適する容量の並列リアクトル２と、適する小
さい容量の並列コンデンサ３、サージアブソーバ４、電
力系統の直流ライン５で構成される。このように、転流
回路として上述で規定された適する容量の並列リアクト
ル２と、上述で規定された適する小さい容量の並列コン
デンサ３が用いられているので、直流遮断器の性能が充
分に引き出された直流遮断装置が構成され、短い遮断時
間である高い遮断性能が得られる。また並列コンデンサ
容量が小さいので、コンパクトで、コスト低減ができ
る。
２１において、直流遮断器１、転流回路を構成する上述
で規定した適する容量の並列リアクトル２と、適する小
さい容量の並列コンデンサ３、サージアブソーバ４、電
力系統の直流ライン５で構成される。このように、転流
回路として上述で規定された適する容量の並列リアクト
ル２と、上述で規定された適する小さい容量の並列コン
デンサ３が用いられているので、直流遮断器の性能が充
分に引き出された直流遮断装置が構成され、短い遮断時
間である高い遮断性能が得られる。また並列コンデンサ
容量が小さいので、コンパクトで、コスト低減ができ
る。
【００４６】図１０と図１１は、並列リアクトル容量と
並列コンデンサ容量に対する適する遮断領域を示す図
で、図１０は、５５０ｋＶクラスの臨界無次元遮断電流
ＩＣ＝１．４の性能を持つ上記遮断器Ａを用いてｉ０＝
3500Aの直流の遮断電流のときの特性で、図１１は、１
４０ｋＶクラスの臨界無次元遮断電流ＩＣ＝０．７の性
能を持つ上記遮断器Ｃを用いてｉ０＝700A、1000Aの直
流の遮断電流のときの特性で、遮断電流ｉ０および臨界
無次元遮断電流ＩＣに対する並列リアクトルと並列コン
デンサの適する遮断領域と試験データを比較したもので
ある。これらを見ると、アーク時間が短い試験データ
は、いずれも無次元化解析により決まる並列リアクトル
と並列コンデンサの適する遮断領域と一致することがわ
かる。
並列コンデンサ容量に対する適する遮断領域を示す図
で、図１０は、５５０ｋＶクラスの臨界無次元遮断電流
ＩＣ＝１．４の性能を持つ上記遮断器Ａを用いてｉ０＝
3500Aの直流の遮断電流のときの特性で、図１１は、１
４０ｋＶクラスの臨界無次元遮断電流ＩＣ＝０．７の性
能を持つ上記遮断器Ｃを用いてｉ０＝700A、1000Aの直
流の遮断電流のときの特性で、遮断電流ｉ０および臨界
無次元遮断電流ＩＣに対する並列リアクトルと並列コン
デンサの適する遮断領域と試験データを比較したもので
ある。これらを見ると、アーク時間が短い試験データ
は、いずれも無次元化解析により決まる並列リアクトル
と並列コンデンサの適する遮断領域と一致することがわ
かる。
【００４７】図１２と図１３は、最適並列リアクトル容
量と最小並列コンデンサ容量を示す図で、無次元化解析
により、遮断電流ｉ０および臨界無次元遮断電流ＩＣに
対する最適並列リアクトル容量と最小並列コンデンサ容
量を示したものである。これは、図９の点Ｐ１の値を各
遮断電流ｉ０および臨界無次元遮断電流ＩＣに対して示
したものである。これらを見ると、最適並列リアクトル
容量Ｌ（μH）は、遮断電流ｉ０が大きくなるほど、や
や低下する傾向があり、また、臨界無次元遮断電流ＩＣ
が大きくなる（遮断器の性能が良くなる）ほど大きくな
る。一方、最小並列コンデンサ容量Ｃ（μF）は、遮断
電流ｉ０が大きくなるほど、大きくなり、また、臨界無
次元遮断電流ＩＣが大きくなる（遮断器の性能が良くな
る）ほど小さくなる。
量と最小並列コンデンサ容量を示す図で、無次元化解析
により、遮断電流ｉ０および臨界無次元遮断電流ＩＣに
対する最適並列リアクトル容量と最小並列コンデンサ容
量を示したものである。これは、図９の点Ｐ１の値を各
遮断電流ｉ０および臨界無次元遮断電流ＩＣに対して示
したものである。これらを見ると、最適並列リアクトル
容量Ｌ（μH）は、遮断電流ｉ０が大きくなるほど、や
や低下する傾向があり、また、臨界無次元遮断電流ＩＣ
が大きくなる（遮断器の性能が良くなる）ほど大きくな
る。一方、最小並列コンデンサ容量Ｃ（μF）は、遮断
電流ｉ０が大きくなるほど、大きくなり、また、臨界無
次元遮断電流ＩＣが大きくなる（遮断器の性能が良くな
る）ほど小さくなる。
【００４８】図１４と図１５は、臨界無次元遮断電流Ｉ
Ｃ＝０．７の１４０ｋＶクラスの遮断器の遮断電流ｉ０
に対する適する並列リアクトル容量Ｌ（μH）と適する
小さい並列コンデンサ容量Ｃ（μF）の領域を示す図で
ある。図から分るように、臨界無次元遮断電流ＩＣ＝
０．７クラスのパッファ型ガス遮断器を用い、直流の遮
断電流値が１０００Aクラスの場合、この遮断器に転流
回路として接続する並列リアクトル容量は、１０．３〜
２７．５μHより望ましくは、１３．６〜２２．２μH、
最適は１６．８μHで、並列コンデンサ容量は２２．５
〜６０．２μFより望ましくは、２２．５〜４１．４μ
F、最小は２２．５μFとするとよい。なお、パッファ型
ガス遮断器の一般的構成は上述した図２２で示される。
また、臨界無次元遮断電流ＩＣ＝０．７クラスのパッフ
ァ型ガス遮断器を用い、直流の遮断電流値が２０００A
クラスの場合、この遮断器に転流回路として接続する並
列リアクトル容量は、７．３〜１９．５μHより望まし
くは、９．６〜１５．７μH、最適は１１．９μHで、並
列コンデンサ容量は６３．６〜１７０μFより望ましく
は、６３．６〜１１７μF、最小は６３．６μFとすると
