JPS59109873A - 三相共通タンク形遮断器の試験装置 - 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】 この発明は各相の遮断部が共通の接地タンク内に収容さ
れた二相共通タンク形遮断器によって三相短絡故障電流
を遮断する際の該；、つ断器の遮断性能を検証する試験
方法に関する。

一般に三相共通タンク形遮断器においては、各相の遮断
部の７−クエネルギによって生じた高温ガスがタンク内
に放出され、ｊｆＪ　ＮＲ部相互間および遮断部と大地
間の絶諦を低下させる。従ってこのような遮断器の遮断
性能の検証は、第１図に示すように、短絡発電機よりな
る三相電源１人の各相の端子を電流調整用リアクトル２
を介して昇圧変圧器３の１次側の各相の端子とそれぞれ
接続するとともに、その２次側の各相の端子を供試遮断
器の電源側の各相の端子とそれぞれ接続し、その負荷側
の各相の端子を一括接地して、各相の遮断部を流れる短
絡電流と、該短絡電流の遮断後に遮断部の遮断接点間、
遮断部相互間および遮断部・大地間とに印加される電圧
が、該遮断器が使用される実回路と同一となる高電圧大
電流の三相直接試験により行なうのが望ましいが、この
ような大容量の三相電源を設備化することは経済的に困
難である。従って一般には低電圧大電流を供給しうる電
流源回路と、再起電圧を供給し５る電圧源回路とを組み
合わせ使用する７合成試験方法が試みられ【いる。第２
図にこのような合成試験回路の例を示す。図においてＩ
Ｂは低電圧の三相電流源で、供試遮断器４０１つの相（
ここでは人相）の電源側端子を単相の補助遮断器６を介
して電流調整用リアクトル２の負荷側端子に接続し、こ
れら両遮断器間の接続導体を電圧源回路８に接続して合
成試験回路が構成される。７Ａは低電圧下においてアー
クが早く切れすぎないように補助遮断器の電流源回路５
側に接続されたアーク延長回路で、一般に電流源５より
供給される大電流が零値を通過する直前に反対方向の衝
撃性長波尾電流を前記補助遮断器６と供試遮断器４とを
通して強制的に流通せしめてアークをさらに一本波以上
延長させるためのものである。７Ｂ、　７Ｃは同様に供
試遮断器のＢ相、Ｃ相の電流源回路５側に接続されたア
ーク延長回路で、供試遮断器４の人相が遮断の第１相と
して実回路と同じアーク時間をもって遮断されるまでＢ
相、Ｃ相の両電流を継続させるためのものである。この
合成試験回路においては所定の大きさの三相電流が実回
路と同一の相順をもって供試鴻断器中を流れ、供試遮断
器の人相が遮断第１相として電流を遮断した後、Ｂ、Ｃ
相電流は実回路と同じくこれら２相を環流する２相短絡
電流となり、アーク電圧による電流の変歪を除けば電流
に関しては完全に実回路と等価である。また供試遮断器
４力電流趨断性能の検証に関しても、電流遮断時の再起
電圧が電圧源回路８より供給されるので実回路との等画
性に問題はない。しかし遮断部尺 相互間および速断部・僻地間に印加される電圧は以下に
述べるように実回路と一致しない。すなわち実回路の中
性点が非有効接地で、三相短絡が接地を伴って発生した
場合の該実回路における遮断第１相の電流遮断時に該第
１相の遮断接点間に印加されろ再起電圧の定常成分の波
高値は、該実回路の相電圧波高値をＥとすると１，５Ｅ
であり、この値の電圧は第２図の電圧源回路８から供試
遮断器４と補助遮断器５との接続導体に供給されかつ残
留するので、供に遮断器の遮断接点間には実回路と同一
波高値の電圧ストレスがかかるが、各相の遮断部相互間
および各相のＩＩ　［ｒ部と大塊間には第１０図に示さ
れるように供試４断器４のＲ，Ｃ相が電流を遮断した時
間段階■以降において特に遮断部と大地間に印加される
電圧が実回路と易なる。

