WO2018229970A1 - 直流遮断器、直流遮断器用の機械遮断装置、および直流遮断器用の半導体遮断装置 - Google Patents

直流遮断器、直流遮断器用の機械遮断装置、および直流遮断器用の半導体遮断装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2018229970A1
WO2018229970A1 PCT/JP2017/022322 JP2017022322W WO2018229970A1 WO 2018229970 A1 WO2018229970 A1 WO 2018229970A1 JP 2017022322 W JP2017022322 W JP 2017022322W WO 2018229970 A1 WO2018229970 A1 WO 2018229970A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
contact
mechanical
semiconductor
unit
circuit breaker
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/022322
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和長 金谷
網田　芳明
崇裕 石黒
Original Assignee
東芝エネルギーシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東芝エネルギーシステムズ株式会社 filed Critical 東芝エネルギーシステムズ株式会社
Priority to PCT/JP2017/022322 priority Critical patent/WO2018229970A1/ja
Priority to EP18817267.0A priority patent/EP3640964B1/en
Priority to JP2019525217A priority patent/JP6710811B2/ja
Priority to PCT/JP2018/018571 priority patent/WO2018230224A1/ja
Priority to CN201880033873.9A priority patent/CN110678951B/zh
Publication of WO2018229970A1 publication Critical patent/WO2018229970A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/14—Multiple main contacts for the purpose of dividing the current through, or potential drop along, the arc
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/59—Circuit 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
    • H01H33/596—Circuit 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements
    • H01H33/6661—Combination with other type of switch, e.g. for load break switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
    • H01H2009/543—Contacts shunted by static switch means third parallel branch comprising an energy absorber, e.g. MOV, PTC, Zener
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
    • H01H2009/544—Contacts shunted by static switch means the static switching means being an insulated gate bipolar transistor, e.g. IGBT, Darlington configuration of FET and bipolar transistor

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a DC circuit breaker, a mechanical circuit breaker for a DC circuit breaker, and a semiconductor circuit breaker for a DC circuit breaker.
  • DC transmission has higher transmission efficiency than AC transmission.
  • the cost of introducing equipment is higher for DC transmission.
  • direct-current power transmission efficiency is overwhelmingly high. Therefore, when the operation cost is added to the equipment cost and evaluated, the direct-current power transmission is lower overall. For this reason, direct current power transmission is used, for example, for power transmission between two locations across the sea.
  • direct current power transmission is used, for example, for power transmission between two locations across the sea.
  • a method for carrying out long-distance transmission by generating large-scale power generation in a place far from an urban area where electricity is consumed is being studied. Along with this, the construction of a DC power transmission network connecting a plurality of power supply points and demand points is planned.
  • a device that can quickly shut off the point of failure from a healthy system when an accident occurs in the power transmission network is required.
  • a mechanical contact breaker is used in an alternating current system.
  • the mechanical contact type circuit breaker opens a contact at a current zero point generated by an alternating current, and interrupts an accident current by blowing an insulating medium to an arc current between the contacts.
  • a zero point does not occur in the fault current, so that it is difficult to quickly cut off the fault current with a conventional mechanical contact breaker.
  • a semiconductor circuit breaker capable of interrupting a direct current alone
  • a semiconductor circuit breaker using a plurality of self-excited semiconductor elements having self-extinguishing capability such as IGBT (Insulated Gate ⁇ ⁇ ⁇ Bipolar Transistor)
  • IGBT Insulated Gate ⁇ ⁇ ⁇ Bipolar Transistor
  • a hybrid circuit breaker has been proposed in which another semiconductor circuit breaker is connected in parallel to a circuit in which a mechanical contact disconnector and an auxiliary semiconductor circuit breaker are connected in series.
  • the mechanical contact disconnector and the auxiliary semiconductor circuit breaker are in a conductive state, and the other semiconductor circuit breaker is in a disconnected state.
  • the transmission current flows through the mechanical contact disconnector and the auxiliary semiconductor circuit breaker.
  • an opening command is given to the mechanical contact disconnector as soon as the auxiliary semiconductor circuit breaker is turned off.
  • the auxiliary semiconductor circuit breaker is in the cut-off state in this way, the fault current flowing in the path between the mechanical contact type breaker and the auxiliary semiconductor circuit breaker is commutated to the other semiconductor circuit breaker. Then, after the opening operation of the mechanical contact disconnector is completed and the withstand voltage performance of the steady energizing path is ensured, the interruption of the fault current is completed by interrupting the other semiconductor circuit breaker.
