JPS6359715A - 高速度直流短絡電流検出装置 - Google Patents
高速度直流短絡電流検出装置Info
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- JPS6359715A JPS6359715A JP61204273A JP20427386A JPS6359715A JP S6359715 A JPS6359715 A JP S6359715A JP 61204273 A JP61204273 A JP 61204273A JP 20427386 A JP20427386 A JP 20427386A JP S6359715 A JPS6359715 A JP S6359715A
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- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
童且上皇剋里立互−
本発明は、鉄道における直流電化区間等において短絡事
故が起こった際に、この直流電化区間に対する電圧の供
給を高速で遮断するよう遮断器に対する遮断指令を出す
高速度直流短絡電流検出装置に関するものである。
故が起こった際に、この直流電化区間に対する電圧の供
給を高速で遮断するよう遮断器に対する遮断指令を出す
高速度直流短絡電流検出装置に関するものである。
ｌ−阪Ｊと１−五
上記のような直流電化区間には高速度直流遮断器等の遮
断器が設けられているが、従来における短絡電流検出装
置ではこうした遮断器に対する遮断指令は、直流き電線
の電流の絶対値が所定の閾値を超えたときに出されるよ
うになっている。
断器が設けられているが、従来における短絡電流検出装
置ではこうした遮断器に対する遮断指令は、直流き電線
の電流の絶対値が所定の閾値を超えたときに出されるよ
うになっている。
■が ° しよ゛とする… 占
しかしながら、上記のように電流の絶対値が所定の閾値
を超えたことのみを遮断指令を出す条件としていると以
下のような問題点があった。即ち、変電所の直近で短絡
事故が起こると、送電源から地絡点までの距離が短くこ
の間のインダクタンスが小さいため電流の突進率（ｄｉ
／ｄｔ）が太き（なり、例えば突進率が３ ｘｔｏ’
Ａ／ｓｅｃ 、推定短絡電流が５０ｋＡにも達する場合
がある。ところが、このように突進率が大きい程遮断器
に対する遮断指令が遅れると事故電流が大きくなりすぎ
、遮断器が遮断時のアークにより焼損してしまうという
可能性があった。また近時、遮断器としてＧＴＯ（ゲー
トターンオフサイリスク）等の半導体素子が用いられる
ようになっているが、こうした半導体素子による遮断器
では短絡時においても遮断器の定格オン電流（遮断容量
）を超えないようにする必要があり、上記のような変電
所近傍における短絡事故の際にはできるだけ高速で遮断
指令が出される必要がある。
を超えたことのみを遮断指令を出す条件としていると以
下のような問題点があった。即ち、変電所の直近で短絡
事故が起こると、送電源から地絡点までの距離が短くこ
の間のインダクタンスが小さいため電流の突進率（ｄｉ
／ｄｔ）が太き（なり、例えば突進率が３ ｘｔｏ’
Ａ／ｓｅｃ 、推定短絡電流が５０ｋＡにも達する場合
がある。ところが、このように突進率が大きい程遮断器
に対する遮断指令が遅れると事故電流が大きくなりすぎ
、遮断器が遮断時のアークにより焼損してしまうという
可能性があった。また近時、遮断器としてＧＴＯ（ゲー
トターンオフサイリスク）等の半導体素子が用いられる
ようになっているが、こうした半導体素子による遮断器
では短絡時においても遮断器の定格オン電流（遮断容量
）を超えないようにする必要があり、上記のような変電
所近傍における短絡事故の際にはできるだけ高速で遮断
指令が出される必要がある。
間 ウを”するための手
本発明は上記のような事情に鑑みなされたものであって
、特に変電所近傍において短絡事故が起こった際に高速
で遮断器に対する遮断指令を出すことのできる高速度直
流短絡電流検出装置を提供することを目的とし、給電線
における電流の突進率が所定値以下であるときは所定の
一定電流値を検出し、突進率が前記所定値以上であると
きはこの突進率が大きくなるとともに検出感度が上昇す
ることを特徴とする高速度直流短絡電流検出装置を要旨
としている。
、特に変電所近傍において短絡事故が起こった際に高速