第１０図は３相Ｉｓ、絡電流り一供試４断器の各相の遮
断部において順次遮断される際のそれぞれの時間段階に
おける供試遮断器の各相の電源側および負荷側端子の対
地電位の定常分波高値を示すもので、■は遮断第１相と
なる相（ここでは人相）の遮断瞬時を、■は第１相遮断
什より第２，３相遮断前までを、■は＠２，３相遮′ｌ
！ｊＴ門時を、■は第２，３相遮断級をそれぞり、ｉ味
する。同図においてＥは実回路の相電圧波高値を、Ｕは
電流源回路の相電圧波高値を、Ｗは遮断電流の周波ε、
すなわち商用周波の角周波数を、ｔは時間をそれぞれ意
味し、時間段階■における時間ｔの原点は時間段階１１
時間段階ＩＶＫおける時間ｔの原点は時間段階■である
。

またＶｎは時間段階■において供試遮断器の各相端子の
対地電位中の最大値の波高値、■Ｌ−同じく時間段階■
におけろ各相の端子ど他相の端子との間の電位差が最大
どなる幼子相互間の最大霧圧波高値を意味する。第３図
は第２図における補助遮断器６を省略した従来の別の合
成試験回路の例で、供試遮断器中の２相を互（・Ｋ単相
試験における供試遮断器と補助遮断器の関係で使用する
ものである。すなわあこの例においては人相が補助遮断
器、Ｃ相が供試遮断器の関係となり、この両相がともに
遮断の第１相となって人相電流を遮断するとともに電圧
源回路８から定常成分の波高値が１．５Ｅの再起電圧が
供給される。この試験方法においては補助遮断器を省略
し５る利点はあるが、第１０図の時間ｗ階■１試後にお
いて第２図の例と同様、特に各相の遮断部と大地との間
に印加される電圧が実回路と腎なる。また第４図は第２
因と第３図とを組み合わせた従来のさらに別の合成試験
回路の例で、遮断の第１相すなわち人相の電流が遮断さ
れる際に電圧源回路８より人相に供給される再起電圧の
定常分波高値は１．５Ｅで箒２図と同じであるが、Ｂ、
Ｃ＠雷電流遮断時に電圧源回路１０より供給される再起
電圧の定常分波高値は１．０Ｅでありかつその極性が遮
断第１相と逆になっている点が第３図の場合と異なっ【
いる。これにより時間段階■以後においてＢ、　Ｃ相遮
断部のそれぞれの遮断接点間およびＢ、　Ｃ相のそれぞ
れ一万の端子と大地との間に印加される電圧は実回路の
場合と極めて近似するが、人相遮断部の電源側端子と大
地との間および人相遮断部の電源側端子とＢ、Ｃ相の各
端子との間は実回路と一致しな〜・。特に人相の電源側
端子とＢ、Ｃ相の負荷側端子との間には２．５Ｅが印加
され極めて過酷である。以上のように従来の三相合成試
験方法においては第２，３相の遮断後における遮断部と
大地との間ないしｉ！！！断部相互間Ｋかかる電圧が実
回路と太き（相異するという欠点があった。さらに第３
図においてはＣ相の遮断部に人相の電流が、また第４図
においてはＢ相の遮断部にＣ相の電流が流れ、実回路と
異なる位相の電流が流れることになる。一般に三相共通
タンク形ｆｉ断器にあっては各相の遮断部が共通タンク
内に近接して並設されており、また各相の遮断部におけ
る電流経路の方向も互いに平行である。このため各相の
遮断部の遮断接点間に生じたアークはその隣接相を流れ
る電流によって強い電磁力をうけ、遮断部の中心軸を外
れて偏在ないし鍔面されようとする。またこの偏在の位
置やｆｆｌｊ曲の方向は隣接相の電１ａＴ、の時時刻刻
の大きさと方向すなわち位相によって左右される。従っ
てアークがたとえば消弧性ガスの吹付けをうけて消弧さ
れる形の遮断器においてはアークに融れて熱分解した高
温ガスがタンク内に放出される方向も隣接相の電流の位
相によって左右され、遮断筒」相が遮断した直後の該第
１相と隣接相の遮断部相互間ないし該第１相遮断部と大
地との間の絶縁耐力も隣接相の電流位相の影響をうける
。従って第３図ないし第４図の試験方法による場合は遮
断器の構造によっては遮断第１相の遮断部の電流遮断性
能ならびに該遮断部と隣接相の遮断部ないし大地との間
の絶縁耐力の正しい検証が行われず、このため第３図な
いし第４図の試験方法は適用上普遍性を欠くとい５、欠
点があった。本発明は以上のような欠点を除去し、１回
の試験によって三相共通タンク形ｓｌｌ＋７ｒ器の三相
電流遮断性能とその際の絶縁性能とを検証し５る、等個
性の高い、経済的な試験方法を提供することを目的とす
る。