  • the conduction loss at the time of steady-state energization is only the conduction loss of the auxiliary semiconductor breaker
  • the steady-state energization path is only a semiconductor breaker capable of interrupting a direct current alone as described above. Compared with the configuration, the conduction loss can be reduced.
  • the hybrid circuit breaker has a larger conduction loss than the conventional mechanical contact breaker in which the steady energization path is composed of only mechanical contacts. .
  • a DC circuit breaker has been proposed in which a mechanical contact type circuit breaker is connected in parallel to a circuit in which a semiconductor circuit breaker and a commutation circuit composed of a half bridge circuit are connected in series.
  • the mechanical contact disconnector is in a conducting state during steady power transmission, and the semiconductor breaker and the commutation circuit are in a breaking state. Therefore, the transmission current during steady power transmission flows only through the mechanical contact disconnector.
  • a general mechanical contact-type circuit breaker has fixed and movable contacts that are detachably provided, a metal tank that encloses the fixed and movable contacts, and a movable contact that contacts and separates the fixed contact. And an operating mechanism for driving the motor.
  • the inside of the metal tank is filled with an insulating medium.
  • the metal tank is grounded and electrically insulated from the fixed contact and the movable contact.
  • the operation mechanism is grounded and arranged outside the metal tank, and is connected to a movable contact in the metal tank via a seal rod that penetrates the metal tank and an insulating operation rod that is connected to the seal rod in the metal tank. ing.
  • the mechanical contact type circuit breaker needs to improve the withstand voltage performance in each part. That is, in the above-mentioned mechanical contact type circuit breaker, it is necessary to increase the distance between the fixed contact and the movable contact of the high voltage portion and the grounded metal tank and increase the voltage as the voltage increases. In addition, when a desired breaking performance cannot be obtained with a single mechanical contact breaker as the voltage increases, a plurality of mechanical contact breakers may be connected in series to improve the breaking performance. In this case as well, in all the mechanical contact type circuit breakers connected in series, it is necessary to increase the distance between the fixed contact and the movable contact of the high voltage section and the grounded metal tank to be electrically insulated.
  • the mechanical contact breaker becomes large.
  • the DC circuit breaker is assumed to be operated on a platform built offshore, and the construction cost of the platform may increase due to the increase in the size of the mechanical contact circuit breaker.
  • the length of the insulating rod that connects the movable contact of the high voltage unit and the grounded operating mechanism also becomes longer.
  • the mass of the movable part of the operating mechanism increases, the opening speed of the fixed contact and the movable contact may decrease, and the response of the interruption operation may decrease.
  • Problems to be solved by the present invention include a DC circuit breaker, a mechanical circuit breaker for a DC circuit breaker, and a semiconductor for a DC circuit breaker that can easily increase the voltage, suppress an increase in size, and ensure the response of the circuit breaking operation It is to provide a shut-off device.
  • the DC circuit breaker of the embodiment has a mechanical circuit breaker, a semiconductor circuit breaker, and a commutation device.
  • the machine shut-off unit has at least one machine shut-off unit and an insulating post that supports the machine shut-off unit.
  • the machine shut-off unit has at least one single shut-off unit.
  • the single blocking part has a mechanical contact part, a sealed container, an operating rod, and an operating mechanism.
  • the mechanical contact portion has a fixed contact and a movable contact.
  • the mechanical contact portion is electrically insulated from the ground.
  • the sealed container encloses the mechanical contact portion and the insulating gas.
  • the sealed container is electrically insulated from the ground.
  • the operation rod is connected to the movable contact. The operation rod extends from the inside of the sealed container to the outside.
  • the operation mechanism is connected to the operation rod.
  • the operating mechanism moves the movable contact toward and away from the fixed contact.
  • the operation mechanism is provided at the same potential as the movable contact of the mechanical contact portion.
  • the semiconductor blocking part has a semiconductor module and an arrester.
  • the semiconductor module has a semiconductor stack in which a plurality of self-excited semiconductor elements are connected in series.
  • the arrester is connected in parallel to the semiconductor module.
  • the commutation device has a commutation circuit and a commutation adjustment reactor.
  • the commutation circuit is configured by connecting in parallel a pair of legs and a capacitor in which a pair of self-excited semiconductor elements are connected in series.
