JPS58214238A - 直流遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流送電系統に投げられ、系統内にお（する地
絡等の事故が発生したとき送電線路を遮断する直流遮断
器に関する。

直流遮断器としては、従来、その遮断原理が藺益で、所
定の性能を達成する見通しが容易にたてられるという＠
微を有する線路充電逆電流挿入方式のものが用いられて
いた。

第１図はこのような線路充電逆電流挿入方式の直流遮断
器の基本回路の回路図である。

図で、１は直流送電系統における常時送電線路、２は常
時送電線路１に挿入された速断部である。

遮断部２は地絡等の事故が発生するとこれを検出して常
時送電線路１を遮断する機能を有する。３はコンデンサ
、４はリアクトル、５は充電用抵抗であり、常時送電線
路１の電流がリアクトル４と充電用抵抗５を介してコン
デンサ３に光（される。

６はコンデンサ３を放電するときに投入される投入スイ
ッチで、常時は開放されている。７は非婦形抵抗であり
、遮断部２による直ｙＡ遮断後送電増路１の直流電流は
この非線形抵抗７に転流されて？ｉ衰、哨戒する。

第２図は地格事故発生時の直流泗石器の動作を説明する
ための回路図である。

図で、埴１図に示す部分と同一部分には同一符号が付さ
れている。８は地絡事故発生個所を示す。

又、Ａは、遮断部２とこの遮＠郁２に並列接接されたコ
ンデンサ３、リアクトル４および投入スイッチ６より唆
る直列回路との接続部のうちリアクトル４側（コンデン
サ３と投入スイッチ６のうち、コンデンサ３が接続され
る側）の接続部を示す。

位置８において地絡事故が発生すると遮断部２が開放動
作を開始し、その固定部と可動部との間にアークが生ず
る。同時に投入スイッチ６が閉じるので、コンデンサ３
はリアクトル４、遮断部２のアーク、投入スイッチ６よ
り成る閉回路内で放電し、高周波振動電流を発生する。

この高周波振動電流は遮断部２のアーク電流に重畳され
、電ａ零点を発生させて遮断部２におけろ遮断を容易に
する。遮断部２が直流を遮断した後、地絡により接地電
位となっていた接続部Ａの電圧は健全な送電線路によっ
てもとの電圧に回復し、接続部Ａ、ＩＪアクドル４、コ
ンデンサ３、充電用抵抗５の回路によりコンデンサ３が
充電される。したがって、遮断部２が再投入後再遮断の
動作（再閉路責務）を行う場合、この動作はすでにコン
デンサ３が充電されているので何等支障なく行われる。

しかしながら、地絡事故が接続部Ａ側に発生した場合は
、遮断部２の再投入再遮断の動作に支障を生ずる。

＠３図は地絡事故が接続部Ａ側に発生した場合の直流遮
断器の動作を説明するための回路図である。

図で、第２図に示す部分と同一部分には同一符号が付さ
れている。９は接続部Ａ側における地絡事故発生個所を
示す。この場合の最初の遮断動作は第２図に示す地絡事
故の場合と同じである。しかしながら、遮断部２が直流
を遮断した後の状態をみると、接続部Ａは依然として地
絡された状態にあり、第２図に示す地絡事故の場合のよ
うに接続部へ〇亀圧が回復されることはない。したがっ
て、コンデンサ３は充電されないままの状綿にあるので
、遮断部２が再投入後再遮断の動作を行う場合に電流零
点を発生させることはできず、再遮断は不可能となる。

このように、従来の線路充電逆電流挿入方式の直流遮断
器では前記のような特徴を有する反面、ｔａｒ閉路Ｗｔ
務を満足するためには一方側の地絡事故しか除去できな
いという欠点があった。

