JPS6013254B2 - 直流しや断器 - Google Patents

直流しや断器

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JPS6013254B2
JPS6013254B2 JP51116535A JP11653576A JPS6013254B2 JP S6013254 B2 JPS6013254 B2 JP S6013254B2 JP 51116535 A JP51116535 A JP 51116535A JP 11653576 A JP11653576 A JP 11653576A JP S6013254 B2 JPS6013254 B2 JP S6013254B2
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Japan
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current
resistor
capacitor
circuit
disconnector
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JP51116535A
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JPS5342377A (en
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悟 柳父
進 西脇
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/59Circuit 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
    • H01H33/596Circuit 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

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は高電圧、大容量送電系に使用するに適したし
や断器に関する。
交流しや断器は普通接点を開き、その時発生するアーク
を電流零点でしや断する。
しかし、直流しや断器の場合には電流零点が無いので種
々の工夫がなされている。第1図はその一つを示すもの
である。第1図において、CBは真空、SF6、空気等
を消弧媒体としたしや断部、Cはコンデンサで図示しな
い別電源から常時充電されている。Lはリアクトル、S
はスイッチであり、この直流しや断器は次のように動作
する。しや断部CBが関極して極間にアークが形成され
る。スイッチSを閉じるとコンデンサーCの電荷がリア
クトルLを通して放電され、この放電々流loがしや断
すべき直流アーク電流1と童畳して電流零点が形成され
る。第2図はこの原理の直流しや断器を設けた直流送電
系を示す。Lsは平滑リアクトル、R8は交流‐直流変
換装置、Trは変圧器、F‘まフィルター、サージキヤ
パシターを示す。すなわち第2図に示す一般的な直流送
電回路に第1図に示した直流しや断器を接続すれば、第
1図で述べた原理によりしや断部CBを流れる電流1は
しや断される。しかし平滑リアクトルLsには一定電流
1が流れており、しかし回路にリアクトルL、コンデン
サCの高インピーダンスが挿入された状態となる。一方
平滑リアクトルLsにはLs12の磁気エネルギーが貯
えられているため、このエネルギーが高インピーダンス
回路である前記L−C又は回路のフィルターFを通って
放電するとき、1・Z(リアクトルL、コンデンサC回
路)又は1・Z(フィルターF)のサージ電圧を発生す
る。これはL,Cの値やフィル夕−Fの値から考えると
非常に大きな電圧となる。この為この過電圧を抑制する
装置を付加した前記高周波電流重畳方式の直流しや断器
が開発されている。これの概略を第3図に示す。Rはコ
ンデンサCの充電用抵抗、Rsは従来避電器の特性要素
として用いられているSICを成分とする非直線抵抗体
、TG1,TG2,TG3はトリガーギャップを示す。
そしてこの構成のしや断器は次のように動作する。第3
図に於て、コンデンサCは直流線路より抵抗Rを介して