  • the commutation adjusting reactor is connected in series to the commutation circuit.
  • the mechanical interrupting unit has at least one single interrupting unit constituting a current interrupting contact and at least one single interrupting unit constituting a high withstand voltage contact.
  • High withstand voltage contacts have higher withstand voltage performance than current interrupt contacts.
  • the current interrupting contact and the high withstand voltage contact are connected in series to form a mechanical contact module. Both ends of the mechanical contact module are connected to a DC power transmission system.
  • the commutation circuit and the commutation adjusting reactor are connected in parallel to the current interrupting contact.
  • the commutation circuit is connected to the higher withstand voltage contact side than the commutation adjusting reactor.
  • the semiconductor module is connected in parallel to the high withstand voltage contact and the commutation circuit.
  • the perspective view which shows typically the commutation apparatus of 1st Embodiment.
  • the circuit diagram which shows typically the direct-current circuit breaker of 1st Embodiment. Sectional drawing which shows the modification of a high withstand voltage contact.
  • the front view which shows typically the machine interruption
  • the front view which shows typically the machine interruption
  • the front view which shows typically the machine interruption
  • FIG. 1 is a perspective view showing a DC circuit breaker according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing the DC circuit breaker of the first embodiment.
  • the DC circuit breaker 1 includes a mechanical circuit breaker 2 (mechanical circuit breaker), a semiconductor circuit breaker 3 (semiconductor circuit breaker), and a commutation device 4.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating the mechanical blocking unit according to the first embodiment.
  • the machine shut-off unit 2 includes a plurality of (four in the illustrated example) machine shut-off units 10 and a plurality of (four in the illustrated example) insulations that support the machine shut-off units 10.
  • the support 12 is provided.
  • the plurality of machine shut-off units 10 are stacked in a plurality of stages in the vertical direction with respect to the insulating support column 12.
  • the machine shut-off unit 10 includes a pair of single cut-off parts 14, a power supply part 30, a control part 31, a pair of single cut-off parts 14, a power cut-off part support plate 33 on which the power supply part 30 and the control part 31 are fixedly arranged. It is equipped with.
  • blocking part 14 comprises the high withstand voltage contact 14A or the electric current interruption contact 14B.
  • the uppermost mechanical interrupting unit 10 includes a pair of current interrupting contacts 14B.
  • the other mechanical interrupting unit 10 includes a pair of high withstand voltage contacts 14A.
  • the high withstand voltage contact 14A is preferably a disconnector having higher withstand voltage performance than the current interrupting contact 14B.
  • the current breaking contact 14B is preferably a circuit breaker having a higher current breaking performance than the high withstand voltage contact 14A.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a high withstand voltage contact.
  • the mechanical contact portion 16 of the single breaking portion 14 constituting the high withstand voltage contact 14A is a gas contact.
  • the single interruption portion 14 constituting the high withstand voltage contact 14A includes a mechanical contact portion 16 having a fixed contact 17 and a movable contact 18, a sealed container 20 enclosing the mechanical contact portion 16 and an insulating gas, and a fixed contact. 17, a fixed rod 25 coupled to the movable contact 18, an operating rod 26 coupled to the movable contact 18, an operating mechanism 27 coupled to the operating rod 26, and a capacitor 29 (see FIG. 1 and FIG. 3).
  • the mechanical contact portion 16 is a contact with high withstand voltage performance.
  • the fixed contact 17 and the movable contact 18 are provided so as to be able to contact and separate from each other.
  • the mechanical contact 16 is opened by separating the fixed contact 17 and the movable contact 18.
  • the energization path passing through the mechanical contact portion 16 is opened by separating the fixed contact 17 and the movable contact 18.
  • the direction in which the fixed contact 17 and the movable contact 18 contact and separate from each other is referred to as a first direction.
  • the first direction is a horizontal direction.
  • the sealed container 20 encloses, for example, sulfur hexafluoride (SF 6 ) gas as an insulating gas.
  • the sealed container 20 includes a cylindrical insulating cylinder 21, and a first flange 22 and a second flange 23 that close both end openings of the insulating cylinder 21.
  • the insulating cylinder 21 extends along the first direction.
  • the insulating cylinder 21 is a soot tube formed of an insulating material, for example.
  • the first flange 22 and the second flange 23 are each formed of a metal material.
  • the fixed rod 25 is made of a metal material.