本発明の目的は、このような欠点を除き、いずれの側の
地絡事故にも対応できる線路充電逆電流挿入方式の直流
遮断器を提供するにある。

この目的を達成するため、不発明は、遮断部が作動した
とき、電流零点を発生させるためのコンデンサを短時間
で充電させる充電手段を設けるとともに、遮断部と、リ
アクトル、前記コンデンサおよびその放電路形成手段よ
り成る直列回路との接続部のうち、前記コンデンサと前
記放電路形成手段のうちの前記コンデンサが接続されて
いる側の接続部の遮断部と反対側の送′を線路に高速度
開閉器を挿入したことをｉｓとする。

以下、不発明を図示の一実施例に基づいて説明する。

第４図乃至第７図は本発明の実施例に係る直流遮断器の
回路図であり、第４図および第５図は地絡事故が接続部
Ａ側に発生した場合、第６図および第７図は地絡事故が
接続部Ａの反対側に発生した場合を示す。

各図中、第２図および第３図に示す部分と同一部分には
同一符号が付されている。１ｏは接続部Ａから遮断部と
は反対側に延びる送ｔｍ路に挿入された高速度開閉器で
、例えば高速明で作動する遮＠器等が用いられる。高速
度開閉器１ｏは後述するように直接大電流を遮断するの
ではなく、機能旧には断路器の役をするものであるが、
これに小電流を遮断できる能力を付加してもよい。１１
は光電用スイッチ、１２は抵抗であり、充電用スイッチ
１１と抵抗１２とは直列接続されるとともに充電用抵抗
５に並列接続されている。抵抗１２の抵抗値は充電用抵
抗５の抵抗値に比べて極めて低い値に選定されている。

即ち、前述の従来の直流１ｇ！ｖＴ器の説明からも判る
ように、もし充電用抵抗５の抵抗値が低ければ、コンデ
ンサ３どの時定数が小さくなり、地％事故が発生して投
入スイッチ６が閉じられる間にコンデンサ３は地絡個所
と充電用抵抗５を介して放電してしまい遮断部２を遮断
するための電流零点を発生させることはできなくなる。

したがって、充電用抵抗５の抵抗値はこのような事７亘
の発生を防止するため、充分に大きな値に選定されテイ
ル。一方、抵抗１２は後述するようにコンデンサ３の急
速な充電のために使用されるので、その抵抗値は低い値
に選定されるのである。

次に、先ず地絡事故が接続部Ａ側に発生した場合の本実
施例の直流遮断器の動作を第４図および第５図に基づい
て説明する。

送電線路のある個所９に地絡事故が発生すると遮断部２
が開放動作を開始し、次いで投入スイッチ６が投入され
る（第４図に示される状恨）。充電用抵抗６の抵抗篭は
大きいので、この闇のコンデンサ３の地絡個所９を介す
る放電は僅かであり、投入スイッチ６を介する放電によ
る電流零点発生の動作は完全に達成される。このように
、遮断部２が開放されて送電線路が遮断されると、続い
て遮断部２が再投入される前に高速度開１閉６１０が開
かれる。これにより接続部Ａは地格明所９との接続を断
たれる。この状態で遮断部２の再投入が行なわれると、
これにより接続部Ａはもとの電圧に回復する。遮断部２
の再投入にひき続いて充電用スイッチ１１が閉じて抵抗
１２が充電用抵抗６に並列に接続される（第５図に示さ
れる状態）。このため、コ′ンデンサ３は遮断部２、接
続部Ａ、抵抗１２、充電用スイッチ１１を介して急速に
充電され、再投入されている遮断部２の次の開放動作に
備えることができる。コンデンサ３の充電が終了すると
充電用スイッチ１１は直ちに開かれる。光電用スイッチ
１１の開放後、高速度開閉器１０が閉じられて遮断部２
の開放動作に備える。高速度開閉器１０の閉成後備断部
２が開放されるが、すでにコンデンサ３は充電されてい
るので、その開放動作には何等の支鐘も生ずることはな
い。

