JPS63150821A - 直流しや断器回路 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、直流しゃ断器回路に関するものであり、特
に、しゃ断器を流れる電流がゼロであるときにしゃ断動
作を行なうようにされた直流しゃ断器回路に関するもの
である。

〔従来の技術〕

＠３図は１例えば特公昭４１−１２５３３号公報に示さ
れている従来の直流しゃ断器回路の概略構成図である。

この第３図に２いて、Ｃ１）は直流電源であり、負荷（
２）としゃ断器（３）との直列回路が前記直流電源（１
）と並列にされており、さら會こ、スイッチ（４）、イ
ンダクタ（５）およびコンデンサ電源（６）の直列回路
が前記しゃ断器（３）と並列にされている。

また、第４図には、前記＠３図の従来例でしゃ断動作が
行なわれたときにしゃ断器（３）を流れる電流波形図が
例示されている。

以丁、前記第３図および＠４図を参照しながら動作につ
いて説明する。いま１時点（１，）においてしゃ断器（
３）を開き、これと同時にスイッチ（４）を閉じたもの
とする。このときｔこは、コンデンサ電源（６）の極性
（こ依存して、（−）極性のときには時点（Ｃ２）にお
いて、また、Ｄ）極性のときには時点（Ｃ２’）におい
て、しゃ断器（３）を流れる電流がゼロになり、これに
したがって所期のしゃ断が行なわれることになる。そし
て、この時点（ｔ２）または（ｔ２’　）におけるしゃ
断が失敗したときには１次に続くサイクルでしゃ断器（
３）を流れる電流がゼロになる時点で、前記所期のしゃ
断がくり返して行なわれる。

なお、インダクタ（５）は、しゃ断器（３）が開いてか
ら、これを流れる電流がゼロになるまでの時間を規定す
る時定数を調節するためのものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の直流しゃ断器回路は以上のように構成されている
ので、しゃ断器が開にされてからしゃ断が行なわれるま
での間にしゃ断器の電極間にアークプラズマが発生する
ことがある。そして、このアークプラズマのために前記
しゃ断器の電極が損傷を受けて、その寿命が短かくなっ
てしまう。また、前記アークプラズマが存すすることか
ら、しゃ断器を流れる電流がゼロになることがあっても
。

次の瞬間には、それまでとは逆方向の電流が流れ易くな
り、しゃ断が失敗してしまう可能性がある等が問題点が
あった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たものであって、しゃ断器の電極間でのアークプラズマ
の発生を防止してその使用可能期間を延長させ、しゃ断
を短時間で確実に行なうことができ、また、小容−量の
しゃ断器憂こよって大電流をしゃ断することのできる直
流しゃ断回路を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る直流しゃ断器回路は、直流電源と負荷と
の間にしゃ断器とダイオードとの直列回路が設けられ、
前記直列回路と並列にコンデンサ電源とスイッチとの直
列回路が設けられ、前記ダイオードと逆並列１ｃ振動阻
止ダイオードとサージ吸収コンデンサとサージ吸収抵抗
とからなる直列回路が設けられているものである。

〔作用〕

この発明によれば、前記スイッチを閉にしたときに前記
コンデンサ電流から流れる電流によって前記しゃ断器を
流れる電流がゼロにされ、この電流ゼロの期間内（こし
や断が行なわれる。なお、このときしゃ断器（こ直列接
続されているダイオードにはその逆回復電荷により微少
時間の間道電流が流れそれが回復のとき、その電流が流
れていたインダクタンスの両端に大きなサージ電圧が発
生してダイオードの逆耐圧が問題となるため、ダイオー
ドに逆並列に振動電流阻止ダイオードとサージ吸収用コ
ンデンサとサージ吸収用抵抗よりなる直列回路を接続し
てサージ電圧を吸収するとともにサージ吸収電流が振動
を続けるのが防止されしゃ断器を流れる電流を確実にゼ
ロとする。