  • the fixed rod 25 extends along the first direction.
  • the fixed rod 25 connects the first flange 22 and the fixed contact 17 within the sealed container 20.
  • the fixed rod 25 may be formed integrally with the fixed contact 17.
  • the fixed rod 25 electrically connects the fixed contact 17 and the first flange 22.
  • the entire operation rod 26 is made of, for example, a metal material.
  • the operation rod 26 extends along the first direction.
  • the operation rod 26 is connected to the movable contact 18 in the sealed container 20, and extends to the outside of the sealed container 20 through a through hole 23 a provided in the second flange 23.
  • the operation rod 26 may be formed integrally with the movable contact 18.
  • the operation rod 26 is provided to be slidable with respect to the second flange 23 while keeping the airtightness of the inside of the sealed container 20.
  • the operation rod 26 electrically connects the movable contact 18 and the second flange 23.
  • the operation mechanism 27 is a highly responsive electromagnetic actuator using a power source as electric power.
  • the electromagnetic actuator is, for example, an electromagnetic repulsion operation mechanism.
  • the electromagnetic repulsion operation mechanism has a metal plate of a good conductor connected to the operation rod 26 and a coil installed so as to face the metal plate. During driving, a current is applied to the coil to generate an induced current in the opposite direction to the metal plate, and a repulsive force in the opposite direction to the coil is applied to the metal plate to operate the operation rod 26.
  • the operation mechanism 27 is arranged outside the sealed container 20 along with the second flange 23 in the first direction.
  • the operation mechanism 27 is fixed to the second flange 23 via the support portion 28. For example, the entire support portion 28 is made of a metal material.
  • the operation mechanism 27 reciprocates the operation rod 26 in the first direction. As a result, the operation mechanism 27 displaces the movable contact 18 connected to the operation rod 26 and brings the movable contact 18 into and out of contact with the fixed contact
  • the capacitor 29 is disposed outside the sealed container 20.
  • the capacitor 29 is connected to the first flange 22 and the second flange 23.
  • the capacitor 29 encloses a dielectric in a high-resistance cylinder and has electrodes at both ends, and has capacitance and resistance.
  • the capacitor 29 adjusts the voltage applied to the mechanical contact portion 16 (see FIG. 4) when the current is interrupted and in the open state.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a current interrupting contact.
  • blocking part 14 which comprises the electric current interruption contact 14B is a vacuum valve.
  • the single interruption portion 14 constituting the current interruption contact 14B includes a mechanical contact portion 36 that is a vacuum valve 44 having a fixed contact 37 and a movable contact 38, a sealed container 40 that encloses the mechanical contact portion 36, and a fixed contact. 37, a control rod 46 connected to the movable contact 38, an operation mechanism 47 connected to the operation rod 46, and a capacitor 49 (see FIG. 1 and FIG. 3).
  • the mechanical contact portion 36 is a contact capable of mechanically interrupting current at a current zero point.
  • the fixed contact 37 and the movable contact 38 are provided so as to be able to contact and separate from each other.
  • the mechanical contact 36 is opened by separating the fixed contact 37 and the movable contact 38.
  • the energization path passing through the mechanical contact portion 36 is opened by separating the fixed contact 37 and the movable contact 38.
  • the direction in which the fixed contact 37 and the movable contact 38 are in contact with or separated from each other is referred to as a second direction.
  • the second direction is a horizontal direction.
  • the vacuum valve 44 maintains a vacuum inside.
  • the vacuum valve 44 includes a fixed contact 37, a movable contact 38, a cylindrical insulating cylinder 44a, a first flange 44b and a second flange 44c that close both ends of the insulating cylinder 44a, and an inner side of the insulating cylinder 44a. 44d.
  • the insulating cylinder 44a extends along the second direction.
  • the insulating cylinder 44a is a soot tube formed of an insulating material, for example.
  • the first flange 44b and the second flange 44c are each formed of a metal material.
  • the fixed contact 37 is connected to the first flange 44b in the vacuum valve 44.
  • the stationary contact 37 is electrically connected to the first flange 44b.
  • the movable contact 38 extends outside the vacuum valve 44 through a through hole 44e provided in the second flange 44c.
  • the movable contact 38 is slidable with respect to the second flange 44c.
  • the movable contact 38 is electrically connected to the second flange 44c.