以上の説明における遮断部２、高速度開閉器１０、投入
スイッチ６、充鉱用スイッチ１１の開閉動作のタイムチ
ャートを第８図に示す。

第８図で（ａ）は遮断部２、（ｂ）は高速度開閉器１０
、（Ｃ）は投入スイッチ６、（ｄ）は充電用スイッチ１
１の開閉動作を示し、Ｃは閉じた状態、０は開いた状態
を示す。なお、（ｅ）は後述する第６図および算７図に
示す場合の充電用スイッチの開閉句作を示すものである
。第８図から、地絡事故が発生して遮断部２が開放動作
を開始すると直ちに投入スイッチ６が短時間開じてコン
デンサ３を放電し、高速度開閉器１０が遮断部２の再投
入前に開き、次の遮断部２再投入、高速度開閉器１ｏ開
放の状態で充電用スイッチ１１の所定時間の閉成動作が
行なわれ、その後高速度開閉器１０が閉じられて次の遮
断部２の遮断が行なわれることが明瞭である。

次に、地絡事故が接続部Ａと反対の側に発生した場合の
本実施例の直流遮断器の動作を第６図および第７図に基
づいて説明する。

送電線路のある個所８に地絡事故が発生すると遮断部２
が開放動作を開始し、投入スイッチ６が投入されてコン
デンサ３を放電し、電流零点を発生して遮断部２を遮断
する。一方、投入スイッチ６が投入されると同時に充電
用スイッチ１１も閉じられ、この充電用スイッチ１１の
閉成は、放電が終了して投入スイッチ６が開放した後も
続けられる（第６図に示す状態）。このとき、遮断部２
は開放、高速度開閉４１０は閉成の状態にあるので、接
続部Ａはもとの電圧に回復しており、充電用スイッチ１
１の閉成によりコンデンサ３は急速に充電される。した
がって、遮断部２の次の投入、遮断の動作は何等支障な
く行うことができる。光電終了後、充電用スイッチ１１
が、さらにこれに続いて高速度開閉器１０が開放される
（第７図に示す状態）。

以後の動作は第４図および第５図に示す場合と同じであ
る。第６図および第７図に示す場合の光截用スインチ１
１の動作のタイムチャートが第８図（ｅ）に示されてい
る。

第４図乃至第７図に示す動作の説明および再８図のタイ
ムチャートからも明らかなように、高速度開閉器１０と
充電用スイッチ１１の開閉動作のタイミングは、遮断部
２の開閉動作の枠内において、互いに関連を有する。即
ち、地絡事故が接続部Ａ側で生じた場合、高速度開閉器
１０は充電用スィッチ１１閉成時には開放状態にあり、
充電用スイッチ１１の開放後（コンデンサ３の充電後）
に閉じられねばならず、又、地絡事故が接・続部Ａの反
対側で生じた場合、高１速度開閉器１０は充電用スイッ
チ］１閉成時には閉成状態にあり、充電用スイッチ１１
の開放後に開放されねばならない。充電用スイッチ１１
の開成時間は抵抗１２とコンデンサ３の値により決定さ
れ、コンデンサ３の値を固定して考えると、抵抗１２の
値をどのような値に選定するかにより高速度開閉器１０
の開閉動作のタイミングが決定される。又、これとは逆
に、高速度開閉器１０の開閉動作のタイミングを決めれ
ば、抵抗１２の値はある範囲内の値に選定されることと
なる。

ここで、光電用抵抗６と抵抗１２の抵抗値の１つの例を
示すと次のようになる。例えば、遮断＃間５Ｑｍｓ、再
投入時間３ＱＱｍｓとして考えると、コンデンサ３の充
電は１０〜２０ｍ５程度で行なう必要があり、この場合
コンデンサ３と抵抗１２の時定数を５’ｍｓとすると、
Ｒ，２＝　５　Ｘ　ｔｏ−３／Ｃとなる。（ただし、几
、ｔは抵抗１２の抵抗値、Ｃはコンデンサ３の容置）Ｃ
は数μＦのオーダであるからＲ１，はＩＫΩのオーダと
なる。一方、光電用抵抗５は地絡事故があってから投入
スイッチ６が閉じられろまでの間、又、遮断再投入後地
絡真故が継続している場合は再遮断までの間、電圧を維
持する必要がある。

