JPH0992100A - 直流高速度真空遮断器 - Google Patents

直流高速度真空遮断器

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JPH0992100A
JPH0992100A JP7271879A JP27187995A JPH0992100A JP H0992100 A JPH0992100 A JP H0992100A JP 7271879 A JP7271879 A JP 7271879A JP 27187995 A JP27187995 A JP 27187995A JP H0992100 A JPH0992100 A JP H0992100A
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康二 昆野
Nobuyuki Takao
宣行 高尾
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Abstract

(57)【要約】 【課題】直流高速度真空遮断器が運用状態においても電
磁反発回路による真空バルブの駆動機構が正常に動作す
るかどうかを監視できる監視機能を有する直流高速度真
空遮断器を提供する。 【解決手段】真空バルブ2を駆動する電磁反発回路10
の充電装置11により充電された駆動用コンデンサ12
の電圧を、駆動用コンデンサ12と電磁反発コイル3間
に電圧検出センサ15を直列接続して測定して、所定の
値が検出されたときに電磁反発コイル3及び電磁反発回
路10の配線の断線が無く正常とする監視回路を前記電
磁反発回路10に設ける。

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、主接点を内蔵す
る真空バルブの可動側主接点を電磁反発回路の電磁反発
コイルにより高速に開極駆動して遮断する直流高速度真
空遮断器の、前記電磁反発回路の断線等の異常の有無を
監視する監視機能を備えた直流高速度真空遮断器の構成
に関する。
【0002】
【従来の技術】図3及び図4は、この発明の対象とする
直流高速度真空遮断器の構成例であり、図3は直流高速
度真空遮断器の回路構成例、図4は図3の真空バルブの
可動主接点を開極駆動する電磁反発回路の構成例であ
る。電気鉄道給電線路における地絡,短絡事故の保護用
に用いられている直流高速度真空遮断器としては、従
来、例えば特開平7−114862号公報に記載されて
いる図3に示す構成のものが知られている。この構成か
らなる直流高速度真空遮断器は、主接点1を内蔵した真
空バルブ2と、図4に示す主接点1の可動主接点1aを
開極駆動する電磁反発コイル3とを備えた真空遮断器4
からなっている。この真空遮断器4は、線路の直流電源
5から出て真空バルブ2内の主接点1を通り負荷に流れ
る線路電流に重畳されて真空バルブ2の通過電流に零点
を生じさせるための転流電流を生成する転流回路6と、
真空バルブ2の負荷側線路に設けられて線路電流を検出
する直流変流器7と、この直流変流器7が検出した線路
電流が線路の短絡事故等により所定の大きさに到達した
ときに真空遮断器4を遮断動作させるための遮断指令
と、真空バルブ2の通過電流に零点を作るために転流回
路6を真空バルブ2に並列化するための投入指令とを出
す検出制御回路8と、真空バルブ2が小電流を遮断する
際に主接点1を構成する可動主接点1aと固定主接点1
b間に発生する多重再発弧時の過電圧を抑制するための
非線形抵抗9とを用いて構成されている。
【0003】前記したこの種の真空遮断器4は、高速開
極動作が要求されるために、真空バルブ2を開極させる
機構として、図3及び図4に示すように前記した電磁反
発コイル3からなる電磁反発回路10が構成されてい
る。この電磁反発回路10は、図4に示すように真空バ
ルブ2の可動側主接点1aを、遮断時に充電装置11に
より充電された駆動用コンデンサ12からの電流を反発
スイッチ13により偏平なリング状に形成された電磁反
発コイル3に通流して、この電磁反発コイル3のリング
面に近接して位置する真空バルブ2内の可動主接点1a
