JPS60180025A - 直流及び交流用しや断器 - 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、各種の範囲の負荷の電流を切換え電流が過多
になると負荷電流をしゃ断するための直流及び交流用の
しゃ断器に関する。

本発明はサイリスクしゃ断器と共に使用すれば特に有益
であるが他の装置を使用してもよく、高圧運転の場合、
或いはしゃ断器自体における電力損失を比較的少なくし
なければならない場合には、例えば真空しゃ断器を用い
るのが一般的である。

一般に既知のサイリス？しゃ断器は、転流コンデンサに
よって保持される電荷を用いるものであり、しゃ断器を
しゃ断する時、直列に接続したサイリスクのしゃ断器を
通って流れる電流と反対方向の電流を供給するものであ
る。サイリスクの電流はコンデンサからの電流によって
ゼロまで減少し、サイリスクの導通は阻止される。

上記しゃ断器の場合、しゃ断器の出力端子に過電圧を生
じさせることによって［流がしゃ断される。一般Ｉζこ
の過電圧は、回路に供給される電圧の４乃至５倍のオー
ダのものである。このように比較的高い電圧が生じると
いうことは、しゃ断器やそれに接続する負荷及び供給部
に用いる構成部は、該電圧に耐え得るような規格のもの
でなければならないことを意味する。

上記型式のしゃ断器の中には、最初にサイリスタΩ電流
とは反対の方向において転流コンデンサが充電され、更
に電荷がしゃ断器の入力端子を介して給電部から直接得
られるという利点を有するものもある。この種の既知の
しゃ断器は比較的高い過電圧を生じさせるか又は狭い範
囲の値を有する負荷を切り離すためのみに使用可能であ
る。後者の場合、しゃ断器を運転させるためにしゃ断器
自体における電流のしゃ断は、充電回路の第２抵抗器と
該負荷の抵抗構成部との直列接続体の値と極く概略で等
しい値の充電回路内の抵抗器に基づいている。代案とし
て、この棹の既知のしゃ断器に、負荷が極めて高くなる
ように２個の抵抗器を用いれば広範囲の負荷をしゃ断可
能であるが、これによって電流のしゃ断器におけるしゃ
断器の出力端子にかかる過電圧が大きくなるという問題
が悪化する。

明細書簡１，２６２，７６７号（米国特許第３，５５８
，９８２号に相当する）によれば、過電流が発生する時
に交流を主要ザイリスタから電流制限抵抗器へ切換える
が、過電圧の切換制御に関しては何ら言及されていない
ので、転流コンデンサのために設ける減結合インダクタ
ンスによる高い過電圧を必要としないような好適構造の
ものが望まれている。

本発明によるしゃ断器は、 しゃ断器の第１端子と第２端子との間に電流を搬送する
ように接続され、ゲートを設けた切換装置である第１切
換装塀と、 該電流の搬送を阻止しようとするとき該切換回路が必央
に応じて切換信号を送るだめの制御装置と、 該第１切換装置を通る第２切換装（角を介して接続され
たインダクタンス−キャパシタンス回路の一部を形成す
るコンデンサ装置を包含する第１転流装置と、 該第１及び第２ｎＡ子との間の電流が所定範囲以下であ
り、該第２切換装置が切換信号の発信時に導通状態に設
定されることを条件として、該第２切換装置が導通状態
にある時、該第１端子と第２端子との間の電流と反対方
向で、かつそれに等しい値になるまで上昇する電流を該
コンデンサ装置によって該第１切換装置へ送り、該第１
切換装置の導通状態を阻止するように該コンデンサ装置
を充電するための装置と、 該第１端子を介して該しゃ断器を通る電流のために、内
部電流の流れが停止した後で、該第１切換装置に代るも
のとして単数又は複数個の代りの回路を設けるように接
続した抵抗装置と、該第１切換装置内の電流の停止時間
に続く時間の終りに該抵抗装置を介して電流を停止させ
るための該第１転流装置に加える第２転流装置とを包含
し、 該コンデンサ装置が、該第１及び第２端子相互間に過度
電流を流して多大なエネルギーを貯え、該第１切換装置
の導通が阻止される時に該第２端子に現れる最大切換過
電圧を減少させるように該インダクタンス−キャパシタ
ンス回路に接続されることを特徴とする。

第１切換装置が導通を停止すると、しゃ断器に接続する
電源のインダクタンスに貯えられるエネルギーの一部は
抵抗装置内に消散し、一部はコンデンサ装置に伝送され
、抵抗装置の電流は第２転流装置によってしゃ断される
が、コンデンサ装置に貯えられるエネルギーは消散する
。しゃ断器が作動する時の電源電流は可変であることが
望ましｔ・。

切換える過電圧を最大限に減少させるために、コンデン
サ装置と抵抗装置の値は、短絡状態において（しゃ断器
を運転開始時の最大電源電流値に設定する）電源の貯蔵
エネルギーのほぼ半分（例えばエネルギーの半分±２０
％）が第」切換装置の導通停止にすぐ続いてコンデンサ
装置に伝送されるように選択する。次にエネルギーの多
くは、内部の電流が第２転流装置によってしゃ断される
前に抵抗装置内に消散する。次いで等しい値の電圧ピー
クが２回あるが１回はしゃ断の第１段階においてであり
、次は第２段階においてである。

過電圧のピークを最小値に保持し、該第１段階において
過度電流が減衰しすぎるように該抵抗装置及びコンデン
サ装置の値を選択することが望ましい。

本発明の別な利点は、コンデンサと抵抗装置の値を選択
することによって、切換える過電圧を通常供給電圧値の
半分をはるかに下回る値まで減少させるようにコンデン
サの充電及び放電率が制御可能なことである。第１切換
装置が導通を停止した後で、しゃ断器を通過する電流の
制御部分は、コンデンサによって保持される電荷量、従
つ゛Ｃ該コンデンサにかかる電圧を減少させるように該
コンデンサを迂回して配置される。従って１例えば第２
端子にて現れる切換電圧の量は（しゃ断器の共通の入力
／出力端子に比較して）著しく減少するＯ 本発明の抵抗装置の更に別な利点は、短絡ミスが生じた
場合、該抵抗装置によって持続短絡電流が制限されるこ
とである。

