JPH0950743A - 直流遮断装置 - Google Patents

直流遮断装置

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JPH0950743A
JPH0950743A JP7202156A JP20215695A JPH0950743A JP H0950743 A JPH0950743 A JP H0950743A JP 7202156 A JP7202156 A JP 7202156A JP 20215695 A JP20215695 A JP 20215695A JP H0950743 A JPH0950743 A JP H0950743A
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circuit
current
breaker
capacity
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JP7202156A
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English (en)
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Hiromoto Ito
弘基 伊藤
Takashi Moriyama
貴旨 森山
Kenji Kamei
健次 亀井
Suenobu Hamano
末信 浜野
Etsuo Nitta
悦雄 新田
Kazuhiko Arai
和彦 新井
Naoaki Takeji
直昭 竹治
Koji Takahata
浩二 高畑
Masayuki Hatano
雅幸 畑野
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Electric Power Development Co Ltd
Kansai Electric Power Co Inc
Shikoku Electric Power Co Inc
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Electric Power Development Co Ltd
Kansai Electric Power Co Inc
Shikoku Electric Power Co Inc
Mitsubishi Electric Corp
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
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    • H01H33/14—Multiple main contacts for the purpose of dividing the current through, or potential drop along, the arc
    • H01H33/143—Multiple main contacts for the purpose of dividing the current through, or potential drop along, the arc of different construction or type

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力系統の直流を通電する機能および地絡や
短絡等の異常時に電力系統の直流を遮断する機能を有
し、その転流回路のコンデンサの容量をできるだけ小さ
くする一方、アーク電圧に急激な変化を与えることで、
すみやかにアーク電流を拡大振動させて、短いアーク時
間で直流を遮断できる直流遮断装置を得る。 【解決手段】 電力系統の直流を通電遮断する直流遮断
器（１）と、この直流遮断器（１）に直列に接続され、
直流遮断器（１）より小型の直流遮断器（６）と、直列
接続の直流遮断器（１）および小型の直流遮断器（６）
に並列に接続され、リアクトル（３Ａ）とコンデンサ
（４Ａ）からなる転流回路と、コンデンサのサージアブ
ソーバ（５）とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、直流遮断装置に
関し、特に、電力系統の直流を通電する機能および地絡
や短絡等の異常時に電力系統の直流を遮断する機能を備
えた直流遮断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８は、例えば「平成６年電気学会電力
・エネルギー部門大会部門誌」に示された従来の自励転
流方式の直流遮断装置を模式的に示す構成図である。図
において、１は電力系統の直流ライン２に配設された直
流遮断器、３は直流遮断器１に並列に設けられたリアク
トル、４は直流遮断器１に並列に設けられたコンデンサ
であって、これらリアクトル３とコンデンサ４は相互に
直列接続されて転流回路を構成する。５は転流回路を構