で遮断器に対する遮断指令を出すことのできる高速度直
流短絡電流検出装置を提供することを目的とし、給電線
における電流の突進率が所定値以下であるときは所定の
一定電流値を検出し、突進率が前記所定値以上であると
きはこの突進率が大きくなるとともに検出感度が上昇す
ることを特徴とする高速度直流短絡電流検出装置を要旨
としている。
又」Ｌ■」Ｌ里
本発明による高速度直流短絡電流検出装置は、給電線の
電流の突進率が所定の値よりも大きくなると、その突進
率が大きくなるにしたがって高感度で遮断器に対する遮
断指令を送出する。
電流の突進率が所定の値よりも大きくなると、その突進
率が大きくなるにしたがって高感度で遮断器に対する遮
断指令を送出する。
災−施一桝
以下、本発明の実施例を図示した実施例に基づいて説明
する。
する。
第１図は本発明による高速度直流短絡電流検出袋ＷＡの
ブロック図、第２図は第１図に示した高速度直流短絡電
流検出装置を装備した鉄道における直流電化区間の送電
回路例を示す。
ブロック図、第２図は第１図に示した高速度直流短絡電
流検出装置を装備した鉄道における直流電化区間の送電
回路例を示す。
第２図に示すように、この実施例における高速度直流短
絡電流検出装置Ａの入力端ＩＮには、直流母線ＭＬから
分岐する給電線ＣＬ上においてＧＴＯ（ゲートターンオ
フサイリスタ）でなる遮断器Ｂの二次側に設けられたホ
ール発電器を利用した電流検出器（以下、ホール電流検
出器ＨＣＴ ）から、前記給電線ＣＬに流れる電流Ｉ
（例えば第４図（ａ）に示すような波形の電流）に比例
した電圧（第４図（ト））参照）が入力されている。ま
た、出力端ＯＵＴからは前記遮断器Ｂに対する遮断信号
が出力され、この高速度直流短絡電流検出装置Ａが短絡
電流を検出すると遮断器ＢをＯＦＦ して給電線ＣＬに
対する送電を遮断するようになっている。
絡電流検出装置Ａの入力端ＩＮには、直流母線ＭＬから
分岐する給電線ＣＬ上においてＧＴＯ（ゲートターンオ
フサイリスタ）でなる遮断器Ｂの二次側に設けられたホ
ール発電器を利用した電流検出器（以下、ホール電流検
出器ＨＣＴ ）から、前記給電線ＣＬに流れる電流Ｉ
（例えば第４図（ａ）に示すような波形の電流）に比例
した電圧（第４図（ト））参照）が入力されている。ま
た、出力端ＯＵＴからは前記遮断器Ｂに対する遮断信号
が出力され、この高速度直流短絡電流検出装置Ａが短絡
電流を検出すると遮断器ＢをＯＦＦ して給電線ＣＬに
対する送電を遮断するようになっている。
次に、本発明の要旨である高速度直流短絡電流検出装置
Ａが遮断器Ｂに対する遮断信号を出力する場合について
説明する。第１図において、１は絶対値電流検出回路、
２はΔｉ検出回路、３はＯＲ回路である。
Ａが遮断器Ｂに対する遮断信号を出力する場合について
説明する。第１図において、１は絶対値電流検出回路、
２はΔｉ検出回路、３はＯＲ回路である。
絶対値電流検出回路工は、入力端ＩＮからホール式電流
検出器ＨＣＴの出力する電圧を入力してこれを増幅する
増幅器４と、この増幅器４の出力（第４図（Ｃ１参照）
を閾値ＥＡと比較しこの閾値ＥＡを超えたときＯＲ回路
３に対して信号を出力する比較器５からなる。したがっ
て、第４図（ａ）及び（Ｃ）に示すように、増幅器４の
出力が閾値ＥＡと等しくなるときの給電線ＣＬに流れる
電流Ｉを■＝■えとすると、給電線ＣＬに流れる電流■
がこの所定の電流値ＩＡを超えると、その時の波形の如
何にかかわらず絶対値電流検出回路１はＯＲ回路３に対
して検出信号を出力する。
検出器ＨＣＴの出力する電圧を入力してこれを増幅する
増幅器４と、この増幅器４の出力（第４図（Ｃ１参照）
を閾値ＥＡと比較しこの閾値ＥＡを超えたときＯＲ回路
３に対して信号を出力する比較器５からなる。したがっ
て、第４図（ａ）及び（Ｃ）に示すように、増幅器４の
出力が閾値ＥＡと等しくなるときの給電線ＣＬに流れる
電流Ｉを■＝■えとすると、給電線ＣＬに流れる電流■
がこの所定の電流値ＩＡを超えると、その時の波形の如
何にかかわらず絶対値電流検出回路１はＯＲ回路３に対
して検出信号を出力する。
Δｉ検出回路２は、前記給電線ＣＬに流れる電流工の突
進率（ｄｉ／ｄｔ）が増加するとともにこの突進率が大
なる部分において前記ホール式電流検出器ＨＣＴの出力
波形に近似していく波形を発生させるΔｉ発生器６と、
このΔｉ発生器６の出力を閾値Ｅ、と比較しこの閾値Ｅ
、を超えたときＯＲ回路３に対して信号を出力する比較