本発明によるしゃ断器は、反対方向の電流の他に該第２
端子から第１端子までの直流をしゃ断するか又は交流を
しゃ断し、該第１切換装置が両方向において電流を導通
可能で、該第２切換装置及び該コンデンサ装置がしゃ断
時に該第１切換装置を通る電流と反対の電流を該第１切
換装置へ送ることが可能なように構成可能である。

かくて、直流が単一方向へ流れる場合第１切換装置は単
一サイリスタを包含可能であるが、両方向へ直流が流れ
るか又は交流が流れる場合は、２個の並列接続した反対
極のサイリスタを設けることになる。前者の場合、第２
切換装置は、更に２個のサイリスタを有し、コンデンサ
装置は単一のコンデンサより成り、コンデンサからの電
流が単一サイリスクの電流と反対の方向において該単一
サイリスクを介して該コンデンサと抵抗装置を接続する
ように該２個のサイリスクを配置する。後者の場合、第
２切換装置は２組の更に別のサイリスクを包含し、コン
デンサ装置はコンデンサを１個又は２個有するくことが
望ましい）。上記各組のサイリスクは、並列接続したサ
イリスクを介して抵抗装置を接続する他に、コンデンサ
からの電流をサイリスタ内の電流と反対にするような方
向において単一コンデンサを介して並列接続サイリスク
の６各を接続するように配置可能である。

第２切換装置が後述の如きゲート付切換装置を有する場
合、第２転流装貨は、第１切換装瞳が導通を停止した後
で内部を流れる電流と反対の方向において第２切換装置
に電流を通すように接続した第３切換装置を包含するが
、該第３切換装置は、第１切換装買が導通を停止した後
で導通状態に設定される。次に第２切換装置の電流の切
換率を制御するだめの装荷を回路に設ける。例えば並列
の抵抗−容量回路を第２及び第３切換装置と容量装置に
直列接続する。

交流用として、第２転流装置は第２切換装置を包含する
が、この場合、抵抗装置及びゲート付切換装置の電流が
周期的にゼロになる傾向にある時にゲート付切換装置が
導通を停止するので、第２切換装置は第１及び第２端子
相互間において抵抗装置を接続するために単数又は複数
個のゲート付切換装置を使用する。

従って本発明の更に別の利点は、交流をしゃ断する際の
ものであり、これは、ゼロの直後に第２切換装置（単数
又は複数個のゲート付切換装置を設ける場合）、が非導
通状態になり、しゃ断器を通る電流がしゃ断されるので
、しゃ断器の構成部を通る電流は周期的にゼロになるこ
とである。

直流の場合、第２転流装置は、例えば第１切換装置を介
して抵抗装置及び別のサイリスクと直列接続するゲート
しゃ断サイリスク又は接触器等の切換装置を包含可能で
ある。

コンデンサ装置を充電するための装置は、しゃ断器の外
側の電源からコンデンサ装置の充電を可能にする接続部
と端子を包含するだけでよい。代案としては、コンデン
サ装置を充電するための装置は、しゃ断器の第１端子と
共通の入力／出力端子との間に直流用通路を設けるよう
に接続した整流装置と別の抵抗装置とを包含可能である
。該通路に抵抗装置を設けてもよい。

本明細書で用いる「テート付切換装置」という語句は、
該装置に電流が通る時、電流が停止するまで、又は運転
が制御されて電流が停止するまで低インピーダンスにて
とどまって、ゲート信号が発信されるまで実際の電流が
流れないような装置を意味する。例えば、陽極／陰極電
流がゼロ以下になった時に、サイリスタは高インピーダ
ンス状態に戻るが、真空しゃ断器においては、電極は先
ず離れはじめなければならず、次に接触点相互間のイン
ピーダンスが高くなる以前に電流を停止させなければな
らない。

本発明の他の特徴及び利点は本発明の実施例を示す添附
の図面を参照して以下に詳述する。

第１図のしゃ断器は直流又は交流をしゃ断するために使
用可能である。直流の場合、一般に運転電流は主として
一方向性であるが、回生負荷が接続する時には逆流可能
な場合もある。同様に咳しゃ断器はある種の直流配電及
びいずれの方向にも電流が流れる切換回路にも使用可能
である。交流運転の場合少数の構成部を省く。先づ直流
運転に関して該回路を説明する。

電圧Ｅ３、内部抵抗Ｒ８及び内部インダクタンスＬ８を
有する直流電源はしゃ断器の入力端子１０及び１１に接
続する。内部抵抗がＲＬで内部インダクタンスＬＬの負
荷はしゃ断器の出力端子１２及び１３に接続する。通常
電流は入力端子１０から出力端子１２まで流れるが、例
えは回生される時、逆流可能である。かくて、電流はサ
イリスタＴ　及び低値感応抵抗器１４又はサイリスタＴ
４及び低値感応抵抗器１５のいずれによるものでもよい
。導通を開始するために制候回路１６は電流が流れる方
向に基づいてサイリスタＴ□への通電／（ルスｌ　又は
サイリスタＴ４への通電パルス１ １　ｇ　４のいずれかを用いる。

制御回路１６の基準電圧によって設定される基準値以上
に増加する抵抗器１４又は１５のいずれかにかかる電圧
によって障害状態が感知される。

抵抗器１４にかかる電圧から前記障害が感知されると、
通電パルス１ｇ２及び１ｇ８によって２個のサイリスタ
Ｔ２及びＴ８は通電されるが、上昇して障害を指示する
のが抵抗体１５を通る電圧の場合、２個のサイリスタＴ
５及びＴ６が制御回路１６からの７Ｑルスｌ　及び１ｇ
６によって通電される。既６ 知の如く作用するフリーホイールダイオードＤ４は、逆
流電圧（ダイオードＤ４の導通方向におけるもの）が生
ずるのを防止するための負荷を介して接続される。標準
状態（非障害状態）でしゃ断するためにしゃ断器を使用
する必要がある場合、例えに手動式制御によって制御回
路１６によって適当な組の通電パルスが供給され、この
場合補正通電ノ９ルスは抵抗器１４又は１５にゼロ以上
の電圧が存在するか否かに基づいて選択される。