この目的は大電流を供給しうる三相電流源回路と、再起
電圧を供給しうる第１および第２電圧源回路とを使用し
、単相の補助Ｓ＠器を介して供試遮断器のｊ鷹断第１相
となる相の電源側端子を前記三相電流源回路の対応する
相と、また前記供試遮断器の他の２相の電源側端子を直
接前記三相電流源回路のそれぞれ対応する相と接続する
とともに、前記供試１ｇ＠器の１鷹断第１相となる相の
電源側端子を前記第１電圧源回路と、また前記供試遮断
器の各相の負荷側端子を一括して前記第２電圧源回路と
接続し、かつ前記第１Ｎ圧源回路より供給された再起電
圧の定常分を減衰させる回路素子を該第１？［庄原回路
に附加することによって達せられる。

以下本発明の詳細を図面に示す実施例にもとづき説明す
る。

第５図に本発明による試験回路の実施例を示す。

図において第１図ないし第４図と同一の符号は同一の機
器、回路または回路要素を意味する。図において１１は
第１電圧源回路で、図示されていない整流装僅によって
充電されるコンデンサ１１１、始ｓｍｉ付き放電ギャッ
プ１１２、リアクトル１１３、供試遮断器４に供給され
る再起電圧の初期過渡分の周波数と振巾率とを調整する
抵抗１１４とコンデンサ１１５．再起電圧の初期過渡分
の立上り部分の波形を調整するコンデンサ１１６とを備
え、その出力端子が供試遮断器の遮断第１相となる相す
なわち人相の電源側端子と接続されかつ該第１電圧源回
路より供給された再起電圧の定常分を減衰させる抵抗１
１７が該第１電圧源回路の出力端子ないしこれと同電位
にある導電部と大地との間に接続されている。また１２
は第２電圧源回路で、電流源回路のＢ、Ｃ相の線間電圧
を昇圧する昇圧変圧器１２１と、該昇圧変圧器の高圧側
電流を制限する高抵抗１２２とを備え、その出力端子が
前記供試遮断器４の各相の負荷側端子と接続されている
。このようにして構成された試験回路において三相電流
の遮断試験を行なう際の試験の手順ならびに回路各部の
電圧、電流の時間ダ化は次の通りである。

まず三相電流源ＩＢの各相に設けられた図示されていな
い投入器を開路状態に、また供試３１１断器４と補助遮
断器６とを閉路状態とし、三相電流源ＩＢすなわち短絡
発電機を始動させて所定の電圧と周波数とを発生させる
。同時に第１電圧源回路１１のコンデンサ１１１を図示
されていない整流装ｆｉｔを介して所定の電圧に充電す
るとともに、アーク延長回路７Ａ、７Ｃ中に組み込まれ
た図示されていないコンデンサを所定の電圧に充電して
試験の準備を完了する。試験に当ってはまず前記投入器
の投入により電流Ｗ＠整用リアクトル２を介する所定の
大きさの三相電流が供試１磨断器４に供給される。供試
遮断器４の各相の負荷側端子は相互に接続されているか
ら供試遮断器の各相を流れる電流の相順は実回路と同一
となりアーク電圧による電流の変歪を除けば電流に関し
ては実回路と完全に等価である。またアーク電圧による
電流の変歪は電流源の電圧がアーク電圧に比して数倍程
度高げれば無視できるほど小さく、一般には変歪を補償
する必要を生じない。もし無視できない程度に変歪を生
ずる場合は電流調整用リアクトル２の調整によっ【変歪
分を補供する。従って共通タンク内に収容された各相の
遮断部から放出される高温ガスの酸タンク内の分布状況
やその時間的変化は実回路と同一となり、１ｌｌｌｌ断
部における遮断接点間、２！！断部相互間％遮断部・大
地間の絶縁耐力も実回路において遮断する場合と同一と
なる。またこれら絶縁間隙に印加される電圧も第１１図
に示されるよりに時間段階■すなわち第２，３相の電流
遮断の直前まで実回路と一致する。第１１図は本発明の
試験方法によって試験をする際の供試遮断器の各相端子
の対地電位を示すもので同図におけるそれぞれの時間段
階の区分Ｉ　、　ｎ　、　Ｔ１．Ｉ　、　ＩＶならびに
図中の記号の意味は第１０図と同じである。ひきつづき
第２．３相の電流が遮断されると、□電流源回路のＢ、
Ｃ相の間で零値から立上がる線間電圧が昇圧変圧器１２
１の一次個巻線にかかり、これが昇圧されて二次側巻線
より高抵抗１２２を介して供試遮断器４の各相の負荷側
端子に印７Ｉ１１される。このときの印加電圧の定常分
波高値は第１１図の時間段階■に示されるように実回路
の相電圧波高値に等しく、極性は第１相に供給された再
起電圧の定常分と逆である。