成する直列接続のリアクトル３とコンデンサ４に並列に
接続され、コンデンサ４の過電圧を吸収するためのサー
ジアブソーバである。
【０００３】図９は従来の自励転流方式の直流遮断装置
の構造を示す断面図である。ここでは、直流遮断器１と
してパッファ型ガス遮断器を使用する場合を示してい
る。直流遮断器１は直流を通電する固定コンタクト１１
と可動コンタクト１２を有する。リアクトル３の一端が
固定コンタクト１１に接続され、その他端がコンデンサ
４の一端に接続され、さらに、コンデンサ４の他端が可
動コンタクト１２に接続されている。可動コンタクト１
２には、パッフアシリンダ１３と共に絶縁ノズル１４が
固定されている。可動コンタクト１２には、ピストンロ
ッド１５が直結され、このピストンロッド１５は操作機
構１６によって引き出し押し出し移動されるようになさ
れている。１７は固定されたパッフアピストン、１８は
開孔であって、可動コンタクト１２とパッフアシリンダ
１３とパッフアピストン１７で囲まれた内部のＳＦ6ガ
スが昇圧されたとき噴出し、アーク１９に吹く付けられ
る。２０は固定コンタクト１１に接続された固定側引出
し導体、２１は可動コンタクト１２に接続された可動側
引出し導体である。
【０００４】図１０は図９で使用されている直流遮断器
１の一例であるパッフア型ガス遮断器を拡大して示す断
面図である。図において、図９と対応する部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。２２は可動コンタク
ト１２とパッフアシリンダ１３とパッフアピストン１７
で囲まれたＳＦ6ガスである。この直流遮断器１は開極
時に固定コンタクト１１と固定されたパッフアピストン
１７に対して、可動コンタクト１２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および１２
間にアーク１９が発生する。このとき、ピストンロッド
１５が移動するにつれてＳＦ6ガスが圧縮され、開孔１
８を通ってＳＦ6ガスが吹き出して、アーク１９に吹き
付けられるようになされている。
【０００５】次に、動作について説明する。いま、操作
機構１６によってピストンロッド１５を引き出すと、固
定コンタクト１１と可動コンタクト１２が開極し、両コ
ンタクト間にアーク１９が発生する。すると、パッフア
シリンダ１３内のＳＦ6ガス２２は、パッフアピストン
１７で昇圧され、開孔１８より噴出し、アーク１９に吹
き付けられる。しかしながら、直流の場合、交流の場合
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ＳＦ6ガス２２を吹き付け
ても遮断することは難しい。
【０００６】そこで、上述のごとく直流遮断器１に並列
にリアクトル３とコンデンサ４の直列回路を転流回路と
して接続することで、この転流回路に電流を転流させる
一方、転流回路とＳＦ6アークの電圧電流負特性との相
互作用により、アーク電圧電流振動を拡大させて電流零
点を形成して、パッフアピストン１７で昇圧されたＳＦ
6ガス２２を開孔１８から噴出させ、絶縁ノズル１４か
らアーク１９に吹き付けてこれを消弧させる。この直流
遮断器１の遮断できる限界の電流は、リアクトル３とコ
ンデンサ４の容量に依存する。すなわち、いま、直流遮
断器１の遮断できる電流をｉ0、リアクトル３の容量を
Ｌ1、コンデンサ４の静電容量をＣ1とすると、図１１
（ａ）に示すように、ｉ0∝√Ｃ1の関係にあり、静電容
量Ｃ1が大きくなるほど遮断できる電流ｉ0が増加する。
また、リアクトル３の場合、図１１（ｂ）に示すよう
に、遮断できる電流ｉ0が最も大きくなるリアクトル３
の最適容量Ｌ1Pが存在する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】一般に自励転流方式の
直流遮断装置では、アーク電流を拡大振動させて、転流
させるための直流遮断器に対して並列のリアクトルとコ
ンデンサが重要な役割をしているが、上述のような従来
装置の場合、使用されている転流回路のコンデンサの容
量が大きく、このため装置の構造が大型となり、コスト
的にも高価になる等の問題点があった。また、従来装置
の場合、すみやかにアーク電流を拡大振動させて短いア
ーク時間で遮断できない等の問題点があった。
【０００８】この発明は、上述のような問題点を解決す
るためになされたもので、転流回路に使用される並列の
コンデンサの容量をできるだけ小さくする一方、アーク
電圧に急激な変化を与えることで、すみやかにアーク電
流を拡大振動させて、短いアーク時間で直流を遮断でき
る構造が小型でコスト的にも安価な直流遮断装置を得る
ことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る直
流遮断装置は、電力系統の直流を通電遮断する主直流遮
断器と、この主直流遮断器に直列に少なくとも１個接続
され、主直流遮断器より小型の直流遮断器と、主直流遮
断器および小型の直流遮断器の直列回路に並列に接続さ