充電されている。ここでしや断部CBを開極し、またト
リガーギャップTGIを動作させて放電させると前述し
たようにしや断部CBに零点を作る。即ちしや断部CB
を流れていた電流1はこの時点でコンデンサC−リアク
トルLの回路に転流する。このとき前述した通りサージ
電圧がC‐Lの両端及び大地間に発生するが、この電圧
でトリガーギャップTGが放電する。従ってエネルギー
吸収装置である非直線抵抗体Rsは大地に接続されるこ
とになり、これによって第3図では示していない平滑リ
アクトルLsのエネルギーは非道線抵抗体Rsに吸収さ
れ、サージ電圧発生を抑制する。しかしこのエネルギー
が零になっても回路電圧に相当した分の電流が流れ続け
、非直線抵抗体Rsの劣化を早めるため、前記動作終了
後則ちエネルギー吸収後はす早く非直線抵抗体Rsを回
路から切り離す必要がある。一方コンデンサCは、トリ
ガーギャップTGIの放電によって十Voの状態から転
流電流を半波だけ流したことにより、半波分のエネルギ
ーを消費した分だけ十Voより少ない逆極性に充電され
ている。この充電エネルギーを、トリガーギャップTG
3を動作させて放電することによりC−TG2−TG3
−Lのループ電流が流れ、従ってトIJガーギャツプT
G2,TG3に電流零点ができ、非直線抵抗体RSを流
れる電流がしや断される。一方直流しや断器として第4
図に示す構成が開発されている。
即ちCB.,CB2はしや断部、Rは線形又は非線形抵
抗体で、これは次のように動作する。まずしや断部CB
,が開極しアーク蟹圧を高くしてしや断電流1を抵抗体
Rに転流する。このとき電流はしや断電流1から絞られ
て小さくなり1・となる。次にしや断部CB2を関極し
てアーク電圧を高くして電流1,をしや断する。第2図
に示すような直流系統中で第4図のしや断器を用いる時
は、平滑リアクトルLsのエネルギーはしや断部CB,
CB2のアーク及び抵抗体Rで消費される。さて、1回
線2端子の直流送電系に直流しや断器を適用すると一般
的に第5図のようになる。即ちDCCB1,DCCB2
は直流しや断器、Ls,,Ls2は平滑リアクトル、F
,,F2はフィルターサージキャパシター、Re,,R
82 は交直変換器である。図に示す直流送電系に於て
第3図に示す高周波電流重畳方式の直流しや断器を用い
ると例えば直流しや断器DCCBIをしや断すると、平
滑リアクトルLs・のエネルギーによる過電圧はDCC
BIのサージ抑制装置である非直線抵抗体Rsにより抑
制されるが、平滑リアクトルLs2のエネルギーよる過
電圧は抑制されない。また、第4図に示すようなアーク
電圧上昇型の直流しや断器を用いると平滑リアクトルL
s,,Ls2の両者のエネルギーが吸収される。しかし
このような構成のしや断器にあっては主しや断器CB,
の他の抵抗しや断部C&が必要であるため構造が複雑と
なる欠点がある。この発明は上記点に鑑みなされたもの
で抵抗しや断部を改良した構造の簡単な直流しや断器を
提供することを目的としている。
本発明の一実施例を第6図に示す。
第6図において、主しや断部CBは十側母線10に接続
され、このしや断部11に並列に金属酸化物を主体成分
とした非直線抵抗体RNとトリガーギャップTGの直列
回路が接続される。金属酸化物を主体成分とした抵抗体
RNに並列に、コンデンサCとりアクトルLよりなる高
周波電流を発生する直列回路を接続する。リアクトルL
と前記トリガーギャップTGの接続点に一端を接続した
コンデンサ充電用抵抗体Rの他端を一側母線11に接続
する。第6図において、RNは、最近の金属酸化物、例
えばZn○を主体成分とした非直線抵抗体で、従来のS
ICなどと比らべて非常にすぐれた非直線性を持つ。
この非直線抵抗体RNは、直流回賂電圧Eに対する電流
値が第7図に示すように1〔wA〕前後になるように構
成されていて、直流回路電圧Eが常時印加されていても
熱的に破壊しないようになっている。従って、非直線抵
抗体RNは、充電用抵抗Rを通じてほぼ直流回路電圧E
に充電されているコンデンサCと並列に常時接続されて
いても熱的に破壊することはない。また、コンデンサC
の亀衛は、常時非直線抵抗体RNを通じて放電されてい
るが、直流回路からの充電抵抗Rを通しての充亀々流の
方がはるかに多いので、コンデンサCの充轟々圧はほぼ