  • the bellows 44d is arranged so as to surround the movable contact 38 inside the insulating cylinder 44a. One end of the bellows 44d is fixed to the second flange 44c. The other end of the bellows 44d is fixed to the peripheral surface of the movable contact 38. The bellows 44d blocks the vacuum in the vacuum valve 44 from the outside while allowing the movable contact 38 to be displaced in the second direction with respect to the insulating cylinder 44a.
  • the sealed container 40 encloses, for example, sulfur hexafluoride (SF6) gas as an insulating gas.
  • the sealed container 40 includes a cylindrical insulating cylinder 41, and a first flange 42 and a second flange 43 that close both end openings of the insulating cylinder 41.
  • the insulating cylinder 41 extends along the second direction.
  • the insulating cylinder 41 is a soot tube formed of an insulating material, for example.
  • the first flange 42 and the second flange 43 are each formed of a metal material.
  • the fixed rod 45 is made of a metal material.
  • the fixed rod 45 extends along the second direction.
  • the fixing rod 45 connects the first flange 42 and the first flange 44b in the sealed container 40.
  • the fixing rod 45 may be formed integrally with the first flange 44b.
  • the fixed rod 45 electrically connects the fixed contact 37, the first flange 44 b, and the first flange 42.
  • the entire operation rod 46 is made of, for example, a metal material.
  • the operating rod 46 extends along the second direction.
  • the operation rod 46 is connected to the movable contact 38 in the sealed container 40, and extends to the outside of the sealed container 40 through a through hole 43 a provided in the second flange 43.
  • the operation rod 46 may be formed integrally with the movable contact 38.
  • the operation rod 46 is slidable with respect to the second flange 43.
  • the operation rod 46 electrically connects the movable contact 38 and the second flange 43.
  • the operating mechanism 47 is a highly responsive electromagnetic actuator using a power source as electric power.
  • the electromagnetic actuator is, for example, an electromagnetic repulsion operation mechanism.
  • the electromagnetic repulsion operation mechanism includes a metal plate of a good conductor connected to the operation rod 46 and a coil installed so as to face the metal plate. During driving, a current is applied to the coil to generate an induced current in the opposite direction to the metal plate, and a repulsive force in the opposite direction to the coil is applied to the metal plate to operate the operation rod 46.
  • the operation mechanism 47 is arranged outside the sealed container 40 along with the second flange 43 in the second direction.
  • the operation mechanism 47 is fixed to the second flange 43 via the support portion 48.
  • the support part 48 is entirely formed of a metal material, for example.
  • the operation mechanism 47 reciprocates the operation rod 46 in the second direction. As a result, the operation mechanism 47 displaces the movable contact 38 connected to the operation rod 46 to bring the movable contact 38 into and out of contact with the
  • the capacitor 49 is disposed outside the sealed container 40.
  • the capacitor 49 is connected to the first flange 42 and the second flange 43.
  • the capacitor 49 encloses a dielectric in a high-resistance cylinder and has electrodes at both ends, and has capacitance and resistance.
  • the capacitor 49 adjusts the voltage applied to the mechanical contact portion 36 (see FIG. 5) when the current is interrupted and in the open state.
  • each machine shut-off unit 10 the pair of single shut-off portions 14 disposed on the machine shut-off portion support plate 33 is operated by the respective operation rods 26 and 46.
  • the mechanical contact portions 16 and 36 are opened by the mechanisms 27 and 47, they are arranged to operate on the same straight line.
  • the operating rods 26 and 46 of each single cutoff unit 14 extend on the same straight line.
  • the pair of single shut-off parts 14 arranged on the machine shut-off part support plate 33 are operated rods 26 and 46 when the mechanical contact parts 16 and 36 are opened by the operating mechanisms 27 and 47. These are arranged so that their operating directions are opposite.
  • the pair of single blocking portions 14 disposed on the mechanical blocking portion support plate 33 are disposed such that the operation mechanisms 27 and 47 face each other.
  • blocking unit 10 are arrange
  • blocking part 14 the mechanical contact parts 16 and 36 are electrically insulated from the earth
  • the operation mechanisms 27 and 47 are provided in the same electric potential as the movable contacts 18 and 38 of the mechanical contact parts 16 and 36. FIG. Specifically, the operation mechanisms 27 and 47 are provided such that the reference potential is the same as that of the movable contacts 18 and 38 of the mechanical contact portions 16 and 36.