〔実施例〕

以Ｆ、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は、上記実施例の概略構成図であり。

また、第２図は、上記実施例１こおけるしゃ断器電流の
波形図である。

先ず、第１図において、（７）は直流電源であり。

これは、しゃ断器（８）およびダイオードαｐからなる
直列回路を介して負荷コイル（至）に接続されている。

また、前記されたしゃ断器（８）とダイオードａυとの
直列回路には、コンデンサ′亀源（９）とインダクタ■
およびスイッチＱＱ力）らなる直列回路ならびに転流用
抵抗＠がそれぞれ並列にされている。

また、ダイオード（ロ）には振動電流阻止ダイオードα
・とサージ吸収抵抗αηとサージ吸収コンデンサ四から
なる直列回路が並列に接続されている。

そして、クローバスイッチα尋が直流電源（７）と並列
にされており、電流セ／す（ト）が前記しゃ断器（８）
およびダイオード（ロ）の直列回路と関連づけられてい
る。

なお、インダクタαｇはコンデンサ電源（９）から流れ
出す電流の変化率を制限するのが主目的だが配線の有す
るインダクタンスで十分な場合は省略される。

次に、第２図、＠５図をも参照しながら、第１図に示さ
れているこの発明の；４！施倒の動作について説明する
。初めに直流電源（７）を動作させ、負荷コイル（至）
に流れる電流を立上げ一定（工、）にする。

このとき、負荷コイル＠を流れる電流としゃ断器（８）
を流れる電流とは互いｌこ略々等しいものである。

この通電により負荷コイル（至）に所定のエネルギが保
持された後で、クローバスイッチα弔が閉にされ。

負荷コイル＠を流れる電流は前記クローノくスイッチ０
４１によってクローバされ、ｌＩｉ流電源（７）は回路
から切離される。次いで１時点（ｔ、）　ｉこおいて、
スイッチσＱが閉にされ、コンデンサ電源（９）より過
渡的な電流（■２）が前記電流（工１）とは逆向きにし
ゃ断器（８）を流れ始める。このため１時点（ｔ、）に
おいて。

双方の電流（工１）と（工、）との差はゼロにされるが
。

このときの電流変化率はしゃ断器（８）に直列にされた
ダイオードα℃で耐えられる範卯になるように設定され
るものであり、一般的には１時点（ｔ４）と時点（ｔ８
）との間の時間差は極めＣ短かいものｌこされる。こ−
でダイオードαυは逆回復電荷のためｔ４でダイオード
（６）を流れる電流が直ちにゼロとなるのではなく、そ
の時の順電流減少率に見合った逆回復電荷対応の逆電流
が流れ、この逆電流回復時ｌこ関連する回路のインダク
タンスの両端に大キナサージ成王が発生するためダイオ
ード０υに並列ｌこサージ吸収抵抗αηとサージ吸収コ
ンデンサ口の直列回路が設けられてサージ電圧を吸収す
るのが通例だが、後に説明する理由で本特許ではダイオ
ードαυと逆並列に振動電流阻止ダイオードαＧとサー
ジ吸収抵抗αのとサージ吸収コンデンサ囮とからなる直
列回路を接続している。第５図によりダイオードα◇を
流れる電流ＩＤ−がゼロとなるｔ４時点の状況を拡大し
て説明する。第５図に於てｉａｌはダイオード電流ＩＤ
の時間的変化を示しｔ４で順電流がゼロになった後も逆
方向（こ電流が流れ続は時点ｔ４１で逆電流が回復に向
いｔ４２で逆電流がゼロとなる。

図示の如＜ｔ４．でダイオード電流工。の変化率が大き
く変化するのがインダクタαｇおよび負荷コイル（至）
の両端に大きなサージ電圧を発生する原因である。その
ためダイオードαηに逆並列に振動電流阻止ダイオード
ａＱとサージ吸収抵抗（Ｌ７）とサージ吸収コンデンサ
口とからなる直列回路を接続するとこのサージ吸収回路
には第５図ｔｔ＋１に示す如くサージ吸収電流Ｉｓが流
れ、ダイオード電流（昂）とサージ吸収電流（Ｉｓ）の
和であるしゃ断器を流れる電流（ＩＩ）は＠５図ｔｅｌ
に示す如く時点ｔ４、でも大きな電流変化率を生じず関
連するインダクタンスの両端（こ発生するプージ゛戒圧
が軽減される。