と一体化された円板状の短絡板14に、前記電磁反発コ
イル3に流通する電流と反対の電流を誘起させて流し、
これらの電流との間に反発力を生じさせて短絡板14に
固定されている開閉操作棒23を介して可動主接点1a
を高速開極駆動するように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記した真空バルブ2
を充電された駆動用コンデンサ12からの電流による電
磁反発コイル3と短絡板14との電磁反発力を利用して
駆動する方式においては、電磁反発コイル3に電流を供
給して反発力を生じさせる電源である駆動用コンデンサ
12が、充電装置11により所定の充電電圧を保持して
いること、また電磁反発コイル3が正常に機能するよう
に、電磁反発回路10に断線等の異常がないように監視
をすることが、保守管理上重要である。しかしながら、
従来は電磁反発回路10の回路の監視としては駆動用コ
ンデンサ12の充電電圧の監視程度しか実施されておら
ず、電磁反発回路10による真空バルブ2の駆動動作が
正常に行われるかどうかの点検は、例えば定期点検時に
電磁反発回路19により実際に真空バルブ2の主接点1
を開極駆動させて確認する方法しか採られていなかっ
た。したがって、常時運転状態にある直流高速度真空遮
断器が正常に動作するかを日常的に点検・検査する監視
法の確立がつ望まれていた。
【0005】この発明の課題は、前記の問題を解決し直
流高速度真空遮断器が運用状態においても電磁反発回路
による真空バルブの駆動機構が正常に動作するかどうか
を監視できる監視機能を有する直流高速度真空遮断器を
提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、この発明は、電磁反発コイルに通流する駆動用
コンデンサの充電電圧を、電圧検出センサを前記駆動用
コンデンサに並列接続と、駆動用コンデンサと電磁反発
コイル間に直列接続とにそれぞれ切り換えて測定するよ
うにする。これにより、駆動用コンデンサに充電されて
いる充電電圧を監視できるとともに、駆動用コンデンサ
と電磁反発コイル間に直列接続して電圧測定した場合に
も、電圧検出センサのインピーダンスは電磁反発コイル
のインピーダンスより大きいので、電磁反発コイル及び
配線回路の断線がなければ駆動用コンデンサに充電され
ている充電電圧を測定できるので、電磁反発回路の異常
の有無、及びこれによる真空バルブの駆動機構が正常に
行われるかどうかを診断することができる。
【0007】また、駆動用コンデンサと電磁反発コイル
間にコンデンサを接続して、駆動用コンデンサからの電
流を前記電磁コイルのインダクタンスとコンデンサのキ
ャパシタンスとから構成されるLC回路に通電して過渡
的に流れる振動電流を計測し、この振動電流値と振動周
波数との値を予め設定された設定値と比較することによ
り電磁反発回路の断線の有無を検出することができると
ともに、電磁反発コイルの巻線の短絡によるインダクタ
ンスの変化をも検出できるので、電磁反発コイルの絶縁
監視をもすることができる。
【0008】更に、上記の構成において、コンデンサの
キャパシタンスを可変可能として、LC回路の時定数を
変化できるように構成すれば、振動電流の大きさと周波
数とが振動電流計測に使用される計測器として高精度な
計測を実現できる適正な範囲に入るように調整すること
ができるので、振動電流値と振動周波数との計測の精度
が高くなり、前記した電磁反発コイルの巻線の層間短絡
等による巻線数の変化をも高精度で検出できるので、電
磁反発コイルの絶縁欠陥をより高精度に検出することが
可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。実施の形態1 図1は、この発明の第1の実施の形態からなる電磁反発
回路の異常の有無を監視する回路構成図である。図1に
おいて、電磁反発回路10(図3及び図4)の駆動用コ
ンデンサ12は充電装置11により所定の電圧に充電さ
れており、負荷側線路に短絡事故が発生した場合に、前
記したように図3に示す検出制御回路8からの遮断指令