端子１０から端子１１までの電流を考慮して、通＠、ｅ
ルス’、ｔ２及び１．．８によって回路のしゃ断が開始
されると、コンデンサＣｋはサイリスタＴ２及びＴ８と
インダクタンスしｋによってサイリスタＴ□を介して電
流ｌｋを放電しはじめる。サイリスタＴ□の電流と反対
方向においてコンデンサＣｋからの初期放電流を引き起
すために、コンデンサＣｋは電源Ｅ、から（ダイオード
Ｄ１、抵抗器Ｒ□及びＲ２、スイッチＳ及びインダクタ
ンスＬｋによって）あらかじめ充電される。インダクタ
ンスしｋは離散成分でもよいが、該回路の標遊インダク
タンス及びコンデンサｃｋの内部インダクタンスによっ
て形成されることが多い。スイッチＳは、接触器である
ことが望ましいが、代案として、ゲートしゃ折式サイリ
スクを使用してもよい。コンデンサＣｋからの電流ｉｋ
はキャノξシタｙスーインダクタンス回路を流れるので
振動性である。前述の如く、該電流は先ずサイリスクＴ
□内の電流と反対方向になり、かくてサイリスタＴ１の
合成電流１１は量２が上昇する時にゼロまで降下する。

該回路の電流は、軽負荷電流のしゃ断に関して示す第２
図に図示する。電流１８が所望通りに設定可能な値ｌ、
まで上昇する時間ｔ１にてしゃ断が開始されるまで、端
子１０からの電流しは定値である。電流１ｋが上昇し、
サイリスタテ工が時間ｔ２において導通を停止する時に
電流１１はゼロまで降下する。

サイリスタＴ０の電流がゼロに到達した直後に電源Ｅ８
からの電流１ｓは２個の主要通路に沿って分流される。

すなわち第１にＩＲで示すようにダイオードＤ□、抵抗
器Ｒ１、スイッチＳ及びサイリスタＴ２によって分流さ
れ、第２に（１にで示す）サイリスタＴ８、コンデンサ
Ｃｋ、誘導子Ｌｋ及びサイリスタＴ２によって分流され
る。

Ｉｋ′で示すようにコンデンサの想定電流は上昇する。

抵抗器Ｒ２は抵抗器Ｒ工よりも比較的高い値を有する。

代表的なものを第２図に示すことができるように、電流
ｉｋはゼロまで降下し、この点においてサイリスタＴ８
は導通を停止する。次にコンデンサＣｋに蓄えられたエ
ネルギーの一部は抵抗器Ｒ□内にて消散する。ｌｓの想
定値はＥ、／（Ｒ，＋　ＲＬ）であるが、サイリスタＴ
８による導通停止及び分流後、該値は第２図に示すよう
にＥ、／　（Ｒ，＋　Ｒ□＋ＲＬ）の値まで減少するが
、この場合過減衰電流が生ずるようにＲ，を低いものと
する（ＲはコンデンサＣｋ及び誘導子Ｌｋ工 と並列であるから）。端子１０を通って流れている大部
分の電流は抵抗器１１□を介して通る。

１、がほぼ一定の時間ｔ８において、スイッチＳは開き
、抵抗器Ｒ１を通る電流は、別の通電パルス１ｇ８によ
ってエネルギー開放されるサイリスタＴ８、コンデンサ
Ｃｋ、インダクタンスＬｋ及びサイリスタＴ２＃こよっ
て形成される通路ｌこ伝達される。該通路はキャ／（シ
タンスＣ２を有するので、第２図に示す如く、スイッチ
Ｓが開く時間ｔ８とｔ４との間において電流はゼロまで
減衰し、サイリスタＴ２とＴ８は導通を停止し、電源を
負荷から解放する。

スイッチＳは従来型回路（図示せず）によって作動する
。すなわちノ９ルス１ｇ□又は１ｇ４のいずれかが発生
した後、電流ｉ８をシステムの定常電流定格によって決
定した限界と比較し、限界以下であれば、サイリスタが
通電されてソレノイドを作動させてスイッチを開く時間
ｔ８まで遅延を開始する。パルスｌ、８を開始してサイ
リスタＴ８を通電するためにも同一信号を使用する。

コンデン六□は時間ｔ８において電圧Ｅ、Ｒ□／（Ｒｓ
＋Ｒ□十札）まで充電するので、スイッチＳが開く時コ
ンデンサＣｋにかかる電圧は′電源電圧Ｅ、以下である
。時間ｔ８における電源からの電流ｌｌｌは時間ｔ２に
おける同一電流を下回るので、電源のインダクタンスＬ
、からコンデンサＣｋへ伝達されるエネルギーは、成分
値を間違いなく選択するものとして一般に電圧Ｅｌｌの
２倍を越えることなく該コンデンサによって吸収される
。

逆方向について、すなわち端子１２から端子１０までの
直流のしゃ断に関して次に説明する。かかる状態におい
て電流は先ずサイリスタＴ４を通り、しゃ断開始のため
に、トリがパルスｉ　及び１ｇ６５ をサイリスタＴ６及びＴ６に向ける。これは、端子１０
及び１２相互間の電流に対抗する方向においてサイリス
タＴ４を介してコンデンサＣｋを放電させる効果を有す
る。かくて、軽負荷のしゃ断のために、サイリスタＴ４
の電流１４と電流ｉ□とが交代している点を除いて電流
は第２図に示すように流れる。サイリスタＴ４が伝導を
停止すると、２個の通路によって、すなわち第１にサイ
リスタＴ６、コンデンサＣｋ、インダクタンスＬｋ及び
サイリスタＴ６による通路と、第２にサイリスタＴ　ダ
イオードＤ２、抵抗器Ｒ１％スイツ１ チＳ及びサイリスタＴ６による通路により電流は分流さ
れる。しゃ断の第２段階も先ずスイッチＳを開き、サイ
リスタＴ８を導通するように解放してコンデンサＣｋに
電流を通し、サイリスタＴ５及びＴ６が導通を停止する
時ゼロまで減衰させる。