直流回路電圧Eに保たれる。さてしや断部CBは最初閉
じているが、しや断指数により開極して極間に直流アー
クが形成される。
続いてトリガーギャップTGを放電するとコンデンサC
の電荷を電源としてコンデンサCーリアクトルLートリ
ガーギヤツプTG−しや断部CBの回路で高周波電流l
oが流れ、直流アーク電流1と重畳されて電流零点が形
成される。しや断部CBはこの電流零点でしや断する。
するとしや断電流1は非直線抵抗体RNに転流して第7
図に示す電流−電圧特性に従って非直線抵抗体RNの端
子間に電圧が発生するが、例えば第5図に示すような直
流送電系にこのしや断器を適用すると平滑リアクトルL
s,,Ls2 のエネルギー艮0ちおよそ享Lq12十
裏LS212のヱネルギ−をこの非直線抵抗体RNが消
費した後は、第7図に示すRNの非直線特性の故に抵抗
体RNを流れる電流は1〔凧A〕程度以下となる。従っ
て最終的にトリガ−ギャップTGを流れる電流は、この
抵抗体RNを流れる1〔肌A〕程度以下の電流と、充電
用抵抗Rを通して流れる1〔A〕程度以下の電流の和と
なって、この程度の直流アーク電流はトリガ−ギャップ
TGでしや断可能である。トリガーギャップTGのしや
断により直流回路はしや断されたことになる。上述の説
明では、第5図の直流送電系を対象として説明してきた
しかし、第6図に示す本発明の直流しや断器は、第5図
点線に示すような直流送電系の短絡しや断の場合でも使
用できる。この場合DCC81のしや断の場合には非直
線抵抗体の消費するエネルギーは平滑リアクトルLs,
のエネルギーであり、トリガーギャップTGのしや断す
る電流は非直線抵抗体RNの電流である。尚上記実施例
ではトリガーギャップTGを使用したが、このトリガー
ギャップTGに代えて機械的に接点を開閉する投入スイ
ッチを設けてもよい。投入スイッチを使用する場合には
、トリガーギャップの放電のかわりに投入スイッチを投
入し、1〔A〕程度以下の電流をトリガーギャップでし
や断するかわりに投入スイッチを開極してしや断するこ
と以外は前述の実施例と同じである。以上説明したよう
に本発明によれば主しや断部に並列に、金属酸化物を主
体成分とする非直線抵抗体と電気的投入及び分離機能を
有する装置とを直列接続した回路を接続するようにした
ので、従釆装置の欠点であった抵抗しや断部が不要とな
り構造を簡易化できる。また過電圧を抑制しうる直流し
や断器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は直流しや断器の原理図、第2図は直流送電系に
おける直流しや断器の使用例を示す図、第3図及び第4
図は直流しや断器の他の例を示す夫々回路図、第5図は
1回線2端子の直流送電系に於ける直流しや断器の使用
例を示す系統図、第6図は本発明の一実施例を示す回路
図、第7図は本発明に使用される金属酸化物を主体成分
とする非直線抵抗体の特性図である。 CB・・・…しや断部、RN・・・・・・金属酸化物を
主体成分とする非直線抵抗体、TG・・・・・・トリガ
ーギャップ、C……コンデンサ、L……リアクトル、R
…・・・充電用抵抗体。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 金属酸化物を主体成分とする非直線抵抗体と電気的
    投入機能及び分離機能を有する装置を直列接続してこれ
    をしや断部と並列接続し、前記しや断部に高周波電流を
    流すべく、コンデンサとリアクトルと充電用抵抗とを直
    列接続し、前記リアクトルと充電用抵抗との接続点と前
    記非直線抵抗体と電気的投入機能及び分離機能を有する
    装置の接続点とを接続して成る直流しや断器。 2 前記電気的投入機構及び分離機能を有する装置がト
    リガーギヤツプである特許請求の範囲第1項記載の直流
    しや断器。 3 電気的投入機能及び分離機能を有する装置が投入ス
    イツチである特許請求の範囲第1項記載の直流しや断器
JP51116535A 1976-09-30 1976-09-30 直流しや断器 Expired JPS6013254B2 (ja)

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