れ、リアクトルとコンデンサからなる転流回路と、コン
デンサのサージアブソーバとを備えたものである。
【００１０】請求項２の発明に係る直流遮断装置は、請
求項１の発明において、小型の直流遮断器が単一の直流
遮断器からなるものである。
【００１１】請求項３の発明に係る直流遮断装置は、請
求項１の発明において、小型の直流遮断器が第１の直流
遮断器と第２の直流遮断器とからなるものである。
【００１２】請求項４の発明に係る直流遮断装置は、電
力系統の直流を通電遮断する主直流遮断器と、この主直
流遮断器に直列に少なくとも１個接続され、主直流遮断
器より小型の直流遮断器と、主直流遮断器および小型の
直流遮断器にそれぞれ並列に接続され、リアクトルとコ
ンデンサからなる転流回路と、コンデンサのサージアブ
ソーバとを備えたものである。
【００１３】請求項５の発明に係る直流遮断装置は、請
求項４の発明において、小型の直流遮断器が転流回路お
よびサージアブソーバの並列接続された単一の直流遮断
器からなるものである。
【００１４】請求項６の発明に係る直流遮断装置は、請
求項４の発明において、小型の直流遮断器が記転流回路
および上記サージアブソーバのそれぞれ並列接続された
第１および第２の直流遮断器からなるものである。
【００１５】請求項７の発明に係る直流遮断装置は、請
求項４〜６の発明において、転流回路の内、少なくとも
主直流遮断器に並列の転流回路に並列接続された補助コ
ンデンサを有するものである。
【００１６】請求項８の発明に係る直流遮断装置は、請
求項１、２、４または５の発明において、小型の直流遮
断器の容量は、主直流遮断器の容量に対して１／２〜１
／１０であるものである。
【００１７】請求項９の発明に係る直流遮断装置は、請
求項３または５の発明において、第２の直流遮断器の容
量は、第１の直流遮断器の容量に対して１／２〜１／１
０であるものである。
【００１８】請求項１０の発明に係る直流遮断装置は、
請求項７の発明において、補助コンデンサの容量は、コ
ンデンサの容量に対して１／２〜１／１０であるもので
ある。
【００１９】
【作用】請求項１の発明においては、主直流遮断器にこ
れより小容量の小型の直流遮断器を少なくとも１個直列
接続することにより、短いアーク時間で直流を遮断で
き、以て、遮断器のストロークを短くかつ転流回路の容
量も小さくでき、構造の小型化、コストの低廉化を図る
ことができる。
【００２０】請求項２の発明においては、主直流遮断器
にこれより小容量の小型の直流遮断器を１個直列接続す
ることにより、短いアーク時間で直流を遮断でき、以
て、遮断器のストロークを短くかつ転流回路の容量も小
さくでき、構造の小型化、コストの低廉化を図ることが
できる。
【００２１】請求項３の発明においては、主直流遮断器
にこれより小容量の小型の直流遮断器を２個直列接続す
ることにより、短いアーク時間で直流を遮断でき、以
て、より遮断器のストロークを短くかつ転流回路の容量
も小さくでき、構造の小型化、コストの低廉化を図るこ
とができる。
【００２２】請求項４の発明においては、主直流遮断器
にこれより小容量のしかも並列の転流回路を有する小型
の直流遮断器を少なくとも１個直列接続することによ
り、短いアーク時間で直流を遮断でき、以て、遮断器の
ストロークを短くかつ転流回路の容量も小さくでき、構
造の小型化、コストの低廉化を図ることができる。
【００２３】請求項５の発明においては、主直流遮断器
にこれより小容量のしかも並列の転流回路を有する小型
の直流遮断器を１個直列接続することにより、短いアー
ク時間で直流を遮断でき、以て、遮断器のストロークを
短くかつ転流回路の容量も小さくでき、構造の小型化、
コストの低廉化を図ることができる。
【００２４】請求項６の発明においては、主直流遮断器
にこれより小容量のしかも並列の転流回路を有する小型
の直流遮断器を２個直列接続することにより、短いアー
ク時間で直流を遮断でき、以て、より遮断器のストロー
クを短くかつ転流回路の容量も小さくでき、構造の小型
化、コストの低廉化を図ることができる。
【００２５】請求項７の発明においては、少なくとも主
直流遮断器の転流回路に並列に補助コンデンサを設ける
ことにより、短いアーク時間で直流を遮断でき、以て、
遮断器のストロークを短くかつ転流回路の容量も小さく
でき、構造の小型化、コストの低廉化を図ることができ
る。
【００２６】請求項８の発明においては、小型の直流遮
断器の容量を、主直流遮断器の容量に対して１／２〜１
／１０としたので、確実に短いアーク時間で直流を遮断
でき、以て、遮断器の構造の小型化、コストの低廉化を
図ることができる。
【００２７】請求項９の発明においては、第２の直流遮
断器の容量を第１の直流遮断器の容量に対して１／２〜
１／１０としたので、より確実に短いアーク時間で直流
を遮断でき、以て、遮断器の構造の小型化、コストの低
廉化を図ることができる。
【００２８】請求項１０の発明においては、補助コンデ
ンサの容量を、コンデンサの容量に対して１／２〜１／
１０としたので、より確実に短いアーク時間で直流を遮