  • the sealed containers 20 and 40 are electrically insulated from the ground. The sealed containers 20 and 40 electrically insulate the fixed contacts 17 and 37 and the movable contacts 18 and 38 when the mechanical contact portions 16 and 36 are opened.
  • the power supply unit 30 supplies power to the operation mechanisms 27 and 47 of the pair of single blockers 14 arranged on the same machine blocker support plate 33.
  • the power supply unit 30 is provided so that the reference potential is the same as that of the operation mechanisms 27 and 47.
  • the power supply unit 30 includes, for example, a capacitor that supplies power to the operation mechanisms 27 and 47 during the opening operation of the mechanical contact units 16 and 36 (see FIGS. 4 and 5), and the closing operation of the mechanical contact units 16 and 36. Capacitors that supply power to the operation mechanisms 27 and 47, charging devices for the respective capacitors, and switching elements that hold the respective capacitors in a charged state and discharge when the power is supplied (not shown). .
  • a power feeding device capable of supplying power while electrically insulating the ground and the power supply unit 30 such as an insulating transformer, a laser power feeding device, and an electromagnetic induction wireless power feeding device. Used (not shown).
  • the control unit 31 monitors the state of the power supply unit 30 and the operation mechanisms 27 and 47 arranged on the same machine shut-off unit support plate 33. Further, the control unit 31 controls power supply from the power supply unit 30 disposed on the same machine shut-off unit support plate 33 to the operation mechanisms 27 and 47.
  • the machine shut-off portion support plate 33 is formed of fiber reinforced plastic or the like.
  • the machine blocking part support plate 33 is formed in a rectangular shape in plan view.
  • the mechanical blocking unit support plate 33 is stacked in a plurality of stages in the vertical direction with respect to the insulating support column 12.
  • the insulating support 12 is made of, for example, insulator, polymer, fiber reinforced plastic, or the like.
  • the insulating column 12 is erected on the foundation 5.
  • the insulating support column 12 extends along the vertical direction.
  • Each insulating support column 12 supports a corner portion of each mechanical shut-off unit support plate 33 stacked in a plurality of stages.
  • the insulating support column 12 electrically insulates the plurality of machine shut-off units 10 from each other and mechanically connects each machine shut-off unit 10 to the base 5 while being electrically insulated.
  • the length of the insulating support column 12 is set so that the mechanical interrupting units 10 adjacent in the vertical direction can be insulated from each other when the current is interrupted, and the entire mechanical interrupting unit 10 can be electrically insulated from the ground when energized. . That is, the length of the portion provided between the pair of mechanical interrupting units 10 adjacent in the vertical direction in the insulating support column 12 is set so that the mechanical interrupting units 10 can be electrically insulated from each other when the current is interrupted. . Further, the length of the portion of the insulating support 12 that is provided between the machine shut-off unit 10 located at the lowest position and the foundation 5 is such that the plurality of machine shut-off units 10 are electrically insulated from the ground when energized. It is set to be possible.
  • the length of the portion provided between the machine shut-off unit 10 located at the lowermost position of the insulating support column 12 and the foundation 5 is provided between a pair of machine shut-off units 10 adjacent in the vertical direction. It is longer than the length of the part. Moreover, the length of the part provided between the machine interruption
  • Each insulating support column 12 may extend continuously from the lower end to the upper end, or may be divided into a plurality of pieces so as to sandwich each mechanical blocking portion support plate 33.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing the mechanical shut-off unit of the first embodiment.
  • the pair of single blocking portions 14 arranged on the mechanical blocking portion support plate 33 is illustrated as one single blocking portion 14.
  • the power supply unit 30 and the control unit 31 of each machine shut-off unit 10 are not shown.
  • the pair of single blocking portions 14 in each mechanical blocking unit 10 are connected in series by a bus bar 51 that connects the second flanges 23 and 43.
  • each single blocking portion 14 is first with respect to the single blocking portions 14 of the mechanical blocking units 10 adjacent in the vertical direction.
  • the flanges 22 are connected in series by bus bars 52 that connect the flanges 22 and the first flanges 22 and 42. Accordingly, the plurality of high withstand voltage contacts 14 ⁇ / b> A and the plurality of current interrupting contacts 14 ⁇ / b> B are connected in series by the plurality of bus bars 51 and 52 to form the mechanical contact module 34. In this configuration, all the high withstand voltage contacts 14A are connected in series with each other. Moreover, all the electric current interruption contacts 14B are mutually connected in series.