なる。（ただし、τはコンデンサ３と充電用抵抗５の時
定数）したがって、充電用抵抗５の抵抗値馬は、馬＝τ
／Ｃ−Ｉ　ＭΩ　となる。即ち、抵抗１２の抵抗値はＩ
ＫΩ以下、充電用抵抗５の抵抗値はＩＭΩ以上とする必
要がある。

以上述べた本実施例にあっては、光鑞用スイッチ１１の
開閉動作のタイミングは、地＃を事故が接続部Ａ側に生
じた場合とその反対側に生じた場合とで相違する。した
がって、地絡事故がどちらの側に生じたのかを検出する
手段が必要となる。

第９図は本実施例の直流速＠器に地絡事故発生１１１１
検出手段を付した回路の実施例を示す図、第１０図は第
９図に示す検出子段付の直流遮断器を直流送電系統内に
挿入した場合の直流送亀系仇の系統図である。

第９図および第１０図において、第４図乃至第７図に示
す部分と１７ｉｌ一部分には同一符号が付されている。

Ｉ３は接続部Ａ側の送電線路に設けられた計器用変流器
、１４は接続部Ａと反対側の送電線路に設けられた計器
用変流器である。１５は送電線路１７の両唱に設置され
る逆変換器、１６は順変換器である。

今、送電線路１７において、接続部Ａと反対１則の地絡
個所８で地絡が発生すると、計器用変流器Ｉ３．１４０
屯流は第１１図に示すように急激に減少する。

一方、接続部Ａ側の地絡個所９で地絡が発生すると、計
器用変流器１３．１４の電流は第１２図に示すように地
絡直後増加する。したがって、直流遮断器を流れる電流
の変化を計器用変流器１３．１４の電流の変化で検出す
ることにより、地絡事故がいずれの側に発生したかを検
出することができる。

以上述べたように、本実施例では、遮断部作動時に電流
零点を発生させるコンデンサを短時間で充電する抵抗と
充電用スイッチの直列回路を、充電用抵抗に並列に接続
するとともに、遮断部と、これに並列接続された前記コ
ンデンサおよびその放電用投入スイッチのうちコンデン
サとの接続部の送電線路に高速度開閉器を挿入したので
、線路充電逆電流挿入方式の直流遮断器においても、い
ずれの側の地絡事故にも対応することができる。

次に、本発明の他の実施例に係る直流遮断器について説
明する。

本実施例がさぎの実施例と異なるのは高速度開閉器ＩＯ
の開閉動作である。前述の実慢例のものにおいては、高
速度開閉器１０は、地絡事故がいずれの側に発生した場
合も遮断部の動作にある時間遅れをもって追随して開閉
動作を行なうようになっていたが、高速度開閉器は必ず
しもすべての地絡事故に対して開閉動作を行なう必要は
ない。即ち、第６図２よび第７図に示すように、地絡事
故が接続部Ａと反対側に発生した場合、遮断部１０が遮
断されると接続部Ａの電圧は回復するのでコンデンサ３
に対する充電が可能である。したがって、この場合、高
速度開閉器１０は閉じたままであって何等差支セない。

一方、前記実施例の説明でも述べたように、いずれの側
に地絡事故が発生したかを検出することは可能である。

それ故、窩速閑開・閉器は第４図および第５図に示すよ
うに、接続部Ａ側に地絡事故が発生した場合のみ遮断部
２に追随して開閉動作を行ない、接続部Ａと反対側の地
絡事故の場合は閉じた状態を保持させてやればよい。