よい。なお、「平成６年電気学会電力・エネルギー部門
大会部門誌」No．621第824頁，第825頁に記載されてい
る内容では、１４０ｋＶクラスの遮断器で、遮断電流ｉ
０＝７００Ａに対する適する並列リアクトル容量Ｌ（μ
H）は、Ｌ＝１８０〜３００μＨで、この発明の適する
値とは、大幅に相違していることが判る。
Ｃ＝０．７の１４０ｋＶクラスの遮断器の遮断電流ｉ０
に対する適する並列リアクトル容量Ｌ（μH）と適する
小さい並列コンデンサ容量Ｃ（μF）の領域を示す図で
ある。図から分るように、臨界無次元遮断電流ＩＣ＝
０．７クラスのパッファ型ガス遮断器を用い、直流の遮
断電流値が１０００Aクラスの場合、この遮断器に転流
回路として接続する並列リアクトル容量は、１０．３〜
２７．５μHより望ましくは、１３．６〜２２．２μH、
最適は１６．８μHで、並列コンデンサ容量は２２．５
〜６０．２μFより望ましくは、２２．５〜４１．４μ
F、最小は２２．５μFとするとよい。なお、パッファ型
ガス遮断器の一般的構成は上述した図２２で示される。
また、臨界無次元遮断電流ＩＣ＝０．７クラスのパッフ
ァ型ガス遮断器を用い、直流の遮断電流値が２０００A
クラスの場合、この遮断器に転流回路として接続する並
列リアクトル容量は、７．３〜１９．５μHより望まし
くは、９．６〜１５．７μH、最適は１１．９μHで、並
列コンデンサ容量は６３．６〜１７０μFより望ましく
は、６３．６〜１１７μF、最小は６３．６μFとすると
よい。なお、「平成６年電気学会電力・エネルギー部門
大会部門誌」No．621第824頁，第825頁に記載されてい
る内容では、１４０ｋＶクラスの遮断器で、遮断電流ｉ
０＝７００Ａに対する適する並列リアクトル容量Ｌ（μ
H）は、Ｌ＝１８０〜３００μＨで、この発明の適する
値とは、大幅に相違していることが判る。
【００４９】一方、図１６と図１７は、臨界無次元遮断
電流ＩＣ＝１．４の５５０ｋＶクラスの遮断器の遮断電
流ｉ０に対する適する並列リアクトル容量Ｌ（μH）と
適する小さい並列コンデンサ容量Ｃ（μF）の領域を示
す図である。図から分るように、臨界無次元遮断電流Ｉ
Ｃ＝１．４クラスのパッファ型ガス遮断器を用い、直流
の遮断電流値が２０００Aクラスの場合、この遮断器に
転流回路として接続する並列リアクトル容量は、２３２
〜６２２μHより望ましくは、３０５〜５０１μH、最適
は３８０μHで、並列コンデンサ容量は８．０〜２１．
４μFより望ましくは、８．０〜１４．７μF、最小は
８．０μFとするとよい。また、臨界無次元遮断電流Ｉ
Ｃ＝１．４クラスのパッファ型ガス遮断器を用い、直流
の遮断電流値が３５００Aクラスの場合、この遮断器に
転流回路として接続する並列リアクトル容量は、１７５
〜４７０μHより望ましくは、２３０〜３７９μH、最適
は２８７μHで、並列コンデンサ容量は１８．４〜４
９．２μFより望ましくは、１８．４〜３３．８μF、最
小は１８．４μFとするとよい。
電流ＩＣ＝１．４の５５０ｋＶクラスの遮断器の遮断電
流ｉ０に対する適する並列リアクトル容量Ｌ（μH）と
適する小さい並列コンデンサ容量Ｃ（μF）の領域を示
す図である。図から分るように、臨界無次元遮断電流Ｉ
Ｃ＝１．４クラスのパッファ型ガス遮断器を用い、直流
の遮断電流値が２０００Aクラスの場合、この遮断器に
転流回路として接続する並列リアクトル容量は、２３２
〜６２２μHより望ましくは、３０５〜５０１μH、最適
は３８０μHで、並列コンデンサ容量は８．０〜２１．
４μFより望ましくは、８．０〜１４．７μF、最小は
８．０μFとするとよい。また、臨界無次元遮断電流Ｉ
Ｃ＝１．４クラスのパッファ型ガス遮断器を用い、直流
の遮断電流値が３５００Aクラスの場合、この遮断器に
転流回路として接続する並列リアクトル容量は、１７５
〜４７０μHより望ましくは、２３０〜３７９μH、最適
は２８７μHで、並列コンデンサ容量は１８．４〜４
９．２μFより望ましくは、１８．４〜３３．８μF、最
小は１８．４μFとするとよい。
【００５０】次に、電力系統の大容量化が将来さらに進
展すると、直流遮断器は、その遮断能力を分散化するた
めに、２個以上の遮断器を直列に接続して構成すること
が考えられる。図１８は、この発明の自励転流式直流遮
断装置に係わる構成回路図である。ここでは、直流遮断
器が、直列接続したｋ個の遮断器１ａ，１ｂ，・・・，
１ｋで構成されている直列体になっている。これらの遮
断器１ａ，１ｂ，・・・，１ｋは、それぞれ（１個の遮
断器の平均アークエネルギ−損失ｎSと平均アーク時定
数θで決る）実質的に同じ能力の遮断器である。上記直
列体には、並列リアクトル２と並列コンデンサ３を有す
る転流回路が並列接続されている。転流回路には、並列
コンデンサ３のサージアブソーバ４が並列接続されてい
る。そして、直列接続したｋ個の遮断器は、その各固定
コンタクトと各可動コンタクト間を、それぞれ実質的に
同時に開閉するように動作する。
展すると、直流遮断器は、その遮断能力を分散化するた
めに、２個以上の遮断器を直列に接続して構成すること
が考えられる。図１８は、この発明の自励転流式直流遮
断装置に係わる構成回路図である。ここでは、直流遮断
器が、直列接続したｋ個の遮断器１ａ，１ｂ，・・・，
１ｋで構成されている直列体になっている。これらの遮
断器１ａ，１ｂ，・・・，１ｋは、それぞれ（１個の遮