端子１２及び１３に短絡が生ずる時に端子１０から端子
１２までの電流の直流運転を第３図に示ず。先ず、電源
からの電流ｌ、は定常状態で流れるが、時間ｔ。におい
て、線’ｍｅで示すように電流が急速に上昇する時に短
絡が生じる。この電流が値１．に到達し、抵抗器１４の
電圧が制御回路１６によって保持される基準値に到達す
ると、しゃ断が開始され、以後前述のような順序で進行
する。しかしながら、サイリスタＴ□がしゃ断されると
、電流は抵抗器Ｈ□によって分流されるので、電源Ｅ６
からの電流ｉｓは、最初に上昇した後で、第３図に示す
ようにｉ　Ｒ’　＝　Ｅ、（Ｒ１＋　Ｒ，）にほぼ等し
い値に制限される。端子１ｏ及び１３にて生じる最大電
圧上昇も、第２図を参照して記述した理由で減少する。

反対方向における電流の直流短絡運転も同様である。

第４図及び第５図は先行技術の回路と第１図の標準型回
路よりそれぞれ得たオシログラムによるものであり、得
られた相対減圧を示す。該オシログラムは最初の電流と
時間ｔ。における短絡をゼロとした。線Ｅ。は端子１０
及び１３にあられれる電圧を示し、これにより該電圧は
、先ず短絡を適用した時にゼロ近くまで降下し、次に先
行技術の回路に関する第４図において、過電圧Ｖ。まで
上昇する。第１図に示す回路に関″１−る第５図におい
て、ゼロ電圧期間の次には゛１圧ビークが２回あり、こ
れは使用する成分値の場合同一値のピークである。図面
から明らかな如く、第４図に示す最大過電圧は第５図の
ものの２倍以上である。＠５図の線１．（電源からの電
流）は、第４図に示づ一線′１．にほぼ等しい値まで電
流が最初に増加した後、第１図のしゃ断器を介する電流
降下率はしヤ断器に非常に減少する。

第１図の回路を交流しゃ断器として使用する場合、スイ
ッチＳとダイオードＤ４を用いず、抵抗器Ｒ□をサイリ
スクＴ２及びＴ６に直接接続する。

更に、制御回路１６は、電源Ｅ、からの交流印加電圧の
各々の半回路においてサイリスタＴ□及びＴ　に通電、
Ｑルス１　及び１ｇ４を供給し、これに４　ｇｌ よって電流が流れることになっているが、しゃ新開始時
に該ノ（ルスが停止する場合に実施される。

交流波形の陽極半サイクルの間のしゃ断は、端子１０か
ら端子１２まで電流が流れる場合の直流のしゃ断に関し
て記載したものと同様であるが、サイリスタＴ２及びＴ
８をしゃ断するためにスイッチＳを開口する代りに該サ
イリスクは供給波形の次の電流ゼロ地点において導通を
停止することのみが異なる。陰極半サイクル中のしゃ断
は、端子１２から端子１０まで電流が流れる場合の直流
に関して記載したものと同様であるが、陽極半サイクル
の場合のように、供給波形の電流がぜ口に達する時にサ
イリスタＴ６及びＴ６を通る電流がしや断されることの
みが異なる。。

低値負荷が接続される場合に交流を供給する陽極半サイ
クル中にしゃ断するための電流及び電圧を第６図に示す
。電源の電流ｌｌｌは、電流ｉｋによってサイリスタＴ
４が導通を停止する時間先〇においてしゃ断され、正弦
波の印加電圧Ｖが減少する時に抵抗器Ｒ１とサイリスタ
Ｔ２及びＴ８によって分流される電流が時間ｔ８におい
て徐々にゼロまで降下する点を除いて第２図のものと同
じ特性を有する電流となる。次にサイリスタＴ２及びＴ
　は導通な停止する。サイリスクＴ□の導通が阻止され
る時間ｔ２において僅かな過電圧が生じる。最初にサイ
リスタＴ４を通過して、サイリスタＴ　及びＴ６を介し
て分流される電流の場合の陰極半サイクル期間にしゃ断
が生じる時には逆ではあるが同様な曲線が得られる。

第７図は交流負荷が短絡する時の電流及び電圧の特性を
示す。電源電流１．が基準値ｌ−こ到達する時、制御回
路１６はサイリスタＴ２及びＴ８を通電し、しゃ断が開
始される。図示の如く、サイリスタＴ４を通る電流１□
は時間ｔ２において導通を停止し、該時間において時間
ｔ。とｔ工と並列結合を介してサイリスタＴ□からの電
流の分流によって電流が制限されるので、電源電流１８
は、点線で示す想定電流よりはむしろ時間糠の後で示す
実線に従う。

第８図のオシログラムは、先行技術のしゃ断器を使用し
て負荷値がゼロの電流からはじまる短絡中の最大過電圧
が、第１図による標準型しゃ断器を使用して得られる第
９図に示すものの２倍を大幅に上回ることを示す。

第１図に示す本発明の実施例は、端子１０及び１１を介
して接続する電源からコンデンサＣｋが最初をこ充電さ
れるサイリスタしゃ断器に関する。

本明細書において、該しゃ断器は内部に通電されるサイ
リスタしゃ断器として既知であり、しゃ断器の外側の電
源からコンデンサＣｋに充電するしゃ断器は外部通電し
ゃ断器として既知である。外部通電しゃ断器においては
コンデンサＣｋに直流電源を接続してもよい。かかるし
ゃ断器の運転は交流及び直流の場合も、軽負荷切換並び
に短絡しゃ断の場合も、第１図のものと同じであるが、
サイリスタＴ　又はＴ４が導通を停止した後で端子１０
からの電流が、ダイオードＤ１０代りにダイオードＤ　
によって抵抗器Ｒ□を通って流れるととのみが異なる。