器７からなる。したがって、閾値Ｅ、を前記比較器５に
おける閾値ＥＡよりも低く設定すれば、電流Ｉの突進率
が増加とともに検出感度が上昇する。以下にこれをさら
に詳説する。
進率（ｄｉ／ｄｔ）が増加するとともにこの突進率が大
なる部分において前記ホール式電流検出器ＨＣＴの出力
波形に近似していく波形を発生させるΔｉ発生器６と、
このΔｉ発生器６の出力を閾値Ｅ、と比較しこの閾値Ｅ
、を超えたときＯＲ回路３に対して信号を出力する比較
器７からなる。したがって、閾値Ｅ、を前記比較器５に
おける閾値ＥＡよりも低く設定すれば、電流Ｉの突進率
が増加とともに検出感度が上昇する。以下にこれをさら
に詳説する。
第３図はΔｉ発生器６の詳細を示すブロック図であって
、入力端２ａから前記ホール式電流検出器ＨＣＴの出力
する電圧を入力し、この電圧を積分器８に通し、この積
分器８の出力（第４図（ｄｌ参照）を前記ホール式電流
検出器ＨＣＴの出力（前記第４図（ｂｌ）に加算したの
ち増幅器９で増幅することにより、第４図（ｅｌに示す
ように、立ち上がり部分においてのみホール式電流検出
器ＨＣＴの波形と近似するΔｉ波形を発生させている。
、入力端２ａから前記ホール式電流検出器ＨＣＴの出力
する電圧を入力し、この電圧を積分器８に通し、この積
分器８の出力（第４図（ｄｌ参照）を前記ホール式電流
検出器ＨＣＴの出力（前記第４図（ｂｌ）に加算したの
ち増幅器９で増幅することにより、第４図（ｅｌに示す
ように、立ち上がり部分においてのみホール式電流検出
器ＨＣＴの波形と近似するΔｉ波形を発生させている。
即ち、前記積分器８の出力は、この積分器８の抵抗８ａ
の抵抗値をＲ１、帰還コンデンサ８ｂの容量をＣｆとす
ると、ホール式電流検出器１１ＣＴの出力の積分値に一
１／Ｒ１・Ｃｆを乗じた値として出力されるから、ホー
ル式電流検出器１（ＣＴの出力と積分器８の出力を加算
し、この加算値を増幅器９により増幅することにより得
られた当該Δｉ発生器６の出力は、給電線における電流
値からこの電流値の積分値と比例した値を減算したもの
として出力される。このため、第４図（ｅｌに示すΔｉ
発生器６の出力の立ち上がり部は、前記電流Ｉの突進率
（ｄｉ／ｄｔ）が大きくなるほどホール式電流検出器Ｈ
ＣＴの出力の立ち上がり部と近似する。したがって、第
４図の実線は突進率の大きいときの波形、点線は突進率
の小さいときの波形を示す。
の抵抗値をＲ１、帰還コンデンサ８ｂの容量をＣｆとす
ると、ホール式電流検出器１１ＣＴの出力の積分値に一
１／Ｒ１・Ｃｆを乗じた値として出力されるから、ホー
ル式電流検出器１（ＣＴの出力と積分器８の出力を加算
し、この加算値を増幅器９により増幅することにより得
られた当該Δｉ発生器６の出力は、給電線における電流
値からこの電流値の積分値と比例した値を減算したもの
として出力される。このため、第４図（ｅｌに示すΔｉ
発生器６の出力の立ち上がり部は、前記電流Ｉの突進率
（ｄｉ／ｄｔ）が大きくなるほどホール式電流検出器Ｈ
ＣＴの出力の立ち上がり部と近似する。したがって、第
４図の実線は突進率の大きいときの波形、点線は突進率
の小さいときの波形を示す。
上述したようにΔｉ検出回路２は、Δｉ発生器６の出力
と比較器７に設定した閾値ＥＢとを比較し、Δｉ発生器
６の出力が閾値Ｅ、を超えたときＯＲ回路３に対して信
号を出力している。第４図［ａ）及び（ｅ）に示すよう
に、Δｉ発生器６の出力と閾値Ｅ＋＋が等しくなるとき
の給電線ＣＬに流れる電流Ｉを■＝Ｉ１１とすると、こ
の電流値■、は突進率の大きいときはＩ□、突進率の小
さいときは１８２となり、電流Ｉの突進率が大きくなる
ほど減少する。即ち、Δｉ検出回路２は電流■の突進率
が大きくなるほど高感度で検出信号を出力することにな
る。
と比較器７に設定した閾値ＥＢとを比較し、Δｉ発生器
６の出力が閾値Ｅ、を超えたときＯＲ回路３に対して信
号を出力している。第４図［ａ）及び（ｅ）に示すよう
に、Δｉ発生器６の出力と閾値Ｅ＋＋が等しくなるとき
の給電線ＣＬに流れる電流Ｉを■＝Ｉ１１とすると、こ
の電流値■、は突進率の大きいときはＩ□、突進率の小
さいときは１８２となり、電流Ｉの突進率が大きくなる
ほど減少する。即ち、Δｉ検出回路２は電流■の突進率
が大きくなるほど高感度で検出信号を出力することにな
る。
ここで、前記絶対値電流検出装置１がＯＲ回路３に対し
て検出信号を出すときの電流値ＩＡと、Δｉ検出回路２
がＯＲ回路３に対して遮断信号を出すときの電流値■８