断器の平均アークエネルギ−損失ｎSと平均アーク時定
数θで決る）実質的に同じ能力の遮断器である。上記直
列体には、並列リアクトル２と並列コンデンサ３を有す
る転流回路が並列接続されている。転流回路には、並列
コンデンサ３のサージアブソーバ４が並列接続されてい
る。そして、直列接続したｋ個の遮断器は、その各固定
コンタクトと各可動コンタクト間を、それぞれ実質的に
同時に開閉するように動作する。
【００５１】図１８のように、直流遮断器を、実質的に
同じ能力の遮断器がｋ個直列に接続された直列体で構成
する場合には、どのような容量の並列リアクトルと並列
コンデンサを設けたら良いかを検討する。この場合は、
アーク時定数がθ，アークエネルギー損失がｋｎSにな
った１個の直流遮断器（１個の直流遮断器のアークエネ
ルギー損失をｎとすると、ｎ＝ｋｎS）として考えるこ
とができるので、１個の直流遮断器の場合の並列コンデ
ンサ容量Ｃ（μF）を、同じ能力の遮断器がｋ個直列に
接続された直列体の場合には、Ｃ／ｋ（μF）とするこ
とで全く同様な関係式が成り立つことになる。
同じ能力の遮断器がｋ個直列に接続された直列体で構成
する場合には、どのような容量の並列リアクトルと並列
コンデンサを設けたら良いかを検討する。この場合は、
アーク時定数がθ，アークエネルギー損失がｋｎSにな
った１個の直流遮断器（１個の直流遮断器のアークエネ
ルギー損失をｎとすると、ｎ＝ｋｎS）として考えるこ
とができるので、１個の直流遮断器の場合の並列コンデ
ンサ容量Ｃ（μF）を、同じ能力の遮断器がｋ個直列に
接続された直列体の場合には、Ｃ／ｋ（μF）とするこ
とで全く同様な関係式が成り立つことになる。
【００５２】すなわち、実質的に同じ能力の遮断器がｋ
個直列に接続された直列体の場合において、適する並列
リアクトル容量と適する小さいコンデンサ容量の設定方
法は、並列リアクトル容量Ｌ（μH）と並列コンデンサ
容量Ｃ（μF）を下記数式（５０）（５１）を用いて設
定すればよい。 ２．２≦ ｋ１(L/ｋC)０．５ ≦３．６ ーーー（５０） ２．２≦ ｋ２ (1/ｋLC)０．５≦３．６ ーーー（５１） ここで、ｋ１，ｋ２はそれぞれ上記数式（４０），（４
１）で与えられる。（但し、ｉＯは直流の遮断電流値
（A）、ＩＣは１個の遮断器が遮断できる臨界無次元遮
断電流で、無次元遮断電流Ｉ０は上記数式（８）で定義
され、ここでｎSは１個の遮断器の遮断時に発生するア
ークのエネルギー損失、θはアーク時定数である。）
個直列に接続された直列体の場合において、適する並列
リアクトル容量と適する小さいコンデンサ容量の設定方
法は、並列リアクトル容量Ｌ（μH）と並列コンデンサ
容量Ｃ（μF）を下記数式（５０）（５１）を用いて設
定すればよい。 ２．２≦ ｋ１(L/ｋC)０．５ ≦３．６ ーーー（５０） ２．２≦ ｋ２ (1/ｋLC)０．５≦３．６ ーーー（５１） ここで、ｋ１，ｋ２はそれぞれ上記数式（４０），（４
１）で与えられる。（但し、ｉＯは直流の遮断電流値
（A）、ＩＣは１個の遮断器が遮断できる臨界無次元遮
断電流で、無次元遮断電流Ｉ０は上記数式（８）で定義
され、ここでｎSは１個の遮断器の遮断時に発生するア
ークのエネルギー損失、θはアーク時定数である。）
【００５３】図１９は、実質的に同じ能力の遮断器がｋ
個直列に接続された直列体の場合において、アーク時間
小の短い遮断時間である適する並列リアクトル容量と、
アーク時間小の短い遮断時間である適する小さい並列コ
ンデンサ容量の領域を示す図で、数式（５０）（５１）
の両相関を並列リアクトル容量Ｌ（μH）と並列コンデ
ンサ容量Ｃ（μF）に対して示したものである。この図
で、４つの曲線で囲まれた領域が、異なる性能の遮断器
と異なる遮断電流に共通する普遍的な短い遮断時間であ
る適する遮断領域を与えている。図２０は、図１９のｋ
１，ｋ２と交点座標Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の値をそれ
ぞれ示す図である。
個直列に接続された直列体の場合において、アーク時間
小の短い遮断時間である適する並列リアクトル容量と、
アーク時間小の短い遮断時間である適する小さい並列コ
ンデンサ容量の領域を示す図で、数式（５０）（５１）
の両相関を並列リアクトル容量Ｌ（μH）と並列コンデ
ンサ容量Ｃ（μF）に対して示したものである。この図
で、４つの曲線で囲まれた領域が、異なる性能の遮断器
と異なる遮断電流に共通する普遍的な短い遮断時間であ
る適する遮断領域を与えている。図２０は、図１９のｋ
１，ｋ２と交点座標Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の値をそれ
ぞれ示す図である。
【００５４】従って、実質的に同じ能力の遮断器がｋ個
直列に接続された直列体の場合において、数式（５０）
（５１）を用いることにより、適する並列リアクトル容
量と適する小さいコンデンサ容量の設定方法が容易とな
る。なお、数式（５０）（５１）は直流電圧によって規
制されていないので、全直流電圧にわたって適用される
ものである。そのため、遮断器の性能を充分に引き出
し、短い遮断時間である適する並列リアクトル容量Ｌ
（μH）は、点Ｐ２から点Ｐ３の領域
直列に接続された直列体の場合において、数式（５０）
（５１）を用いることにより、適する並列リアクトル容