により反発スイッチ13が閉じられると電磁反発コイル
3に駆動用コンデンサ12からの放電電流が流れ、短絡
板14との間に反発力が生じて真空バルブ2の主接点1
の可動主接点1aを駆動して開極する。上記した電磁反
発回路10に、この発明の実施の形態では図1のように
電圧検出センサ15を切換スイッチ16を介して接続し
ておく。直流電源5(図3)の線路に直流高速度真空遮
断器が設けられて真空遮断器4が閉極して通電されてお
り、反発スイッチ13が開いて電磁反発回路10が動作
していない状態において、切換スイッチ16をA側の端
子に接続すると電圧検出センサ15は駆動用コンデンサ
12と並列接続されて、駆動用コンデンサ12の充電電
圧を測定してその値が所定の値、即ち充電電圧として正
常な値かどうかを監視することができる。
【0010】ここで、切換スイッチ16を電磁反発コイ
ル3に接続されているB側の端子に切り換え接続した場
合にも、電圧検出センサ15の内部インピーダンスは電
磁反発コイル3より大きいので、駆動用コンデンサ12
の充電電圧を測定できる。しかしながら、電磁反発回路
10の電磁反発コイル3および配線が断線をしていれば
電圧は検出されない、したがってこの電圧の検出の有無
によって電磁反発回路10の断線等の回路の異常を検出
することができる。この電磁反発回路の監視方法は、線
路に接続されている直流高速度真空遮断器の動作に全く
影響を与えずに常時診断監視できる。
【0011】実施の形態2 図2は、この発明の第2の実施の形態からなる電磁反発
回路の異常の有無を監視する回路構成図である。図2に
示すように、この第2の実施の形態の回路構成は、電磁
反発回路10に反発スイッチ13と並列にスイッチ17
とコンデンサ18との直列回路と、後記するこの直列回
路に流れる電流を検出する電流検出センサ19とを直列
接続したものを接続するとともに、電流検出センサ19
で検出された電流の大きさと周波数を測定する電流計測
器20とを設けている。この場合に、コンデンサ18の
キャパシタンスC1 はスイッチ17を閉じて駆動用コン
デンサ12からの放電電流を流しても駆動用コンデンサ
12の電圧が余り低下しないように、例えば駆動用コン
デンサ12のキャパシタンスCの数10〜100分の1
として電圧低下が数%程度以下になるように選定してお
く。
【0012】ここで、反発スイッチ13を開いている状
態で、スイッチ17を閉じると駆動用コンデンサ12か
らコンデンサ18を通って、電磁反発コイル3に小さな
振動電流が供給される。この電流は配線回路の抵抗分を
無視すれば、駆動コンデンサ12の充電電圧Vとコンデ
ンサ18のキャパシタンスC1 と、電磁反発コイルのイ
ンダクタンスLのLC回路で決まる振動電流となる。こ
のときの振動電流の電流ピーク値Iと周波数fは、次の
ようになる。 I=V/(√(L/C1 )) f=I/(2π√(LC1 )) ここで、電磁反発コイル3のインダクタンスLは、巻数
の2乗に比例するので、巻数10ターンの電磁反発コイ
ル3の巻線が層間短絡して9ターン相当になったとする
と電流I、周波数fとも約1.1倍の値となる。したが
って、このような振動電流を電流検出センサ19で検出
して、電流計測器20にて振動電流の大きさ、周波数を
測定し、予め正常な電磁反発コイル3からなる電磁反発
回路10にて測定しておいた設定値と比較することによ
り、配線の断線,電磁反発コイルの断線及び層間短絡,
回路の定数の異常等の電磁反発回路の異常の有無を検知
し監視することができる。
【0013】更に、この発明の上記した第2の実施の形
態からなる回路構成において、図2の破線で示したよう
に、前記したスイッチ17とコンデンサ18と同様の構
成からなる直列回路を複数個並列に設けて、監視回路を
構成するコンデンサのキャパシタンスを変えられるよう
にすることにより、監視回路に流れる振動電流の大き
さ、周波数を可変して、その大きさと周波数とが電流検
出センサ19及び電流計測器20として高精度な計測を
実現できる適正な範囲に入るように調整した上で測定す
ることができるので、前記した電磁反発コイルの層間短
絡,回路の定数の異常等をより高精度に測定し監視する