とを、電流Ｉの突進率（ｄｉ／ｄｔ）に対して表した動
作特性図を第５図に示す。
て検出信号を出すときの電流値ＩＡと、Δｉ検出回路２
がＯＲ回路３に対して遮断信号を出すときの電流値■８
とを、電流Ｉの突進率（ｄｉ／ｄｔ）に対して表した動
作特性図を第５図に示す。
この第５図に実線で示したように、ＯＲ回路３の出力、
即ち遮断器Ｂに対する遮断信号は、電流値ＩＡと１．の
交点Ｐにおける突進率（ｄｉ／ｄｔ）ｒを境として、こ
の突進率（ｄｉ／ｄｔ）ｐより小さい領域では電流Ｉが
電流値ＩＡを超えたとき出力され、前記突進率（ｄｉ／
ｄｔ）ｐより大きい領域では電流工が電流値Ｉ、を超え
たとき出力されるのである。
即ち遮断器Ｂに対する遮断信号は、電流値ＩＡと１．の
交点Ｐにおける突進率（ｄｉ／ｄｔ）ｒを境として、こ
の突進率（ｄｉ／ｄｔ）ｐより小さい領域では電流Ｉが
電流値ＩＡを超えたとき出力され、前記突進率（ｄｉ／
ｄｔ）ｐより大きい領域では電流工が電流値Ｉ、を超え
たとき出力されるのである。
したがって、この高速度直流短絡電流検出装置Ａは、電
流Ｉの突進率が前記突進率（ｄｉ／ｄｔ）ｒより大きい
領域では、こうした突進率を持つ電流が変電所直近の短
絡電流であると判断して、突進率が大きくなるほど高速
で遮断信号を出力することになる。
流Ｉの突進率が前記突進率（ｄｉ／ｄｔ）ｒより大きい
領域では、こうした突進率を持つ電流が変電所直近の短
絡電流であると判断して、突進率が大きくなるほど高速
で遮断信号を出力することになる。
尚、本発明による高速度直流短絡電流検出装置は、上記
実施例のようにＧＴＯ遮断器を遮断する場合にのみ用い
られるものではなく、ＯＲ回路の出力を適宜処理するこ
とにより、他の半導体素子による遮断器や従来からある
機械的機構の高速度遮断器に対しても適用されるもので
あることはいうまでもない。
実施例のようにＧＴＯ遮断器を遮断する場合にのみ用い
られるものではなく、ＯＲ回路の出力を適宜処理するこ
とにより、他の半導体素子による遮断器や従来からある
機械的機構の高速度遮断器に対しても適用されるもので
あることはいうまでもない。
２」ＪＪと文二果
以上の説明から明らかなように、本発明による高速度直
流短絡電流検出装置によれば、鉄道における直流電化区
間等において短絡事故が生じた場合、電流の突進率が所
定値以上であれば突進率が大きくなるほど高速でこの短
絡電流を検出することができる。したがって、変電所直
近で短絡事故が起こっても、突進率が大きくなるほど高
感度で短絡電流を検出し遮断器に対して遮断指令を出す
ことができるから、回路保護を確実にできるとともにこ
うした短絡事故が起こった時に回路を遮断する遮断器を
遮断容量の超過から保護する効果も奏する。
流短絡電流検出装置によれば、鉄道における直流電化区
間等において短絡事故が生じた場合、電流の突進率が所
定値以上であれば突進率が大きくなるほど高速でこの短
絡電流を検出することができる。したがって、変電所直
近で短絡事故が起こっても、突進率が大きくなるほど高
感度で短絡電流を検出し遮断器に対して遮断指令を出す
ことができるから、回路保護を確実にできるとともにこ
うした短絡事故が起こった時に回路を遮断する遮断器を
遮断容量の超過から保護する効果も奏する。
第１図は本発明による高速度直流短絡電流検出装置の実
施例を示すブロック図、第２図は第１図に示した高速度
直流短絡電流検出装置を装備した鉄道における直流電化
区間の送電回路例、第３図はΔｉ発生器のブロック図、
第４図は検出過程を説明する波形図、第５図は本発明装
置の動作特性図である。 ■・・−絶対値電流検出０路 ２−Δｉ検出回路 ３・−・−・ＯＲ回路 、／ オ２）躬 第４ ）Ｑ
施例を示すブロック図、第２図は第１図に示した高速度
直流短絡電流検出装置を装備した鉄道における直流電化
区間の送電回路例、第３図はΔｉ発生器のブロック図、
第４図は検出過程を説明する波形図、第５図は本発明装
置の動作特性図である。 ■・・−絶対値電流検出０路 ２−Δｉ検出回路 ３・−・−・ＯＲ回路 、／ オ２）躬 第４ ）Ｑ
Claims (2)
- （１）給電線における電流の突進率が所定値以下である
ときは所定の一定電流値を検出し、突進率が前記所定値
以上であるときはこの突進率が大きくなるとともに検出
感度が上昇することを特徴とする高速度直流短絡電流検
出装置。 - （２）突進率の増加とともに減衰する電流値が、給電線
における電流値からこの電流値の積分値に比例した値を