量と適する小さいコンデンサ容量の設定方法が容易とな
る。なお、数式（５０）（５１）は直流電圧によって規
制されていないので、全直流電圧にわたって適用される
ものである。そのため、遮断器の性能を充分に引き出
し、短い遮断時間である適する並列リアクトル容量Ｌ
（μH）は、点Ｐ２から点Ｐ３の領域
【数３８】 で与えられる。
【００５５】また、点Ｐ２から点Ｐ３の並列リアクトル
容量Ｌ（μH）に対して、短い遮断時間である適する小
さい並列コンデンサ容量Ｃ（μF）は、点Ｐ１からＰ４
の領域
容量Ｌ（μH）に対して、短い遮断時間である適する小
さい並列コンデンサ容量Ｃ（μF）は、点Ｐ１からＰ４
の領域
【数３９】 で与えられる。
【００５６】また、並列リアクトル容量Ｌ（μH）の数
式（５２）で決る適する領域よりより適するより短い遮
断時間である領域は、その中間領域であり、下記数式
（５４）で与えられる。
式（５２）で決る適する領域よりより適するより短い遮
断時間である領域は、その中間領域であり、下記数式
（５４）で与えられる。
【数４０】
【００５７】また、並列コンデンサ容量Ｃ（μF）の数
式（５３）で決る適する小さい値となる領域に比較して
適するより小さい値となる領域は、その下部領域であ
り、下記数式（５５）で与えられる。
式（５３）で決る適する小さい値となる領域に比較して
適するより小さい値となる領域は、その下部領域であ
り、下記数式（５５）で与えられる。
【数４１】
【００５８】また、遮断器の性能を最も充分に引き出
し、最も短い遮断時間である最適並列リアクトル容量Ｌ
（μH）は、点Ｐ１で、その並列リアクトル容量Ｌ（μ
H）は、 Ｌ＝３．１６×10３ＩＣ ５／ｉ０ ０．５ - - - - （５６） として与えられる。また、短い遮断時間である適する最
小形の並列コンデンサ容量Ｃ（μF）は、点Ｐ１で、そ
の並列コンデンサ容量Ｃ（μF）は、
し、最も短い遮断時間である最適並列リアクトル容量Ｌ
（μH）は、点Ｐ１で、その並列リアクトル容量Ｌ（μ
H）は、 Ｌ＝３．１６×10３ＩＣ ５／ｉ０ ０．５ - - - - （５６） として与えられる。また、短い遮断時間である適する最
小形の並列コンデンサ容量Ｃ（μF）は、点Ｐ１で、そ
の並列コンデンサ容量Ｃ（μF）は、
【数４２】 であり、その値以上の値に基づいて設定される。
【００５９】このように、実質的に同じ能力の遮断器が
ｋ個直列に接続された直列体の場合においては、１個の
直流遮断器の場合に比べ、並列コンデンサ容量Ｃ（μ
F）は、１／ｋに減少できるが、並列リアクトル容量Ｌ
（μH）は変化しない。
ｋ個直列に接続された直列体の場合においては、１個の
直流遮断器の場合に比べ、並列コンデンサ容量Ｃ（μ
F）は、１／ｋに減少できるが、並列リアクトル容量Ｌ
（μH）は変化しない。
【００６０】また、電力系統の大容量化に対して、直流
遮断器の能力の増加でなく、上述ように実質的に同じ能
力の遮断器がｋ個直列に接続された直列体を用いる場合
には、その１個の遮断器の能力を、その１個の遮断器の
平均アークエネルギー損失ｎSと平均アーク時定数θの
比が数式（５８）となる遮断器とするとよい。
遮断器の能力の増加でなく、上述ように実質的に同じ能
力の遮断器がｋ個直列に接続された直列体を用いる場合
には、その１個の遮断器の能力を、その１個の遮断器の
平均アークエネルギー損失ｎSと平均アーク時定数θの
比が数式（５８）となる遮断器とするとよい。
【数４３】 但し、Ｍは１０6、Ｗはワット、μは１０-6、ｓは秒を
示す。
示す。
【００６１】以上のように、実質的に同じ能力の遮断器
がｋ個直列に接続された直列体を用いる場合には、電力
系統の大容量化に対応できるばかりではなく、適する並
列リアクトル容量に対して、適する小さい並列コンデン
サ容量に設定した転流回路を採用することにより、遮断
器の性能が充分に引き出され、短い遮断時間である高い
遮断性能を得ることができると共に、小形でコスト低減
できる。
がｋ個直列に接続された直列体を用いる場合には、電力
系統の大容量化に対応できるばかりではなく、適する並
列リアクトル容量に対して、適する小さい並列コンデン
サ容量に設定した転流回路を採用することにより、遮断
器の性能が充分に引き出され、短い遮断時間である高い
遮断性能を得ることができると共に、小形でコスト低減
できる。
【００６２】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１にお
ける自励転流式直流遮断装置によれば、適する並列リア
クトル容量に設定した転流回路を持つので、直流遮断器
の性能が充分に引き出され、短い遮断時間である高い遮
断性能を得ることができる。この発明の請求項２におけ
る自励転流式直流遮断装置によれば、より適する並列リ
アクトル容量に設定した転流回路を持つので、直流遮断
器の性能がより一層充分に引き出され、より短い遮断時
間である高い遮断性能を得ることができる。この発明の
請求項３における自励転流式直流遮断装置によれば、最
適な並列リアクトル容量に設定した転流回路を持つの
で、直流遮断器の性能が最大限に引き出され、最も短い
遮断時間である高い遮断性能を得ることができる。
ける自励転流式直流遮断装置によれば、適する並列リア
クトル容量に設定した転流回路を持つので、直流遮断器
の性能が充分に引き出され、短い遮断時間である高い遮