この第２町圧源回路より供給される再起電圧の定常分は
以後三相電流源１Ｂの周波数丁なわら試験の商用周波数
をもって振動するので供試遮断器の遮断部と大地との間
に印加される電圧は実回路と一致する。−万第１電、圧
源回路１１の出力端子と同電位の導電部と大地との間に
は抵抗１１７が接続されており、第１電圧源回路１１よ
り供試遮断器４の遮断第１相すなわち人相に供給された
再起電圧の定常分は遮断の第２，３相すなわちＢ、Ｃ相
の電流が遮断される瞬時、すなわち人相電流が遮断され
ま た瞬時から商用周波の４ザイクル後に、供試遮断器４０
人相の電源側端子とＢ、Ｃ相の負荷側端子との間、すな
わち遮断部相互間に印加される電圧の命大値が実回路と
同じ（シ１−Ｅ　となるように抵抗１１７の抵抗値が設
定されているので、遮断部相互間および遮断部・大地間
にはそれぞれ最大ＧＥおよび１．ＯＢが印加されること
となり実回路と同一となる。また人相遮断部の遮断接点
間にはＢ。

Ｃ相遮断の瞬時に実回路より高い９Ｂが印加されること
になるが、この電圧は電流遮断時の再起電圧ｘ、５ＥＫ
ｉＦｄえた後さらに１／／１サイクルを経て印加される
電圧であるから実質的には実回路に比して特に過酷とは
ならず従って等価性が損われることはない。このときの
遮断接点間ならびにＡ、Ｂ相およびＡ、Ｃ相の遮断部相
互間の印加電圧の時間経過を第６図のｘｍ部で示す。第
６図にお（・てｅｌは第１電圧源回路より供給された再
起電圧＋８２は第２′ｗＬ圧源回路より供給された再起
電圧である。第６図に見られるように第１電圧源回＠１
１より供給された再起電圧の定常分はＡａ電流の遮断瞬
時の値ｌ、５Ｅから抵抗１１７により電気角ン２後に０
．７３２Ｅまで減衰し、この位置において第２電圧源回
路から供試遮断器の負荷側端子に対して定常分波高値が
１．ＯＢの逆極性の再起電圧が供給さ訃るので、人相の
遮断接点間には定常分波高値がＶ７Ｅの電圧が印加され
るが、この遮断接点間の電圧は時間とともに：１．ＯＥ
Ｋ漸近して行き実、回路と一致する。

以上のように抵抗１１７を使）Ｔｊすることにより薄断
部における遮断接点間−遮断部相互間および、壇断部・
大地間のそれぞれに印加される電圧過酷塵を一回の試験
により実回路に近似させることができる。

なお遮断部相互間に実回路と同じくへＥの電圧を紺；続
して印加させる場合には第７図に示すように抵抗１１７
０代わりに抵抗１．２３とコンデンサ１２４とを直列に
？続した直列素子を使用するのがよい。

このようにすれば第８図に示すように遮断部相互間Ｋ　
りＥの電圧が継続的に印加される。ただしこの場合には
遮断第１相となる相の遮断部におけるａ断接点間にも９
Ｅが継続して印加されることになるが、この電圧は前述
のよ５に電流遮断時忙１．５Ｅの電圧に耐えた後さらに
４ザイクルを経て印加される電圧であるから実回路に比
し特に過酷な試験を行なったことにならず、等価性が損
われることはない。なおこの直列素子は必ずしも第７図
のように第１電圧源回路１１の出力端子と同電位の導電
部と大地間に設ける必要はなく、たとえば第９図のよ５
に再起電圧の過渡分の周波数と振巾率とを調整する回路
素子すなわち抵抗１１４とコンデンサ１１５とからなる
回路素子中のコンデンサ１１５と並列に接続しても同一
効果を得ることができ、かつ小形化できる利点がある。