内部通電しゃ断器において、コンデンサＣｋを充電する
役割を果すダイオードＤ□及び抵抗器Ｒ２を省く。交流
運転の場合、スイッチＳもなく、抵抗器Ｒ□はサイリス
タＴ２及びＴ６に直接接続する。

第１図の回路の改変型においては、スイッチＳの代りに
、サイリスタＴ２の電流を方向転換して別の電流にする
ための装置を用いる。かかる回路を第１０図に図示する
が、直流しゃ断器の場合、サイリスタＴ４とそれの転流
成分が省略しである。

電源Ｅ８まで逆流するために端子１２からのいかなる逆
電流をも可能にするようにダイオードＬ）６を任意に設
けてもよい。第１０図の回路の運転は、電流ｌＲが定常
値に到達する点までの一方向における直流運転に関して
第１図に記載したものと同様である。次にパルスｉｇ２
′によってサイリスタＴ２′が通電され、該時間におい
て、サイリスタＴ２が導通を停止するようにサイリスタ
Ｔ２′を通るコンデンサＣｋの電流がサイリスタＴ２の
電流に対抗するような方向においてコンデンサＣｋは充
電される。通常サイリスクＴ′２はコンデンサＣｋを備
える振動性回路にあるので、該サイリスタも次の電流ゼ
ロにおいて導通を停止する。

サイリスタ′ｒ２の転流によって第５図に示す第２の電
圧ピークが生じ、電流降下率及び該ピークの大きさを制
御するためにコンデンサＣ２と抵抗器Ｒ８を設ける。サ
イリスタＴ２に完全転流を供給するが、Ｃ２が充電され
ると該電流に与える抵抗器Ｒ８の影響は大きくなり、第
２ピークの太きさが該２個の成分の選択に基づくように
、最初にコンデンサＣは短絡回路として働く。Ｒ□、Ｒ
８、Ｃ及びＣ２の値を適切に選択することによって、第
１及び第２ピークを互いにほぼ等しくすることが可能で
あり、この状態において、電流のしゃ断器に生じる最大
切換過電圧は最小値まで減少すると見なされている。一
般に抵抗器Ｒは３Ｒ□乃至０．２５Ｒ１の範囲内にあり
、コンデンサＣ２の値はコンデンサＣｋよりはるかに小
さく、通常はＣｋ　７１Ｇ・以下である。しかしながら
、Ｒ，＜Ｒ□の時、Ｃ２を省いてもよい。

第１１図は、二方向性直流を流すことを可能にし、同様
に第１図の回路よりも効果的に交流をしゃ断する第１０
図の改変型を示す。サイリスタＴ４、サイリスタＴ５及
びサイリスタＴ４を転流する協働ダイオードＤ２の他に
、サイリスクＴ５を転流するためにサイリスクＴ′５を
設ける。サイリスタＴ６とダイオードＤ４及びＤ６も必
要であフ、この場合コンデンサＣｋとサイリスタＴ２と
の間にコンデンサＣ２と抵抗器Ｒ３とを並列接続したも
のを任意に位置決めする。

この場合コンデンサＣｋに初充電するための充′亀回路
は、ダイオードＤ１、抵抗器Ｒ１、ダイオードＤ４、抵
抗器Ｒ３、誘導子Ｌｋ及び抵抗器Ｒ２によシ構成される
。サイリスタＴ２が転流される時間までに、コンデンサ
Ｃ２は初充電と反対の方向に充電されるようにな９、Ｔ
′２が通電される時、サイリスタＴ′２、サイリスタＴ
２、コンデンサＣ２と抵抗器Ｒ３との並列結合体及び誘
導子Ｌｋを有するループの周囲に電流が通る。前述の如
く、サイリスタＴ２の転流は、該サイリスタを介して通
る電流が定常値に到達した時に夾施される。該定常値に
到達するや否や必要なトリガフ９ルスｌ′ｇ２を発する
ために制御回路１６を設ける。

端子１０と１２との間において電流が反対方向で、サイ
リスタＴ４を転流すべき時、通電パルス１ｇｓ及び１ｇ
６と、サイリスタＴ６、ダイオードｌ）３、サイリスタ
Ｔ４及びサイリスタＴ５を通る電流によって、サイリス
タＴ５及びＴ６が通電される。サイリスタＴ４の導通が
阻止され、サイリスタＴ５の電流が適切な定常値に設定
されるとすぐに、サイリスタＴ６、サイリスタＴ′５及
びコンデンサＣ２と抵抗器Ｒ３との並列結合体とを有す
るループの周囲を電流が流れるように、サイリスタＴ′
５に通電する通電パル、Ｘ　ｉ’、５が制御回路１６に
よって発せられる。

ダイオードＤ６を使用することによって、コンデンサＣ
２を電解質にすることが可能であるが、抵抗器に３を適
切に選択することによってダイオードＤ６を設けること
なく第１１図め回路の運転が可能であると考えられてい
る。

コンデンサＣｋは２個の電解コンデンサによっても形成
可能であることが判明しているが、この場合該２個のコ
ンデンサは、反対の電極になるように相互接続した同様
な電極と直列に接続する。このようなコンデンサを１組
以上直列又は並列にして使用可能である。各組のコンデ
ンサと又は各コンデンサの陽極に接続する陽極とコンデ
ンサの組との各結合体とダイオードとを並列に接続する
ことが望ましい。

第１０図の回路の場合のように、抵抗器Ｒ１及びＲ３、
コンデンサＣｋ及びＣ２を適切に選択することによって
切換過電圧のピークを最小にすることが出来る。切換過
電圧にもピークが２回あ夛、該ピークがｔ’ｔぼ同じ値
を有するように前記成分値を選択した時に過電圧が最小
になると考えられる。