断性能を得ることができる。この発明の請求項２におけ
る自励転流式直流遮断装置によれば、より適する並列リ
アクトル容量に設定した転流回路を持つので、直流遮断
器の性能がより一層充分に引き出され、より短い遮断時
間である高い遮断性能を得ることができる。この発明の
請求項３における自励転流式直流遮断装置によれば、最
適な並列リアクトル容量に設定した転流回路を持つの
で、直流遮断器の性能が最大限に引き出され、最も短い
遮断時間である高い遮断性能を得ることができる。
【００６３】この発明の請求項４における自励転流式直
流遮断装置によれば、適する並列リアクトル容量に対し
て、適する小さい並列コンデンサ容量に設定した転流回
路を持つので、直流遮断器の性能が充分に引き出され、
短い遮断時間である高い遮断性能を得ることができると
共に、小形でコスト低減できる。この発明の請求項５に
おける自励転流式直流遮断装置によれば、適する並列リ
アクトル容量に対して、適するより小さい並列コンデン
サ容量に設定した転流回路を持つので、直流遮断器の性
能が充分に引き出され、短い遮断時間である高い遮断性
能を得ることができると共に、より小形でコスト低減で
きる。この発明の請求項６における自励転流式直流遮断
装置によれば、最適な並列リアクトル容量に対して、適
する最小の並列コンデンサ容量に設定した転流回路を持
つので、直流遮断器の性能が最大限に引き出され、最も
短い遮断時間である高い遮断性能を得ることができると
共に、最小形でコスト低減できる。
流遮断装置によれば、適する並列リアクトル容量に対し
て、適する小さい並列コンデンサ容量に設定した転流回
路を持つので、直流遮断器の性能が充分に引き出され、
短い遮断時間である高い遮断性能を得ることができると
共に、小形でコスト低減できる。この発明の請求項５に
おける自励転流式直流遮断装置によれば、適する並列リ
アクトル容量に対して、適するより小さい並列コンデン
サ容量に設定した転流回路を持つので、直流遮断器の性
能が充分に引き出され、短い遮断時間である高い遮断性
能を得ることができると共に、より小形でコスト低減で
きる。この発明の請求項６における自励転流式直流遮断
装置によれば、最適な並列リアクトル容量に対して、適
する最小の並列コンデンサ容量に設定した転流回路を持
つので、直流遮断器の性能が最大限に引き出され、最も
短い遮断時間である高い遮断性能を得ることができると
共に、最小形でコスト低減できる。
【００６４】この発明の請求項７における自励転流式直
流遮断装置によれば、適する並列リアクトル容量に対し
て、適する小さい並列コンデンサ容量に設定した転流回
路を持ち、直流遮断器がパッファ型ガス遮断器であるの
で、信頼性があり、直流遮断器の性能が充分に引き出さ
れ、短い遮断時間である高い遮断性能を得ることができ
ると共に、小形でコスト低減できる。
流遮断装置によれば、適する並列リアクトル容量に対し
て、適する小さい並列コンデンサ容量に設定した転流回
路を持ち、直流遮断器がパッファ型ガス遮断器であるの
で、信頼性があり、直流遮断器の性能が充分に引き出さ
れ、短い遮断時間である高い遮断性能を得ることができ
ると共に、小形でコスト低減できる。
【００６５】この発明の請求項８における自励転流式直
流遮断装置によれば、実質的に同じ能力の遮断器がｋ個
直列に接続された直列体を用いているので、電力系統の
大容量化に対応できるばかりではなく、適する並列リア
クトル容量に対して、適する小さい並列コンデンサ容量
に設定した転流回路を採用することにより、遮断器の性
能が充分に引き出され、短い遮断時間である高い遮断性
能を得ることができると共に、小形でコスト低減でき
る。
流遮断装置によれば、実質的に同じ能力の遮断器がｋ個
直列に接続された直列体を用いているので、電力系統の
大容量化に対応できるばかりではなく、適する並列リア
クトル容量に対して、適する小さい並列コンデンサ容量
に設定した転流回路を採用することにより、遮断器の性
能が充分に引き出され、短い遮断時間である高い遮断性
能を得ることができると共に、小形でコスト低減でき
る。
【００６６】この発明の請求項９における自励転流式直
流遮断装置によれば、実質的に同じ能力の遮断器がｋ個
直列に接続された直列体を用いているので、電力系統の
大容量化に対応できるばかりではなく、より適する並列
リアクトル容量に対して、適するより小さい並列コンデ
ンサ容量に設定した転流回路を持つので、直流遮断器の
性能がより一層充分に引き出され、より短い遮断時間で
ある高い遮断性能を得ることができると共に、より小形
でコスト低減できる。
流遮断装置によれば、実質的に同じ能力の遮断器がｋ個
直列に接続された直列体を用いているので、電力系統の
大容量化に対応できるばかりではなく、より適する並列
リアクトル容量に対して、適するより小さい並列コンデ
ンサ容量に設定した転流回路を持つので、直流遮断器の
性能がより一層充分に引き出され、より短い遮断時間で
ある高い遮断性能を得ることができると共に、より小形
でコスト低減できる。
【００６７】この発明の請求項１０における自励転流式
直流遮断装置によれば、実質的に同じ能力の遮断器がｋ
個直列に接続された直列体を用いているので、電力系統
の大容量化に対応できるばかりではなく、最適な並列リ
アクトル容量に対して、適する最小の並列コンデンサ容
量に設定した転流回路を持つので、直流遮断器の性能が