断でき、以て、遮断器の構造の小型化、コストの低廉化
を図ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．以下、この発明の一実施の形態を図につ
いて説明する。図１は、この発明の一実施の形態を示す
構成図である。図において、図８と対応する部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。図において、３Ａ
は主直流遮断器としての直流遮断器１に並列に設けられ
たリアクトル、４Ａは直流遮断器１に並列に設けられた
コンデンサであって、これらリアクトル３Ａとコンデン
サ４Ａは相互に直列接続されて転流回路を構成する。６
は直流遮断器１より容量の小さな小型の第１の直流遮断
器としての直流遮断器であって、この直流遮断器６は直
流遮断器１に対して例えば１／２〜１／１０の容量、す
なわちガスの吹き付け速度と流量で決定される(ガスの
吹き付けにより)アークの失うエネルギー損失が１／２
〜１／１０のものが用いられる。具体的には、ガスの収
納されているパッフアシリンダの断面積とピストンロッ
ドのストロークが小さいことになる。この直流遮断器６
は電力系統の直流ライン２に直流遮断器１と直列に接続
されて配置される。そして、この直流遮断器１および６
の直列回路と並列にリアクトル３Ａとコンデンサ４Ａか
らなる転流回路が接続され、さらに、サージアブソーバ
５が並列に接続される。なお、サージアブソーバ５は単
にコンデンサ４Ａに並列接続してもよい。また、直流遮
断器６の機械的構造は、図１０に示す直流遮断器１と同
様の構造を用いてよい。また、この小型の直流遮断器６
の小電流アークに関する遮断時間は、一般に大型の直流
遮断器より短い。
【００３０】次に動作について説明する。直流遮断器１
の直流を通電する固定コンタクト１１と可動コンタクト
１２（共に図１０参照）を開極すると、両コンタクト間
にアークが発生する。直流遮断器１には並列にリアクト
ル３Ａとコンデンサ４Ａの転流回路が並列に接続されて
いるので、この転流回路に電流を転流させる一方、リア
クトル３Ａとコンデンサ４Ａの転流回路およびＳＦ6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
流振動を拡大させて電流零点を形成し、ＳＦ6ガスをア
ークに吹き付けてこれを消弧させる。そして、直流遮断
器１には小型の直流遮断器６が接続されているので、転
流回路を構成するリアクトル３Ａとコンデンサ４Ａの容
量により規定される周波数の電流電圧振動で零点に近づ
けられた小さいアーク電流は、小型の直流遮断器６ｎｉ
より、すばやく遮断されるため、短いアーク時間で直流
を遮断できる。
【００３１】さらに、この遮断動作を、図２を参照して
説明する。ここで、直流遮断器６単独では、直流遮断器
１の遮断できる電流の１／１０程度しか遮断できないも
のとする。一般に小容量の直流遮断器６のアーク時定数
［アークのエネルギーが失われて行く（遮断される）ま
での緩和時間］は、直流遮断器１よりかなり小さい。従
って、直列接続の直流遮断器１と直流遮断器６を同時に
開極した場合、アーク電流のが大きいときには、主とし
て直流遮断器１とその転流回路の相互作用によりアーク
電流が拡大振動して行くことになる。そして、アーク電
流が振動により小さくなった（０に近付いた）ときに
は、直流遮断器６でも十分遮断できるようになり、しか
も、直流遮断器６のアーク時定数が小さいため直流遮断
器１単独の場合より短い遮断時間でアークをきることが
可能になる。すなわち、電流に対するアーク時間（遮断
時間）が短くなることは、遮断器のストロークを短くで
き、コンパクトにすることができる。
【００３２】図２（ａ）は直流遮断器１のみ使用した場
合（従来）のアーク電流すなわち遮断できる電流ｉ0と
遮断時間ｔの関係を示し、図２（ｂ）は直列接続された
直流遮断器１と直流遮断器６を使用した場合（本発明）
のアーク電流すなわち遮断できる電流ｉ0と遮断時間ｔ
の関係を示している。図２からも分かるように、直流遮
断器１のみ使用した場合は、遮断時間がｔ1であった
が、直列接続された直流遮断器１と直流遮断器６を使用
した場合は、遮断時間がｔ2と従来の遮断時間ｔ1よりか
なり短縮されている。因に、遮断電流を３５００Ａとし
た場合、従来の遮断時間ｔ1は約２０ｍｓ程度であった
が、本実施の形態の場合、直流遮断器６の容量を直流遮
断器１に対して１／１０とすると、これより約数ｍｓ短
縮される。従って、従来と同じレベルの直流電流を遮断
するには、転流回路の容量も小さくすることができるこ
とが分かる。
【００３３】なお、直流遮断器６は直流遮断器１に比べ
て遅れて開極してもよく、例えばアーク電流が２０Ａ以
下で開極してもよい。また、直流遮断器６の遮断できる
電流のレベルを、直流遮断器１の遮断電流のどの程度に
するかは、アーク時間の短縮による直流遮断器１の原価
と直流遮断器６の追加費用の兼ね合いで決定されるが、
１／１０以下と考えられる。このように、本実施の形態