コンデンサＣ２と抵抗器Ｒ３とを並列結合する効果は、
直流運転に関する第２図から明らかであり、該図面にお
いて、点線ＩＲ’が示すように、サイリスタＴ２を通る
電流のしゃ断が、スイッチＳを使用した場合よりも長く
なる。サイリスタＴ２を通る電流の変化率を遅くするこ
とによって、結果として生じる切換過電圧は、第５図の
断続曲線ＥＯ′から明らかなように減少する。切換過電
圧を最小にすることが可能であるが、更に並列回路を導
入することによって第６図に線ｉ′で示すように電流１
．が減少し、負荷電流が実際にはしゃ断されたと見なす
ことが出来るような低い値まで急速に降下する点におい
て、コンデンサＣ２と抵抗器Ｒ３とを並列接続させる効
果は交流切換の場合に類似している。

要すれば、前述の型式の２個の並列体を二方向性直流又
は交流しゃ断器に使用可能である。要すれげ−ダイオー
ドＤ６を除去し、一方の並列体を第１０図に示すように
位置決めして他方をサイリスタＴ／、と端子１２との間
に接続してもよい。

ダイオードＤ５を用いる限り、第１０図の回路を二方向
性しゃ断器の構造の基礎を成すものとしてもよい。例え
ば、一般的なものとして使用するために比較的簡単な回
路変調しゃ断器が必要であると仮定すれば、給電部と多
量の負荷との間の接続をしゃ断するために第１０図に基
づく前述の如きしゃ断器を数個使用可能である。第１０
図に示す如く数個のしゃ断器は、給電部Ｅｓと各負荷と
の間に接続されるが、該しゃ断器のダイオードＤ６の陰
極はそれぞれ同一型式の別のしゃ断器に接続し、この場
合端子１０まで戻らないで反対に接続される。普通の給
電部は反対に接続したしゃ断器の端子１２に接続し、並
列接続したダイオードＤ５の陰極は端子１０に接続する
ので、該別のしゃ断器のサイリスタＴ□は電源Ｅ　に対
して反対の極にされる（その他のしゃ断器に対して）。

更に別のしゃ断器においてはダイオードＤ５を接続しな
くてもよいし、使用しなくてもよい。

本発明は、負荷及び又は電源を結合する実用的な数の並
列接続した反対電極のサイリスタの組を切換えるために
単一の転流回路を使用する多重回路の保護に適用可能で
ある。第１２図に示す第１図の回路の改変型は、３組の
並列接続したサイリスタの組Ｔ１ハ及びＴ４／１、Ｔｌ
／２及びＴ４／２、並ひにＴｌ／３及びＴ４／３のいず
れをも通る電流をしゃ断するために前述の如く接続され
る。第１１図では、構成部を示すための斜線の後の数字
は３組のサイリスタの中のいずれの組に所属するかを示
すものである。制御回路１６は、次の表に示すように９
個の出力接続部を有する。

コンデンサＣｋは、単流し中断器の場合のコンデンサと
ほぼ同じ値と定格を備え、第１１図の運転は第１図の説
明よシ明らかである。第１図及び第１０図の場合のよう
に、交流で使用する場合スイッチＳを省略し、抵抗器Ｒ
１をサイリスタＴ６に直接接続する。

既知の先行技術のしゃ断器に対して最大切換過電圧を５
０％を減少させるためには（例えば第１０図の２段階し
ゃ新式しゃ断器を用いることによって）、短絡状態にお
いて最大障害設定値（Ｉｄ　ｍａｘ）、回路供給電圧（
Ｅ、）及び電源インピーダンス（Ｌ。

Ｒ，）に対してＣｋ、Ｒユ及びＬｋが次の基準を満たさ
なければならない。すなわち 前記値において、最大切換過電圧はオーダどうりである
が、しゃ断器が最大電流設定において最大障害電流をし
ゃ断する時のシステム電圧の２倍（２Ｅ、）以下である
。

８ＣＲ装置Ｔ１．　Ｔ２．　Ｔ３及びＴ４は、次に示す
ような電流、電圧及びしゃ断時間定格に基づいて選択可
能である。すなわち、 ｄｉ この場合・π。、１．・ｔｑはそ１ぞ１各ＳＣＲ装置の
最大肛定格と最小しゃ断時間を示す。

ｔ 次に第１図の回路に成分値の実施例としては、電源のイ
ンダクタンスＬ８を３０乃至４０μＨ１Ｒ，／リアクタ
ンスの割合を０．２５．電圧Ｅ、を６６０Ｖ。

ピークのしゃ断電流（？ｋ）を１６　ｋＡ　とした場合
、コンデンサＣｋ−２０００μＦ、２５００Ｖインダク
タンスし、−３μＨ サイリスタＴ１．　Ｔ４−平均定格電流３００Ａ、　ｄ
ｉ／ｄｔ４００　Ａ／μＳ及びｄＶ／ｄｔ　４００Ｖ／
／ＪＳサイリスクＴ２　、’ｒ３．’ｒ６．Ｔ（４１０
ｍｓに対して２０ｋＡ抵抗器Ｒ１−３０ｍｓに対して０
．２５Ω、２５００Ａ抵抗器Ｒ２−１０００Ω スイッチＳ−１０００Ｖｄｃ接触器、３０　ｍｓに対し
て２５００　Ａ第１図及び第１０図に示す制御回路１６
に関して第１３図を参照して以下に詳述する。しゃ断器
にスイッチを入れると、概略を２１で示す切換装置によ
って発振器２０に正電圧が供給される。次に発振器２０
は１．５ｋＨｚの方形／マルスを発し、切換装置２１に
よって及びインバータ２３から可能となるＡＮＤゲート
２２へ該パルスヲ送る。ＡＮＤゲート２２の出力におけ
るパルスは）９ルス形成回路２４に送給され、導入され
たノ々ルスは一連の６０マイクロセカンドの１．５ｋＨ
ｚの７（ルスに変わる。

回路２４からの出力によって、駆動アイソレータ２５は
、サイリスタＴ１への、ｅシス１□１を形成する非接地
高電流パルスを供給可能である。

しゃ断器は、２６で概略を示す切換装置を介して手作業
で、又は高電流の場合には直列抵抗器１４によってしゃ
断可能である。切換装置２６が作動すると、ＯＲゲート
２７に正電圧が加わ）、該デートの出力は、インバータ
２３によってＡＮＤゲート２２を不能にし、パルス１，
１を停止させる。