最大限に引き出され、最も短い遮断時間である高い遮断
性能を得ることができると共に、最小形でコスト低減で
きる。
直流遮断装置によれば、実質的に同じ能力の遮断器がｋ
個直列に接続された直列体を用いているので、電力系統
の大容量化に対応できるばかりではなく、最適な並列リ
アクトル容量に対して、適する最小の並列コンデンサ容
量に設定した転流回路を持つので、直流遮断器の性能が
最大限に引き出され、最も短い遮断時間である高い遮断
性能を得ることができると共に、最小形でコスト低減で
きる。
【００６８】また、この発明の請求項１１における自励
転流式直流遮断装置の容量設定方法によれば、並列コン
デンサの容量Ｃと並列リアクトルの容量Ｌを上記数式
（１５）（１６）を用いて設定するので、適する並列リ
アクトル容量と適する小さいコンデンサ容量の設定方法
が容易である。
転流式直流遮断装置の容量設定方法によれば、並列コン
デンサの容量Ｃと並列リアクトルの容量Ｌを上記数式
（１５）（１６）を用いて設定するので、適する並列リ
アクトル容量と適する小さいコンデンサ容量の設定方法
が容易である。
【図１】 自励転流式直流遮断装置のこの発明に係わる
解析回路図である。
解析回路図である。
【図２】 遮断成功時の一例で無次元アーク電圧，アー
ク電流，アーク抵杭，転流電流の時間的変化を示す波形
図である。
ク電流，アーク抵杭，転流電流の時間的変化を示す波形
図である。
【図３】 遮断失敗時の一例で無次元アーク電圧，アー
ク電流，アーク抵杭，転流電流の時間的変化を示す波形
図である。
ク電流，アーク抵杭，転流電流の時間的変化を示す波形
図である。
【図４】 遮断器Ａの無次元遮断電流Ｉ０をアーク時間
ｔに対して示すと共に、その時のアークのエネルギー損
失ｎとアーク時間ｔとの関係を示す図である。
ｔに対して示すと共に、その時のアークのエネルギー損
失ｎとアーク時間ｔとの関係を示す図である。
【図５】 遮断器Ｂの無次元アーク電流Ｉａと無次元ア
ーク時定数Θの相関を示す図である。
ーク時定数Θの相関を示す図である。
【図６】 遮断器Ａの無次元アーク電流Ｉａと無次元ア
ーク時定数Θの相関を示す図である。
ーク時定数Θの相関を示す図である。
【図７】 無次元遮断電流Ｉ０を横軸にとり、アーク時
間を基にして、遮断器Ａに対する並列リアクトルと並列
コンデンサの遮断領域を示す図である。
間を基にして、遮断器Ａに対する並列リアクトルと並列
コンデンサの遮断領域を示す図である。
【図８】 無次元遮断電流Ｉ０を横軸にとり、アーク時
間を基にして、遮断器Ｃに対する並列リアクトルと並列
コンデンサの遮断領域を示す図である。
間を基にして、遮断器Ｃに対する並列リアクトルと並列
コンデンサの遮断領域を示す図である。
【図９】 この発明の遮断に適する並列リアクトル容量
と適する小さい並列コンデンサ容量の領域を示す図であ
る。
と適する小さい並列コンデンサ容量の領域を示す図であ
る。
【図１０】 遮断器Ａにおける並列リアクトル容量と並
列コンデンサ容量に対する適する遮断領域を示す図であ
る。
列コンデンサ容量に対する適する遮断領域を示す図であ
る。
【図１１】 遮断器Ｃにおける並列リアクトル容量と並
列コンデンサ容量に対する適する遮断領域を示す図であ
る。
列コンデンサ容量に対する適する遮断領域を示す図であ
る。
【図１２】 この発明の最適並列リアクトル容量を示す
図である。
図である。
【図１３】 この発明の最小並列コンデンサ容量を示す
図である。
図である。
【図１４】 この発明の遮断器の遮断電流ｉ０に対する
適する並列リアクトル容量Ｌ（μH）の領域を示す図で
ある。
適する並列リアクトル容量Ｌ（μH）の領域を示す図で
ある。
【図１５】 この発明の遮断器の遮断電流ｉ０に対する
適する小さい並列コンデンサ容量Ｃ（μF）の領域を示
す図である。
適する小さい並列コンデンサ容量Ｃ（μF）の領域を示
す図である。
【図１６】 この発明の遮断電流ｉ０に対する適する並
列リアクトル容量Ｌ（μH）の領域を示す図である。
列リアクトル容量Ｌ（μH）の領域を示す図である。
【図１７】 この発明の遮断電流ｉ０に対する適する小
さい並列コンデンサ容量Ｃ（μF）の領域を示す図であ
る。
さい並列コンデンサ容量Ｃ（μF）の領域を示す図であ
る。
【図１８】 ｋ個の遮断器が直列接続されたときのこの
発明の自励転流式直流遮断装置に係わる構成回路図であ
る。
発明の自励転流式直流遮断装置に係わる構成回路図であ
る。
【図１９】 ｋ個の遮断器が直列接続されたときのこの
発明の遮断に適する並列リアクトル容量と適する小さい
並列コンデンサ容量の領域を示す図である。
発明の遮断に適する並列リアクトル容量と適する小さい
並列コンデンサ容量の領域を示す図である。
【図２０】 図１９のｋ１，ｋ２と交点座標Ｐ１，Ｐ
２，Ｐ３，Ｐ４の値をそれぞれ示す図である。
２，Ｐ３，Ｐ４の値をそれぞれ示す図である。
【図２１】 一般的な自励転流式直流遮断装置を示す構
成回路図である。
成回路図である。
【図２２】 一般的なパッファ型ガス遮断器を示す断面
図である。
図である。
１ 直流遮断器 ２ 並列リア
クトル ３ 並列コンデンサ ４ サージア
ブソーバ ５ 直流ライン １１ 固定コンタクト １２ パッフ
ァシリンダ １３ 絶縁ノズル １４ 可動コ
ンタクト １５ パッファピストン １６ ピスト
ンロッド １７ アーク １８ ガス １９ 開孔