  • the mechanical contact module 34 is formed with a first connection point A1, a second connection point A2, and a third connection point A3.
  • the first connection point A1 is formed at the end of the mechanical contact module 34 where the current interrupting contact 14B is provided.
  • the second connection point A2 is formed at the opposite end of the mechanical contact module 34 from the first connection point A1.
  • the third connection point A3 is an electrical connection point between the high withstand voltage contact 14A and the current cutoff contact 14B.
  • the first connection point A1 and the second connection point A2 are connected to the DC power transmission system.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the semiconductor blocking part of the first embodiment.
  • the semiconductor blocking unit 3 is provided side by side with the mechanical blocking unit 2 on the foundation 5.
  • the semiconductor blocking unit 3 includes a plurality (three in the illustrated example) of semiconductor blocking units 60 and a plurality (four in the illustrated example) of insulating pillars 62 that support the semiconductor blocking unit 60.
  • the plurality of semiconductor interrupting units 60 are stacked in a plurality of stages in the vertical direction with respect to the insulating support 62.
  • the semiconductor blocking unit 60 includes a pair of semiconductor modules 64, an arrester 68, and a semiconductor blocking section support plate 70 on which the pair of semiconductor modules 64 and the arrester 68 are fixedly arranged.
  • the semiconductor module 64 includes a semiconductor stack 65 in which a plurality of self-excited semiconductor elements 65 a are connected in series, a diode 66 connected in parallel to the semiconductor stack 65, and an attached circuit 67 connected to the semiconductor stack 65.
  • the self-excited semiconductor element 65a is, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or an IEGT (Injection Enhanced Gate Transistor).
  • the semiconductor stack 65 and the diode 66 are connected in parallel so that the forward directions of energization are opposite to each other.
  • the attached circuit 67 includes a snubber circuit that equalizes the voltage distribution of the plurality of self-excited semiconductor elements 65a of the semiconductor stack 65, and a gate unit that outputs a switching command to the self-excited semiconductor elements 65a.
  • the pair of semiconductor modules 64 are connected in series so that the forward directions of the respective semiconductor stacks 65 are opposite to each other.
  • FIG. 8 is a perspective view schematically showing the semiconductor blocking part of the first embodiment.
  • the arrester 68 is connected in parallel to a pair of semiconductor modules 64 disposed on the same semiconductor blocking portion support plate 70.
  • a current flows temporarily through the arrester 68 in a state in which the pair of semiconductor modules 64 is in a current non-conductive state.
  • the arrester 68 converts the current into heat energy.
  • the semiconductor blocking portion support plate 70 is formed of fiber reinforced plastic or the like.
  • the semiconductor blocking portion support plate 70 is formed so as to insulate both ends of the semiconductor module 64 and to insulate both ends of the arrester 68 and to support the semiconductor module 64 and the arrester 68 on the insulating support 62.
  • the semiconductor blocking portion support plate 70 is stacked in a plurality of stages in the vertical direction with respect to the insulating support 62.
  • the insulating support 62 is made of, for example, insulator, polymer, fiber reinforced plastic, or the like.
  • the insulating support 62 is erected on the foundation 5.
  • the insulating support 62 extends along the vertical direction.
  • Each insulating support 62 supports a corner portion of each semiconductor blocking portion support plate 70 stacked in a plurality of stages.
  • the insulating support 62 electrically insulates the plurality of semiconductor interrupting units 60 from each other and mechanically connects the semiconductor interrupting units 60 to the base 5 while electrically insulating them.
  • the length of the insulating support 62 is set so that the semiconductor interrupting units 60 adjacent in the vertical direction can be insulated from each other when the current is interrupted, and the entire semiconductor interrupting unit 60 can be electrically isolated from the ground when energized. . That is, the length of the portion provided between the pair of semiconductor interrupting units 60 adjacent in the vertical direction in the insulating support 62 is set so that the semiconductor interrupting units 60 can be electrically insulated from each other when the current is interrupted. . Further, the length of the portion of the insulating support 62 provided between the semiconductor blocking unit 60 located at the lowest position and the foundation 5 is such that the plurality of semiconductor blocking units 60 are electrically insulated from the ground when energized. It is set to be possible.