又、振動電流阻止ダイオードα・が設けられない場合は
ゼ５図１ｂ１．ｆｃｌで破線で示す如く減衰振動電流が
流れ続けるが振動電流阻止ダイオード電流が設けられて
いる場合は第５図ｆｂ１．　ｔｅｌ実線の如くサージ電
流！１′ｅを吸収後逆方同（こ電流が流れるのが阻止さ
れる。従って＠２図に於てｔ４以降も微少時間逆電流が
流れるが短期間でしゃ断器を流れる電流（まゼロとなる
。

そして、しゃ断器（８）を流れる電流がゼロになったこ
とが電流セ／す０Ｑによって感知された後１時点（ｔ５
）においてしゃ断器（８）が開にされる。このときには
、しゃ断器（８）には電流が流れていないことから、そ
の電極間にアークプラズマが生じることはない。さらに
１時点（ｔ６〕において、コンデンサ電源（９）からの
放電は終了し、しゃ断器（８）の電極間にはある程度の
電圧つ３生じるけれども、このときまで、こ；ま、しゃ
断器（８）の前記電極間の距離は大きくされており、ア
ークプラズマが生じることもなり、シたがって光分な余
裕をもってしゃ断が行なわれることになる。このように
、しゃ断器（８）（こ流れる電流がゼロである時間を長
くすること（こより、小容量のしゃ断器でも安全力）つ
確実なしゃ断がなされることになる。

なお、上記実施例においては、負荷コイルが用いられる
場きについＣ説明されたけれども、これに限ることなく
、負荷抵抗が用いられる場合ｌこついても同効が奏せら
れる。

〔発明の効果〕

以上説明されたように、この発明による直流しゃ断器回
路は、直流電源と負荷との藺にしゃ断器とダイオードと
の直列回路が設けられ、ｍ記ダイオードと逆並列に振動
電流阻止ダイオードとサージ吸収抵抗とサージ吸収コン
デンサからなる直列回路がサージ吸収回路として設けら
れ、前記しゃ断器とダイオードとの直列回路に並列）こ
コンデンサ電源トスイッチとインダクタとの直列回路が
設けられた構成にされていること力）ら、＠記スイッチ
を閉にしたときに前記コンデンサ電源から流れる電流に
よって前記しゃ断器を流れる電流がゼロにされ、ダイオ
ードの逆回復電荷による逆電流回復時のサージ電圧が吸
収されると−もに、サージ吸収を流が持続的に振動する
ことなく、この電流ゼロの期間内にしゃ断が行われこの
ために前記しゃ断器のｉｔａ間ｆこアークプラズマが生
じることがなく、その使用可能期間が長くなり、しゃ断
が短時間内で確実に行なわれるとともに、小容量のしゃ
断器で大電流をしゃ断することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例である直流しゃ断器回路
の概略構成図、第２図は、上記実施例のしゃ断器電流の
波形図、第３図は、従来のこの檀の直流しゃ断器回路の
概略構成図、＠４図は、上記従来例のしゃ断器電流の波
形図、第５図は上記実施例の各部電流の拡大説明図であ
る。 図において、（１）は直流電源、（８）はしゃ断器、（
９）はコンデンサ電源、αＱはスイッチ、（ロ）はダイ
オード、＠は転流用抵抗、Ｃ１３は負荷コイル、α脣は
クローバスイッチ、（ト）は電流センナ、αＧは振動電
流阻止ダイオード、αりはサージ吸収抵抗、■はサージ
吸収コンデンサ、　（１ｇはインダクタ。 なお１図中同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流電源と負荷との間に設けられたしゃ断器によって直
   流しゃ断を行う直流しゃ断回路において、前記しゃ断器
   と直列にダイオードが設けられ、前記ダイオードと逆並
   列に振動電流阻止ダイオードとサージ吸収コンデンサと
   サージ吸収抵抗との直列回路が設けられ、前記しゃ断器
   とダイオードとの直列回路に対して並列にコンデンサ電
   源とスイッチとインダクタとの直列回路が設けられてお
   り、前記スイッチを閉にしたときに前記コンデンサ電源
   から流れる電流によって前記しゃ断器を流れる電流がゼ
   ロにされ、この電流ゼロの期間内にしゃ断動作を行なう
   ようにされた直流しゃ断器回路。