クトル ３ 並列コンデンサ ４ サージア
ブソーバ ５ 直流ライン １１ 固定コンタクト １２ パッフ
ァシリンダ １３ 絶縁ノズル １４ 可動コ
ンタクト １５ パッファピストン １６ ピスト
ンロッド １７ アーク １８ ガス １９ 開孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 弘基 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 森山 貴旨 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 亀井 健次 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 浜野 末信 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 新田 悦雄 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 竹治 直昭 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 山地 幸司 香川県高松市丸の内２番５号 四国電力株 式会社内 (72)発明者 畑野 雅幸 東京都中央区銀座六丁目15番１号 電源開 発株式会社内
Claims (11)
- 【請求項１】 電力系統の直流を通電遮断する直流遮断
器と、この直流遮断器に並列に接続し並列コンデンサと
並列リアクトルを有する転流回路と、上記並列コンデン
サのサージアブソーバとを備える自励転流式直流遮断装
置において、直流の遮断電流値をｉＯ（A）、上記直流
遮断器が遮断できる臨界無次元遮断電流をＩＣとすると
き、並列リアクトル容量Ｌ（μH）を下記数式（２）を
満足する値としたことを特徴とする自励転流式直流遮断
装置。（但し、無次元遮断電流Ｉ０は 【数１】 で定義され、ここでｎは遮断時に発生するアークのエネ
ルギー損失、θはアーク時定数、Ｃは並列コンデンサ容
量である。） 【数２】 - 【請求項２】 並列リアクトル容量Ｌ（μH）を下記数
式（３）を満足する値としたことを特徴とする請求項１
記載の自励転流式直流遮断装置。 【数３】 - 【請求項３】 並列リアクトル容量Ｌ（μH）を下記数
式（４）の値に基づいて設定したことを特徴とする請求
項１又は請求項２記載の自励転流式直流遮断装置。 【数４】 - 【請求項４】 並列リアクトル容量Ｌ（μH）に対し
て、並列コンデンサ容量Ｃ（μF）を下記数式（５）を
満足する値としたことを特徴とする請求項１〜３のいず
れか１項に記載の自励転流式直流遮断装置。 【数５】 - 【請求項５】 並列コンデンサ容量Ｃ（μF）を下記数
式（６）を満足する値としたことを特徴とする請求項４
に記載の自励転流式直流遮断装置。 【数６】 - 【請求項６】 並列コンデンサ容量Ｃ（μF）を下記数
式（７）の値以上の値に基づいて設定したことを特徴と
する請求項３に記載の自励転流式直流遮断装置。 【数７】 - 【請求項７】 直流遮断器は、直流を通電する固定コン
タクトと可動コンタクトと、開極時に両コンタクト間に
発生するアークにＳＦ６ガスを吹き付けるパッファピス
トンと絶縁ノズルとを有するパッファ型ガス遮断器であ
る請求項１〜６のいずれか１項に記載の自励転流式直流
遮断装置。 - 【請求項８】 電力系統の直流を通電遮断する直流遮断
器と、この直流遮断器に並列に接続し並列コンデンサと
並列リアクトルを有する転流回路と、上記並列コンデン
サのサージアブソーバとを備える自励転流式直流遮断装
置において、上記直流遮断器を、実質的に同じ能力の遮
断器がｋ個直列に接続された直列体で構成すると共に、
直流の遮断電流値をｉＯ（A）、１個の遮断器が遮断で
きる臨界無次元遮断電流をＩＣとするとき、並列リアク
トル容量Ｌ（μH）を下記数式（９）を満足する値と
し、並列コンデンサ容量Ｃ（μF）を下記数式（１０）
を満足する値としたことを特徴とする自励転流式直流遮
断装置。（但し、無次元遮断電流Ｉ０は 【数８】 で定義され、ここでｎSは１個の遮断器の遮断時に発生
するアークのエネルギー損失、θはアーク時定数、Ｃは
並列コンデンサ容量である。） 【数９】 - 【請求項９】 並列リアクトル容量Ｌ（μH）を下記数
式（１１）を満足する値とし、並列コンデンサ容量Ｃ
（μF）を下記数式（１２）を満足する値としたことを
特徴とする請求項８記載の自励転流式直流遮断装置。 【数１０】 - 【請求項１０】 並列リアクトル容量Ｌ（μH）を下記
数式（１３）の値に基づいて設定すると共に、並列コン
デンサ容量Ｃ（μF）を下記数式（１４）の値以上の値
に基づいて設定したことを特徴とする請求項８記載の自
励転流式直流遮断装置。 【数１１】 - 【請求項１１】 電力系統の直流を通電遮断する直流遮
断器と、この直流遮断器に並列に接続し並列コンデンサ
と並列リアクトルを有する転流回路と、上記並列コンデ
ンサのサージアブソーバとを備える自励転流式直流遮断
装置の容量設定方法において、上記並列コンデンサの容
量Ｃ（μF）と並列リアクトルの容量Ｌ（μH）を下記数
式（１５）（１６）を用いて、下記数式（１５）（１
６）を満足する領域内の値とするように設定する自励転
流式直流遮断装置の容量設定方法。 【数１２】 （但し、ｉＯは直流の遮断電流値（A）、ＩＣは上記直