同時に、ＯＲゲートの出力部におけるレベル変化によっ
て、パルス形成回路２８は６０マイクロセカンドの・（
ルスを発生可能となり、これを駆動非接地回路２９に向
けて）（ルス１ｇ□及び１ｇ３を与える。同様にパルス
形成装置２８は、ｔ２とｔ３との間隔に等しい遅延時間
ｔ、を有する遅延回路３５０入力に対する）ξルスを発
する。該遅延時間の終りにおいて、別のパルス形成回路
３４及び駆動アイソレータ３３がパルス１′　及び１ｇ
３を発し、更２ に第１図の回路の場合、スイッチＳの運転コイル用の／
（ルスを発する。

分路抵抗器１４を通る電圧は、例えばアナログ装置型式
のＡＤ２８９Ｊ等の非接地増幅器３１を用いて増幅され
る。かかる増幅器によって過渡又は定常状態の電圧を入
力部において正確に増幅し、電気絶縁する。既知の如く
、ドリフト及び温度効果ヲゼロにオフセットするように
増幅器に構成部を接続する。

増幅器３１の出力電圧は、基準電圧に接続する分圧計３
６から得られるｌ、を実際に設定する基準電圧と比較計
器３２において比較される。過電流が生じ、増幅器３１
の出力が基準電圧を越える時、ＯＲゲート２７が可能と
なり、パルス列ｉｇ１は終９、パルス１ｇ２及び１ｇ３
がはじまる。

パルス形成回路は、例えばＩＣ４５２８Ｂ及びＮＥ５５
６型タイマ回路の如きＣＭＯ８単一安定性回路で構成可
能である。駆動絶縁回路は、光学連結器又はフェライト
芯のパルス変成器といずれかと直列接続する増幅器を包
含する。比較計器３２としては国際半導体型３１１を使
用可能であり、遅延回路３５はＮ８５５５回路でもよい
。

前述の本発明の詳細な説明らかなように、本発明を各種
方法で実施可能である。例えば、主要切換装置から離れ
て並列の抵抗容量性装置を介して電流を分流した後で該
電流を中断するという原理を、切換回路が給電部から負
荷を分離する時に用いさえすれば他の整流回路を使用可
能である。

真空断続器及びトリガキャンプスイッチ又は他のスイッ
チ装置を使用するために図示の回路を適用可能である。

第１．１０．１１及び１２図に示すような本発明の実施
例は、図示しないが、サイリスタを基本とする動力設備
の構造及び製造に精通している当業者には周知の例えば
［スナバ″５ｎｕｂｂｅｒｓ”」やス、（１−クギャツ
ゾ（を正道電器）の如き標準型保膜回路を包含すること
が多い。