では、直流遮断器１にこれより小容量の小型の直流遮断
器６を直列接続することにより、短いアーク時間で直流
を遮断でき、以て、遮断器のストロークを短くかつ転流
回路の容量も小さくでき、構造の小型化、コストの低廉
化を図ることができる。
【００３４】実施の形態２．図３は、この発明の他の実
施の形態を示す構成図である。図において、図１と対応
する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図
において、３Ｂは直流遮断器１に並列に設けられたリア
クトル、４Ｂは直流遮断器１に並列に設けられたコンデ
ンサであって、これらリアクトル３Ｂとコンデンサ４Ｂ
は相互に直列接続されて転流回路を構成する。７は直流
遮断器６よりさらに容量の小さな小型の第２の直流遮断
器としての直流遮断器であって、この直流遮断器７は直
流遮断器６に対して例えば１／２〜１／１０の容量のも
のが用いられる。この直流遮断器１，６および７の直列
回路と並列にリアクトル３Ｂとコンデンサ４Ｂからなる
転流回路が接続され、さらに、サージアブソーバ５が並
列に接続される。なお、直流遮断器７の機械的構造も、
図１０に示す直流遮断器１と同様の構造を用いてよい。
また、この小型の直流遮断器７の小電流アークに関する
遮断時間も、一般に大型の直流遮断器より短い。
【００３５】次に動作について説明する。直流遮断器１
の直流を通電する固定コンタクト１１と可動コンタクト
１２（共に図１０参照）を開極すると、両コンタクト間
にアークが発生する。直流遮断器１には並列にリアクト
ル３Ｂとコンデンサ４Ｂの転流回路が並列に接続されて
いるので、この転流回路に電流を転流させる一方、リア
クトル３Ｂとコンデンサ４Ｂの転流回路およびＳＦ6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
流振動を拡大させて電流零点を形成し、ＳＦ6ガスをア
ークに吹き付けてこれを消弧させる。そして、直流遮断
器１には小型の直流遮断器６および７が接続されている
ので、転流回路を構成するリアクトル３Ｂとコンデンサ
４Ｂの容量により規定される周波数の電流電圧振動で零
点に近づけられた小さいアーク電流は、小型の直流遮断
器６および７により、すばやく遮断されるため、短いア
ーク時間で直流を遮断できる。
【００３６】かくして、この場合も、電流に対するアー
ク時間（遮断時間）が短くなるので、遮断器のストロー
クを短くでき、コンパクトにすることができる。また、
従来と同じレベルの直流電流を遮断するには、転流回路
の容量も小さくすることができ、特に、ここでは、直流
遮断器７の容量を直流遮断器６の１／２〜１／１０とし
ているので、アーク時間を一定とすると、図１のリアク
トル３Ａおよびコンデンサ４Ａに対してさらにリアクト
ル３Ｂおよびコンデンサ４Ｂの容量を小さくすることが
できる。
【００３７】このように、本実施の形態でも、直流遮断
器１にこれより小容量の小型の直流遮断器６および７を
直列接続することにより、短いアーク時間で直流を遮断
でき、以て、遮断器のストロークを短くかつ転流回路の
容量も小さくでき、構造の小型化、コストの低廉化を図
ることができる。
【００３８】実施の形態３．図４は、この発明の他の実
施の形態を示す構成図である。図において、図１と対応
する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図
において、３Ｃは直流遮断器６に並列に設けられたリア
クトル、４Ｃは直流遮断器６に並列に設けられたコンデ
ンサであって、これらリアクトル３Ｃとコンデンサ４Ｃ
は相互に直列接続されて転流回路を構成する。そして、
本実施の形態では、このようなリアクトル３Ｃとコンデ
ンサ４Ｃからなる転流回路を有する直流遮断器６を、リ
アクトル３とコンデンサ４からなる転流回路を有する直
流遮断器１に縦続接続する。
【００３９】次に動作について説明する。直流遮断器１
の直流を通電する固定コンタクト１１と可動コンタクト
１２（共に図１０参照）を開極すると、両コンタクト間
にアークが発生する。直流遮断器１には並列にリアクト
ル３とコンデンサ４の転流回路が並列に接続されている
ので、この転流回路に電流を転流させる一方、リアクト
ル３とコンデンサ４の転流回路およびＳＦ6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を
拡大させて電流零点を形成し、ＳＦ6ガスをアークに吹
き付けてこれを消弧させる。そして、直流遮断器１には
転流回路を備えた小型の直流遮断器６が接続されている
ので、この転流回路を構成するリアクトル３Ｃとコンデ
ンサ４Ｃの容量により規定される周波数の電流電圧振動
で零点に近づけられた小さいアーク電流は、小型の直流
遮断器６により、すばやく遮断されるため、短いアーク
時間で直流を遮断できる。
【００４０】かくして、この場合も、電流に対するアー
ク時間（遮断時間）が短くなるので、遮断器のストロー
クを短くでき、コンパクトにすることができる。また、