なお、充電用スイッチ１１の動作はさぎの実施例の場合
と同じである。

このように、本実施例では、−地絡事故がいずれの側に
発生したかに応じて高速度開閉器の開閉動作を制御する
ようにしたので、さきの実施ルツ１１と同じ効果を奏す
るとともに、高速度開閉器の無１駄な作動を防ぎ、その
寿命を延長することができる。

なお、以上の各実施例の説明では、コンデンサを短時間
で充電するため、抵抗と光電用スイッチの直列回路を光
電用抵抗に並列に接続したが、充電用スイッチのみを充
電用抵抗に並列接続することも可能である。又、コンデ
ンサ放電用の投入スイッチおよびコンデンサ光電用スイ
ッチに代えて放′電ギャップを用いることもできる。

以上述べたように、本発明では、遮断部作轄峙に電流零
点を発生させるコンデンサを短時間で充うち前記コンデ
ンサとの接続部から延びる送電線路に挿入した高速度開
閉器とを設けたので、巌絡充電逆電流挿入方式の直流遮
断器においても、いずれの側の地絡事故にも対応するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の線路充電逆電流挿入方式の直流遮断器の
回路図、第２図および第３図は第１図に示す直流遮断器
の動作を説明するための回路図、第４図、第５図、第６
図および第７図は本発明の一実施例に係る線路光は逆電
流挿入方式の直流遮断器およびその動作を説明するため
の回路図、第８図（ａ）乃至（ｅ）は第４図乃至呉７図
に示す各部の動作を説明するためのタイムチャート、冥
９図は第４図乃至第７図に示す直流遮断器に検出手段を
付加した回路図、第１０図は第９図に示す＠流遮断器を
直流送電系統内に挿入した育流送′硯系璧の系絖図、第
１１図および第１２　：！￥１は第９図および第１０図
に示す検出手段で検出される電流の特性図である。 ２・・・遮断部、３−・・コンデンサ、４・・・リアク
トル、５拳・・充電用抵抗、６・・・投入スイッチ、１
０・・・高速度開閉器、１１・・・充電用スイッチ、１
２・・・抵抗。 第４図 第５図 ア １ＪＩ６図 第７図 ア

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　直流送電系統の事故により送電線路を遮断する遮
   断部と、この遮断部に並列に接続されたコンデンサと放
   電路形成手段より成る直列回路と、前記コンデンサの充
   電用抵抗とを備えたものにおいて、前記遮＠部が作動し
   たとぎ前記コンデンサを短時間で光電する光宜手段と、
   前記遮断部と前記直クリ回路の接続部であって前記コン
   デンサと前記放電路形成手段のうち前記コンデンサが”
   ２　’ＱＣされている１１１すから延びる送ｉ４線路に
   挿入された高速度開閉器とを設けたことを特徴とする直
   流遮断器。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記高速度開閉器
   は、少なくともこの高速度開閉器の前記遮断部と反対側
   の送′擺ツ路における事故に対して開閉動作をすること
   を特徴とする直流遮断器。 ；３．特許請求の範囲筆１項において、前記充電手段は
   前記光電用抵抗に並列に；歩続された低抵（冗・頁を有
   寸ろ折抗と′場閉手股の直列１洛より杖乙ことを特徴と
   する直流遮断器。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記充電手段は前
   記光電用抵抗に並列に接続された開閉手段より成ること
   を特徴とする直流遮断器。 ５、特許請求の範囲第１項において、前記高速度開閉器
   は少なくとも前記コンデンサの充電時間中同一状態を継
   続するように開閉制御されることを特徴とする直流遮断
   器。 ６、特許請求の範囲第３項において、前記低抵抗値は前
   記高速度開閉器が前記コンデンサの光電開始時の状態か
   ら次の状態に移行する前に前記コンデンサの充電を終了
   させる値であることを！＃做とする直流遮断器。