減算した値と所定の閾値とが等しくなるときの前記給電
線における電流値であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の高速度直流短絡電流検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61204273A JPS6359715A (ja) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | 高速度直流短絡電流検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61204273A JPS6359715A (ja) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | 高速度直流短絡電流検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6359715A true JPS6359715A (ja) | 1988-03-15 |
Family
ID=16487744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61204273A Pending JPS6359715A (ja) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | 高速度直流短絡電流検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6359715A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01241792A (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-26 | Res Dev Corp Of Japan | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
| WO2020198987A1 (en) | 2019-03-29 | 2020-10-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and apparatus for controlling solid state circuit breaker, and solid state circuit breaker |
-
1986
- 1986-08-29 JP JP61204273A patent/JPS6359715A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01241792A (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-26 | Res Dev Corp Of Japan | 薄膜ｅｌ素子の製造方法 |
| WO2020198987A1 (en) | 2019-03-29 | 2020-10-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and apparatus for controlling solid state circuit breaker, and solid state circuit breaker |
| EP3931929A4 (en) * | 2019-03-29 | 2023-03-01 | Siemens Aktiengesellschaft | METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING SOLID STATE CIRCUIT BREAKER, AND SOLID STATE CIRCUIT BREAKER |
| US11923674B2 (en) | 2019-03-29 | 2024-03-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and apparatus for controlling solid state circuit breaker, and solid state circuit breaker |
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