従来と同じレベルの直流電流を遮断するには、転流回路
の容量も小さくすることができ、特に、この場合、直流
遮断器６の転流回路の共振周波数が高くなり、直流遮断
器６の容量を直流遮断器１の１／２〜１／１０としてい
るので、アーク時間を一定とすると、リアクトル３およ
びコンデンサ４に対してさらにリアクトル３Ｃおよびコ
ンデンサ４Ｃの容量を１／２〜１／１０程度に小さくす
ることができる。
【００４１】このように、本実施の形態でも、直流遮断
器１にこれより小容量のしかも並列の転流回路を有する
小型の直流遮断器６を直列接続することにより、短いア
ーク時間で直流を遮断でき、以て、遮断器のストローク
を短くかつ転流回路の容量も小さくでき、構造の小型
化、コストの低廉化を図ることができる。
【００４２】実施の形態４．図５は、この発明の他の実
施の形態を示す構成図である。図において、図４と対応
する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。本
実施の形態では、図４の回路の直流遮断器１に並列接続
されているリアクトル３およびコンデンサ４からなる第
１の転流回路に並列に補助コンデンサ８を接続し、実質
的に直流遮断器１の第２の転流回路を構成する。この補
助コンデンサ８の容量は、コンデンサ４の容量より小さ
く、例えばコンデンサ４の容量の１／２〜１／１０とさ
れる。
【００４３】次に動作について説明する。直流遮断器１
の直流を通電する固定コンタクト１１と可動コンタクト
１２（共に図１０参照）を開極すると、両コンタクト間
にアークが発生する。直流遮断器１には並列にリアクト
ル３とコンデンサ４の第１の転流回路が並列に接続され
ているので、この第１の転流回路に電流を転流させる一
方、リアクトル３とコンデンサ４の第１の転流回路およ
びＳＦ6アークの電圧電流負特性の相互作用により、ア
ーク電圧電流振動を拡大させて電流零点を形成し、ＳＦ
6ガスをアークに吹き付けてこれを消弧させる。そし
て、直流遮断器１には、第１の転流回路に並列接続され
た補助コンデンサ８を有する第２の転流回路を設けてい
るので、第１の転流回路を構成するリアクトル３とコン
デンサ４の容量により規定される電流電圧振動の周波数
に、補助コンデンサ８の容量で規定されるより高い周波
数の振動が重畳されるため、アーク電圧がより激しく変
動し、これをきっかけとしてすみやかにアーク電流を拡
大振動させて、短いアーク時間で直流を遮断することが
可能となる。
【００４４】図６は、直流遮断器１での遮断電流ｉ0と
コンデンサ４の容量Ｃ、リアクトル３の容量Ｌとの関係
を示す図である。いま、容量Ｌ1のリアクトル３と容量
Ｃ1のコンデンサ４からなる第１の転流回路に、さら
に、並列に容量Ｃ2の補助コンデンサ８を接続すると、電
流が分担されるため単純に遮断電流ｉ0が増加するだけ
でなく、振動の周波数が大きくなるので、リアクトル３
の容量の最適値がＬP1からＬP2に低下する。すなわち、
リアクトル３の容量が小さくなり、コンパルトにできる
ことが分かる。また、遮断電流が増加するので、コンデ
ンサ４の容量も小さくできることが分かる。
【００４５】かくして、この場合も、電流に対するアー
ク時間（遮断時間）が短くなるので、遮断器のストロー
クを短くでき、コンパクトにすることができる。また、
従来と同じレベルの直流電流を遮断するには、転流回路
の容量も小さくすることができる。
【００４６】このように、本実施の形態では、直流遮断
器１の転流回路に並列に補助コンデンサを設けることに
より、短いアーク時間で直流を遮断でき、以て、遮断器
のストロークを短くかつ転流回路の容量も小さくでき、
構造の小型化、コストの低廉化を図ることができる。
【００４７】実施の形態５．図７は、この発明の他の実
施の形態を示す構成図である。図において、図１および
図４と対応する部分には同一符号を付し、その説明を省
略する。図において、３Ｄは直流遮断器７に並列に設け
られたリアクトル、４Ｄは直流遮断器７に並列に設けら
れたコンデンサであって、これらリアクトル３Ｄとコン
デンサ４Ｄは相互に直列接続されて転流回路を構成す
る。そして、本実施の形態では、このようなリアクトル
３Ｄとコンデンサ４Ｄからなる転流回路を有する直流遮
断器７を、リアクトル３とコンデンサ４からなる転流回
路を有する直流遮断器１およびリアクトル３Ｃとコンデ
ンサ４Ｃからなる転流回路を有する直流遮断器６の縦続
回路にさらに縦続接続する。
【００４８】次に動作について説明する。直流遮断器１
の直流を通電する固定コンタクト１１と可動コンタクト
１２（共に図１０参照）を開極すると、両コンタクト間
にアークが発生する。直流遮断器１には並列にリアクト
ル３とコンデンサ４の転流回路が並列に接続されている
ので、この転流回路に電流を転流させる一方、リアクト
ル３とコンデンサ４の転流回路およびＳＦ6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を
拡大させて電流零点を形成し、ＳＦ6ガスをアークに吹