【図面の簡単な説明】

第１図は内部を通電した本発明によるサイリスタしゃ断
器の回路の一部を示す部分ブロック線図、第２図及び３
図は、軽負荷直流及び短絡電流の各々を第１図及び第１
０図のしゃ断器でしゃ断しｔた時に生じる過渡直流の波
形を示す図面、第４図及び５図は、先行技術のしゃ断器
と第１０図のしゃ断器とによって短絡直流をしゃ断した
時に得られる出力電圧及び電流のオシログラム、第６図
及び７図は、第１図のしゃ断器によって軽負荷交流と短
絡交流とをそれぞれしゃ断した時に生じる過渡電流波形
を示す図面、 第８図及び第９図は、先行技術のしゃ断器と第１図のし
ゃ断器とによってそれぞれ短絡交流をしゃ断した時に得
られる出力電圧及び電流を示すオシログラム、 第１０図は、しゃ断器に現われる第２の電圧ピークを制
御した本発明による別型サイリスタしゃ断器の回路の一
部を示すブロック線図、第１１図は、両方向性直流及び
交流のしゃ断を可能にする第１０図に類似した本発明に
よるしゃ断器の回路の一部を示す部分ブロック線図、第
１２図は共通の転流回路を使用する３　ｆｌＡの回路を
しゃ断するための本発明によるしゃ断器の回路の一部を
示す部分ブロック線図、そして第１３図は、第１図及び
第１０図に使用するための制御回路を示すブロック線図
である。 １０．１１・・・・・・・・・入力端子、１２．１３・
・・・・・・・・出力端子、１４、１５．　Ｒ１，Ｒ２
，Ｒ３・・・・・・抵抗器、Ｔ１．　Ｔ２．　Ｔ３．　
Ｔ４．　Ｔ５．　Ｔ６・・・・・・サイリスタ、１６　
・・・・・・・・・・・・制御回路、Ｄ　１＋　Ｄ４　
ｒ　Ｄ６・・・・・・ダイオード、Ｃｋ、Ｃ２・・曲コ
ンデンサ、 Ｓ　・・・・・・・・・・・・スイッチ、Ｌｋ・・・・
・・・・・・・・誘導子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）シゃ断器の第１端子と第２端子との間に電流を通
   すよ５Ｊζ接続され、ゲートを有する切換装置である第
   １切換装置と、 該爾、流の搬送を阻止するために該切換回路に必髪に応
   じて切換信号を送るだめの制御装置と、 該第１切換装置を通る第２切換装置を介して接卒先する
   インダククンスーキャノｑシクンス回路の一部を形成す
   るコンデンサ装置を包含する第１転流装置と、 該第１及び第２端子との間の電流が所定範囲以下であり
   、該第２切換装置が切換信号の発信時に導通状態に設定
   されることを条件として、該第２切換装置が導通状態に
   ある時、該第１端子と第２端子との間の電流と反対の方
   向において該電流に等しい値になるまで上昇する電流を
   該コンデンサ装置によって該第１切換装置へ送り、該第
   １切換装置の導通状態を阻止するように該コンデンサ装
   置を充電するための装置と、 該第１端子を介して該しゃ断器を通る電流のためｌこ、
   内部の電流の流れが停止した後で該第１切換装置に代る
   ものとして単数又は複数個の回路を設けるように接続し
   た抵抗装置と。 該第１切換装置内の電流の流れの停止に続く時間の終り
   に該抵抗装置を介して電流を停止させるだめの該第１転
   流装置に加える第２転流装置とを包含し、 該コンデンサ装置が、該第１及び第２端子相互間に過度
   電流を流して多大なエネルギーを貯え、該第１切換装置
   の導通が阻止される時に該第２端子に現れる最大切換過
   電圧を減少させるようにインダクタンスーキヤＩＱシタ
   ンス回路に接続されることを特徴とするしゃ断器。 （２１既知の内部インダクタンスを有し、運転開始時に
   おける電流値が可変の電源用の電流をしゃ断し、短絡状
   態において（運転開始時に電源の電流値が最大となるよ
   うにしゃ断器を設定する）該第１切換装置の導通が阻止
   された直後に、電源のインダクタンスに貯蔵されるエネ
   ルギーの半分±２０％が該コンデンサ装置に転送され始
   めることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のしゃ
   断器。 （３）該第２切換装置が最初に導通ずる時に該コンデン
   サ装置からの電流変化率を減するように（抵抗装置を設
   けない場合に得られる値から減すること）抵抗装置を接
   続することを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
   項記載のしゃ断器。 （４）該第２切換装置を介して該第１及び第２端子相互
   間にて該抵抗器が該第１切換装置と並列接続することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項。 第２項又は第３項記載のしゃ断器。 （５）　反対方向の電流の他に、該第２端子から第１端
   子までの直流をしゃ断するか又は交流をしゃ断し、該第
   １切換装置が両方向において電流を導通用能で、該第２
   切換装置及び該コンデンサ装置がしゃ断時に該第１切換
   装置を通る電流と反対の電流を該第１切換装置へ送るこ
   とが可能なように構成することを特徴とする特許の範囲
   のいずれかに記載のしゃ断器。 （６）該第１切換装置が単一のサイリスタを包含し、該
   第２切換装置が導通状態にある時、該コンデンサ装置か
   らの電流が該単一サイリスク内を流れる電流と反対方向
   になるように、該単一ツ゛イリスタを介して該コンデン
   サ装置と該抵抗装置とを接続するようにした更に２個の
   サイリスクを該第２切換装置に設けることを特級とする
   特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載のし
   ゃ断器。 （７）二方向性直流又は交流をしゃ断するために設ける
   もので、該第１切換装置が２個の並列接続しているが反
   対極のサイリスクを包含し．、該第２切換装買が、該コ
   ンデンサ装置から、の電流が各サイリスタ内の電流と反
   対方向になるように該コンデンサ装置を介して並列接続
   したサイリスクの各々を接続するようにした更に２組の
   サイリスクを包含することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項乃至第５項のいずれかに記載のしゃ断器。 （８）該第２切換装置が、ゲート付切換装置を包含し，
   該第１切換装置が導通阻止された後で内部を流れる電流
   と反対の方向において該第２切換装置に電流を通すよう
   に接続した第３切換装置を該第２切換装置に設け、該第
   ３切換装置が。 該第１切換装置の導通阻止後に導通状態に設定されるこ
   とを％黴とする前記特許請求の範囲のいずれかに記載の
   しゃ断器。 （９）該第２切換装置の電流の変化率を制御するだめの
   装置を包含することを特級とする特許請求の範囲第８項
   記載のしゃ断器。 （１０ｌ　電流の変化率を制御するための該装置が、該
   第２及び第３切換装置相互間にて直列接続したコンデン
   サと抵抗器との並列接続部を包含することを特徴とする
   特許請求の範囲第９項記載のしゃ断器。 （１＋１　該第３切換装置が、更に別の該２個のサイリ
   スタの一方の電流と反対方向になるように該コンデンサ
   装置からの電流を通すように接続したサイリスクを包含
   することを％微とする特許請求の範囲第５項に基づくも
   のとしての第８項乃至第１０項のいずれかに記載のしゃ
   断器。 （１２１　該第３切換装置が、更に別の組のサイリスク
   と協働させるための各サイリスクを包含し、該各サイリ
   スクの各々が、協働するサイリスクの組の一方のサイヌ
   スタの電流と反対方向になるように該コンデンサ装置か
   らの電流を通すように接続されることを特徴とする特許
   請求の範囲第６項に基づくものとしての第８項乃至第１
   ０項のいずれかに記載のしゃ断器。 （Ｉ３１　該第２転流装置が、更に別の該サイリスタ内
   の電流をしゃ断するために該サイリスクと直列のスイッ
   チ装置を包含することを特徴とする特許請求の範囲第６
   項記載のしゃ断器。 ■　該第２転流装置が該第２切換装置を包含することを
   特徴とする特許請求の範囲第７項記載のしゃ断器。 （Ｉ５）該コンデンサ装置を充電するための装置が、該
   しゃ断器の共通の入力／出力端子と第１端子との間に直
   流用通路を設けるように接続した整流装置と更に抵抗装
   置を包含することを特徴とする特許 や断器。 （ｌ６）該コンデンサ装置が、相互接続した各組のコン
   デンサと同様な電極を有する少なくとも１組の電解コン
   デンサを包含することを特徴とする前記特許請求の範囲
   のいずれかに記載のしゃ断器Ｏ （１７１　該コンデンサの各々を介してそれぞれ接続し
   、該コンデンサを成極させることのない電流を通すよう
   な電極を有する２個のダイオードを有することを特徴と
   する特許請求の範囲第１６項記載のしゃ断器。 Ｕ　単一電源と複数個の負荷との間を接続するために設
   け、各負荷には第１及び第２切換装置をそれぞれ１個づ
   つ設けるが、コンデンサ装置は全ての第１切換装置に共
   通で、該第１切換装置の１つと協働する負荷における電
   流がしゃ断される時刻切換装置に電流を送るように接続
   されることを特徴とする前記特許請求の範囲のいずれか
   に記載のしゃ断器。