流遮断器が遮断できる臨界無次元遮断電流で、無次元遮
断電流Ｉ０は 【数１３】 で定義され、ここでｎは遮断時に発生するアークのエネ
ルギー損失、θはアーク時定数である。）
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24786195A JP3501886B2 (ja) | 1995-04-28 | 1995-09-26 | 自励転流式直流遮断装置及びその容量設定方法 |
| US08/634,232 US5668691A (en) | 1995-04-28 | 1996-04-18 | Arrangement for gas circuit breaker with reactor and capacitor connected in series and method for setting its circuit parameter |
| DE69619152T DE69619152T2 (de) | 1995-04-28 | 1996-04-26 | Druckgas-Leistungsschalter mit in Reihe geschaltete Induktivität und Kapazität und Verfahren zur Einstellung von Schaltungsparameter |
| EP96106694A EP0740320B1 (en) | 1995-04-28 | 1996-04-26 | Apparatus for gas circuit breaker with reactor and capacitor connected in series and method for setting its circuit parameter |
Applications Claiming Priority (3)
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| JP12931795 | 1995-04-28 | ||
| JP7-129317 | 1995-04-28 | ||
| JP24786195A JP3501886B2 (ja) | 1995-04-28 | 1995-09-26 | 自励転流式直流遮断装置及びその容量設定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0917293A true JPH0917293A (ja) | 1997-01-17 |
| JP3501886B2 JP3501886B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=26464746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24786195A Expired - Fee Related JP3501886B2 (ja) | 1995-04-28 | 1995-09-26 | 自励転流式直流遮断装置及びその容量設定方法 |
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| US (1) | US5668691A (ja) |
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| JP (1) | JP3501886B2 (ja) |
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| CN104779600A (zh) * | 2015-05-07 | 2015-07-15 | 国家电网公司 | 采用一种干式空心并联电抗器组合式过电压保护电路实现的过电压保护方法 |
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| JPS5968128A (ja) * | 1982-10-13 | 1984-04-18 | 株式会社日立製作所 | 直流しや断器 |
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-
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-
1996
- 1996-04-18 US US08/634,232 patent/US5668691A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-26 DE DE69619152T patent/DE69619152T2/de not_active Revoked
- 1996-04-26 EP EP96106694A patent/EP0740320B1/en not_active Revoked
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|---|---|
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| EP0740320B1 (en) | 2002-02-13 |
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