き付けてこれを消弧させる。そして、直流遮断器１には
転流回路を備えた小容量の小型の直流遮断器６、さらに
これより小容量の転流回路を備えた小型の直流遮断器７
が接続されているので、実質的に直流遮断器７の転流回
路を構成するリアクトル３Ｄとコンデンサ４Ｄの容量に
より規定される周波数の電流電圧振動で零点に近づけら
れた小さいアーク電流は、直流遮断器７により、すばや
く遮断されるため、短いアーク時間で直流を遮断でき
る。
【００４９】かくして、この場合も、電流に対するアー
ク時間（遮断時間）が短くなるので、遮断器のストロー
クを短くでき、コンパクトにすることができる。また、
従来と同じレベルの直流電流を遮断するには、転流回路
の容量も小さくすることができ、特に、この場合、直流
遮断器７の転流回路の共振周波数が高くなり、直流遮断
器７の容量を直流遮断器６の１／２〜１／１０としてい
るので、アーク時間を一定とすると、リアクトル３Ｃお
よびコンデンサ４Ｃに対してさらにリアクトル３Ｄおよ
びコンデンサ４Ｄの容量を１／２〜１／１０程度に小さ
くすることができる。
【００５０】このように、本実施の形態でも、直流遮断
器１にこれより小容量のしかも並列の転流回路を有する
直流遮断器６，さらに、これより小容量のしかも転流回
路を有する直流遮断器７を直列接続することにより、短
いアーク時間で直流を遮断でき、以て、遮断器のストロ
ークを短くかつ転流回路の容量も小さくでき、構造の小
型化、コストの低廉化を図ることができる。
【００５１】実施の形態６．なお、上記実施の形態で
は、主直流遮断器に接続される小型の直流遮断器が１個
または２個の場合であるが、３個以上の場合でもよく、
同様の効果を奏する。また、補助コンデンサも、主直流
遮断器に接続された転流回路だけでなく、後段の小型の
直流遮断器の転流回路にも接続するようにしてもよい。
【００５２】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、電力系統の直流を通電遮断する主直流遮断器と、こ
の主直流遮断器に直列に少なくとも１個接続され、主直
流遮断器より小型の直流遮断器と、主直流遮断器および
小型の直流遮断器の直列回路に並列に接続され、リアク
トルとコンデンサからなる転流回路と、コンデンサのサ
ージアブソーバとを備えたので、短いアーク時間で直流
を遮断でき、以て、遮断器のストロークを短くかつ転流
回路の容量も小さくでき、構造の小型化、コストの低廉
化を図ることができるという効果がある。
【００５３】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
において、小型の直流遮断器が単一の直流遮断器からな
るので、簡単な構造で短いアーク時間で直流を遮断で
き、以て、構造の小型化、コストの低廉化を図ることが
できるという効果がある。
【００５４】請求項３の発明によれば、請求項１の発明
において、小型の直流遮断器が第１の直流遮断器と第２
の直流遮断器とからなるので、より短いアーク時間で直
流を遮断でき、以て、構造の小型化、コストの低廉化を
図ることができるという効果がある。
【００５５】請求項４の発明によれば、電力系統の直流
を通電遮断する主直流遮断器と、この主直流遮断器に直
列に少なくとも１個接続され、主直流遮断器より小型の
直流遮断器と、主直流遮断器および小型の直流遮断器に
それぞれ並列に接続され、リアクトルとコンデンサから
なる転流回路と、コンデンサのサージアブソーバとを備
えたので、短いアーク時間で直流を遮断でき、以て、遮
断器のストロークを短くかつ転流回路の容量も小さくで
き、構造の小型化、コストの低廉化を図ることができる
という効果がある。
【００５６】請求項５の発明によれば、請求項４の発明
において、小型の直流遮断器が転流回路およびサージア
ブソーバの並列接続された単一の直流遮断器からなるの
で、簡単な構造で短いアーク時間で直流を遮断でき、以
て、構造の小型化、コストの低廉化を図ることができる
という効果がある。
【００５７】請求項６の発明によれば、請求項４の発明
において、小型の直流遮断器が記転流回路および上記サ
ージアブソーバのそれぞれ並列接続された第１および第
２の直流遮断器からなるので、より短いアーク時間で直
流を遮断でき、以て、構造の小型化、コストの低廉化を
図ることができるという効果がある。
【００５８】請求項７の発明によれば、請求項４〜６の
発明において、転流回路の内、少なくとも主直流遮断器
に並列の転流回路に並列接続された補助コンデンサを有
するので、短いアーク時間で直流を遮断でき、以て、遮
断器のストロークを短くかつ転流回路の容量も小さくで
き、構造の小型化、コストの低廉化を図ることができる
という効果がある。
【００５９】請求項８の発明によれば、請求項１、２、
４または５の発明において、小型の直流遮断器の容量
は、主直流遮断器の容量に対して１／２〜１／１０であ
るので、確実に短いアーク時間で直流を遮断でき、以
て、遮断器の構造の小型化、コストの低廉化を図ること