ことが可能となる。
【0014】
【発明の効果】以上のように、この発明においては、電
圧検出センサを駆動用コンデンサと電磁反発コイル間に
直列接続して電磁反発コイルに通流する駆動用コンデン
サの充電電圧の検出の有無を測定するようにして電磁反
発回路及び配線の正常,異常を容易に監視できるように
した。また、駆動用コンデンサと電磁反発コイル間にコ
ンデンサを接続して、駆動用コンデンサからの電流を電
磁コイルのインダクタンスとコンデンサのキャパシタン
スとから構成されるLC回路に通電して過渡的に流れる
振動電流を計測し、この振動電流値と振動周波数との値
を予め設定された設定値と比較することにより、電磁反
発回路の断線の有無と、更に電磁反発コイルの巻線の短
絡による異常をも検出可能な監視機能を有する直流高速
度真空遮断器とすることができる。しかも、この発明に
よれば、前記した簡単な回路構成からなる監視回路を備
えることにより、線路に接続されている直流高速度真空
遮断器の動作に全く影響を与えずに電磁反発回路の監視
を随時行うことができ、保守管理の容易な信頼性のある
直流高速度真空遮断器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態からなる電磁反発
回路の異常の有無を監視する回路構成図である。
【図2】この発明の第2の実施の形態からなる電磁反発
回路の異常の有無を監視する回路構成図である。
【図3】この発明の対象とする直流高速度真空遮断器の
回路構成図である。
【図4】従来の真空バルブを開極駆動する電磁反発回路
の構成図である。
【符号の説明】
1 主接点 2 真空バルブ 3 電磁反発コイル 4 真空遮断器 5 直流電源 6 転流回路 10 電磁反発回路 11 充電装置 12 駆動用コンデンサ 13 反発スイッチ 14 短絡板 15 電圧検出センサ 16 切換スイッチ 17 スイッチ 18 コンデンサ 19 電流検出センサ 20 電流計測器 21 スイッチ 22 コンデンサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主接点を内蔵した真空バルブと、この真空
    バルブの可動側主接点を、遮断時に電源により充電され
    た駆動用コンデンサからの電流を反発スイッチにより電
    磁反発コイルに通流して電磁反発力を発生させて、高速
    に開極する電磁反発回路とを備えた直流高速度真空遮断
    器において、電磁反発コイルに通流する駆動用コンデン
    サの充電電圧を、電圧検出センサを前記駆動用コンデン
    サに並列と、駆動用コンデンサと電磁反発コイル間に直
    列とにそれぞれ切り換えて接続し測定して、いずれの場
    合にも所定の値を検出したときに電磁反発回路が正常で
    あるものと判断する監視機能を備えたことを特徴とする
    直流高速度真空遮断器。
  2. 【請求項2】主接点を内蔵した真空バルブと、この真空
    バルブの可動側主接点を、遮断時に電源により充電され
    た駆動用コンデンサからの電流を反発スイッチにより電
    磁反発コイルに通流して電磁反発力を発生させて、高速
    に開極する電磁反発回路とを備えた直流高速度真空遮断
    器において、駆動用コンデンサと電磁反発コイル間にコ
    ンデンサを接続して、駆動用コンデンサからの電流を前
    記電磁反発コイルのインダクタンスとコンデンサのキャ
    パシタンスとから構成されるLC回路に通電して振動電
    流を計測し、この振動電流値と振動周波数との値を予め
    設定された設定値と比較することにより電磁反発回路の
    正常の有無を判断する監視機能を有することを特徴とす
    る直流高速度真空遮断器。
  3. 【請求項3】請求項2に記載の直流高速度真空遮断器に
    おいて、駆動用コンデンサと電磁反発コイル間に設けら
    れるコンデンサのキャパシタンスを可変可能としたこと
    を特徴とする直流高速度真空遮断器。
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