以−ヒのよ５に本発明によれば供試遮断器の各相の遮断
部を流れる電流の大きさと位相とを実回路と一致させる
ことができるほか、各相の遮断部の遮断接点間、遮断部
相互間、遮断部・大地間に実回路と等価な電圧を一晶験
により印加することができる。なお本試験方法における
試験回路の制御は第２電圧源回路を使用しない従来の単
相合成試験における制御と全く同一で何らの繁雑さも増
さず、また第２電圧源回路を従来の単相合成試験回路に
追加する費用も一般の短絡試験場が所有する変圧器を使
用できることから僅少ですみ、試験実施が経済的にでき
るという効果も同時に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は三相直接試験回路、第２図は三相電流遮断に対
する従来の合成試験回路の例、第３図は三相電流遮断に
対する従来の合成試験回路の別の例で第２図における補
助遮断器６を省略し、供試遮断器中の２相を補助遮断器
と供試遮断器の関係で使用するもの、第４図は第２図と
第３図とを組合わせた従来のさらに別の例を示す。第５
図は本発明による三相電流遮断の試験回路の実施例、第
６図は第５図の試験回路において三相電流を遮断した際
の供試遮断器の遮断第１相（人相）の遮断接点間ならび
にＡ、Ｂ相およびＡ、Ｃ相の遮断部相互間に印加される
再起電圧波形を斜線部で示す。 また第７図、第９図は第５図の試験回路の変形例を示し
、第８図は第７図、第９図の試験回路において三相電流
を遮断した際の供試遮断器の遮断第１相（人相）の遮断
接点間ならびにＡ、Ｂ相およびＡ、Ｃ相の遮断部相互間
に印加される再起電圧波形を示す。第１０図、第１１図
は遮断の各時間段階における供試遮断器の各端子の対地
電位定常分波高値を示す。 ４　供試遮断器　５・・・三相電流源回路、６・・補助
遮断器、１１・・第１電圧源回路、１２・・・第２電圧
源回路、１１７・・抵抗、１２３・・・抵抗、１２４・
・・コンデンサ、１２５　抵抗、１２６・コンデンサ。 す　　１　　図 才　　２　　図 ｆ　　３　　町 ＋ オ　　４　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）各相の遮断部が共通の接地タンク内に収容された三
   相共通タンク形遮断器の試験方法であって、大電流を（
   １１′給し５る三相電流源回路と、再起電圧を供給しう
   る机１および第２電圧源回路とを使用し、単相の補助遮
   断器を介して伊試檀断器の４断第１相となる相の電源側
   端子を前記三相電流源回路の対応する相と、また前記供
   試遮断器の他の２相の電＃側端子を直接前記三和笛流源
   回路のそれぞれ対応する相と接続するとともに、前記ｍ
   試遮断器の遮断第１相となる相の電源＃端子を前記第１
   ？＋！圧源回路と、また前記供試遮断器の各相の負荷側
   端子を一括して前記第２Ｎ圧源回路と接続し、かつ前記
   第１電圧源回路より供給された再起電圧の定常分を減衰
   させる回路素子を＃第１電圧源回路に附加して三相電流
   の遮断試験を行なうことを特徴とする三相共通タンク形
   遮断器の試験方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法において、再起電
   圧の定常分を減衰させる回路素子が抵抗であることを特
   徴とする三相共通タンク形遮断器の試験方法。 ３）特許請求の範囲第１項記載の方法において、再起電
   圧の定常分を減衰させる回路素子が直列に接続された抵
   抗とコンデンサとからなることを特徴とする二相共通タ
   ンク形遮断器の試験方法。 ４）特許請求の範囲第１項記載の方法において、第１電
   圧源回路に附加される回路素子が該ｔ１電圧源回路の出
   力端子ないしこれど同電位にある導で部と大地との間に
   接続されたことを特徴とする三相共通タンク形遮断器の
   試験方法。 ５）特許請求の範囲Ｍ１項記載の方法において、第１電
   圧源回路に附加される回路素子が、計第１電圧源回路よ
   り供給される再起電圧のｉＡ渡分の周波数と振巾率とを
   調整する回ｖｆ素子中のコンデンサと並列に接続された
   ことを特徴とする三相共通タンク形；嘔断器の試験方法
   。