ができるという効果がある。
【００６０】請求項９の発明によれば、請求項３または
５の発明において、 第２の直流遮断器の容量は、第１
の直流遮断器の容量に対して１／２〜１／１０であるの
で、より確実に短いアーク時間で直流を遮断でき、以
て、遮断器の構造の小型化、コストの低廉化を図ること
ができるという効果がある。
【００６１】請求項１０の発明によれば、請求項７の発
明において、補助コンデンサの容量は、コンデンサの容
量に対して１／２〜１／１０であるので、より確実に短
いアーク時間で直流を遮断でき、以て、遮断器の構造の
小型化、コストの低廉化を図ることができるという効果
がある
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係る直流遮断装置の第１の実施の
形態を示す構成図である。
【図２】 この発明に係る直流遮断装置と従来装置の遮
断時間を対比して示す特性図である。
【図３】 この発明に係る直流遮断装置の第２の実施の
形態を示す構成図である。
【図４】 この発明に係る直流遮断装置の第３の実施の
形態を示す構成図である。
【図５】 この発明に係る直流遮断装置の第４の実施の
形態を示す構成図である。
【図６】 図５の動作説明に供するための特性図であ
る。
【図７】 この発明に係る直流遮断装置の第５の実施の
形態を示す構成図である。
【図８】 従来の直流遮断装置を示す構成図である。
【図９】 従来の直流遮断装置の構造を示す断面図であ
る。
【図１０】 図９で使用されている直流遮断器の一例で
あるパッフア型ガス遮断器を拡大して示す断面図であ
る。
【図１１】 従来装置の動作説明に供するための特性図
である。
【符号の説明】
１，６，７ 直流遮断器、２ 直流ライン、３Ａ〜３Ｄ
リアクトル、４Ａ〜４Ｄ コンデンサ、５ サージア
ブソーバ、８ 補助コンデンサ。
───────────────────────────────────────────────────── 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 新井 和彦 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 関西電力株式会内 (72)発明者 高畑 浩二 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 (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電力系統の直流を通電遮断する主直流遮
    断器と、 該主直流遮断器に直列に少なくとも１個接続され、上記
    主直流遮断器より小型の直流遮断器と、 上記主直流遮断器および上記小型の直流遮断器の直列回
    路に並列に接続され、リアクトルとコンデンサからなる
    転流回路と、 上記コンデンサのサージアブソーバとを備えたことを特
    徴とする直流遮断装置。
  2. 【請求項２】上記小型の直流遮断器が単一の直流遮断器
    からなる請求項１記載の直流遮断装置。
  3. 【請求項３】上記小型の直流遮断器が第１の直流遮断器
    と第２の直流遮断器とからなる請求項１記載の直流遮断
    装置。
  4. 【請求項４】 電力系統の直流を通電遮断する主直流遮
    断器と、 該主直流遮断器に直列に少なくとも１個接続され、上記
    主直流遮断器より小型の直流遮断器と、 上記主直流遮断器および上記小型の直流遮断器にそれぞ
    れ並列に接続され、リアクトルとコンデンサからなる転
    流回路と、 上記コンデンサのサージアブソーバとを備えたことを特
    徴とする直流遮断装置。
  5. 【請求項５】上記小型の直流遮断器が上記転流回路およ
    び上記サージアブソーバの並列接続された単一の直流遮
    断器からなる請求項４記載の直流遮断装置。
  6. 【請求項６】上記小型の直流遮断器が上記転流回路およ
    び上記サージアブソーバのそれぞれ並列接続された第１
    および第２の直流遮断器からなる請求項４記載の直流遮
    断装置。
  7. 【請求項７】上記転流回路の内、少なくとも上記主直流
    遮断器に並列の転流回路に並列接続された補助コンデン
    サを有する請求項４〜６のいずれかに記載の直流遮断装
    置。
  8. 【請求項８】上記小型の直流遮断器の容量は、上記主直
    流遮断器の容量に対して１／２〜１／１０である請求項
    １、２、４または５記載の直流遮断装置。
  9. 【請求項９】上記第２の直流遮断器の容量は、上記第１
    の直流遮断器の容量に対して１／２〜１／１０である請
    求項３または６記載の直流遮断装置。
  10. 【請求項１０】上記補助コンデンサの容量は、上記コン
    デンサの容量に対して１／２〜１／１０である請求項７
    記載の直流遮断装置。
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