  • the length of the portion provided between the semiconductor cutoff unit 60 located at the lowest position of the insulating support 62 and the foundation 5 is provided between a pair of semiconductor cutoff units 60 adjacent in the vertical direction. It is longer than the length of the part. Further, the length of the portion provided between the semiconductor blocking unit 60 located at the lowermost position of the insulating support 62 and the base 5 is the length of the portion provided between the pair of semiconductor blocking units 60 adjacent in the vertical direction. It is shorter than the total length.
  • Each insulating support 62 may extend continuously from the lower end to the upper end, or may be divided into a plurality of pieces so as to sandwich each semiconductor blocking portion support plate 70.
  • the plurality of semiconductor modules 64 are connected in series by a plurality of bus bars 72. ing. Specifically, the semiconductor module 64 is connected in series by the bus bar 72 to the semiconductor module 64 in the semiconductor cutoff unit 60 adjacent in the vertical direction.
  • all the semiconductor modules 64 connected in series are referred to as a semiconductor module group.
  • a first connection point B1 and a second connection point B2 are formed in the semiconductor blocking unit module group.
  • the first connection point B1 is formed at one end of the semiconductor blocking unit module group.
  • the second connection point B2 is formed at the other end of the semiconductor blocking unit module group.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the commutation device of the first embodiment.
  • the commutation device 4 includes a commutation circuit 80, a commutation adjustment reactor 86, and a commutation device support plate 88 in which the commutation circuit 80 and the commutation adjustment reactor 86 are fixedly arranged. And an insulating support 90 that supports the commutation device support plate 88.
  • FIG. 10 is a circuit diagram showing a commutation circuit.
  • the commutation circuit 80 is a half-bridge circuit configured by connecting a pair of legs 82 and a capacitor 84 connected in parallel to each other in series with a pair of self-excited semiconductor elements 82a. is there.
  • the self-excited semiconductor element 82a is, for example, IGBT or IEGT.
  • Each self-excited semiconductor element 82a is connected in parallel with a diode 82b so that forward directions to be energized are opposite to each other.
  • an attached circuit Connected to the pair of legs 82 is an attached circuit (not shown) that includes a snubber circuit that equalizes the voltage distribution of the self-excited semiconductor element 82a and a gate unit that outputs a switching command to the self-excited semiconductor element 82a.
  • One commutation circuit 80 may be provided, or a plurality of commutation circuits 80 may be provided and connected in series. In the example shown in FIG. 1, one commutation circuit 80 is provided.
  • FIG. 11 is a perspective view schematically showing the commutation device of the first embodiment. As shown in FIGS. 1, 9, and 11, the commutation adjusting reactor 86 is connected in series to the commutation circuit 80 via a bus bar 92. The commutation adjusting reactor 86 adjusts the discharge time of the capacitor 84 of the commutation circuit 80.
  • a series of circuits formed by the commutation circuit 80 and the commutation adjusting reactor 86 are formed with a first connection point C1, a second connection point C2, and a third connection point C3.
  • the first connection point C ⁇ b> 1 is an electrical connection point between the commutation circuit 80 and the commutation adjustment reactor 86.
  • the 2nd connection point C2 is formed in the edge part on the opposite side to the 1st connection point C1 among the both ends of the commutation adjustment reactor 86.
  • the third connection point C3 is formed at the end of the commutation circuit 80 opposite to the first connection point C1.
  • the commutation device support plate 88 is formed of fiber reinforced plastic or the like.
  • the commutation device support plate 88 insulates both ends of the commutation circuit 80 and insulates the commutation circuit 80 and the commutation adjustment reactor 86 from other than the bus bar 92, and the commutation circuit 80 and the commutation adjustment reactor 86. Is formed so as to be supported by the insulating support 90.
  • the insulating support 90 is made of, for example, insulator, polymer, fiber reinforced plastic, or the like.
  • the insulating support 90 is erected on the foundation 5.
  • the insulating support 90 extends along the vertical direction.
  • Each insulating support 90 supports a corner portion of the commutation device support plate 88.
  • the insulating support 90 mechanically connects the commutation device support plate 88 to the foundation 5 while being electrically insulated.
  • the length of the insulation support 90 is set so that the commutation circuit 80 and the commutation adjustment reactor 86 can be electrically insulated from the ground when energized.
  • the commutation device support plate 88 is disposed above the semiconductor blocking portion 3. Further, the insulating support 90 of the commutation device 4 is shared with the insulating support 62 of the semiconductor blocking unit 3. Thereby, the commutation device 4 is stacked on the upper part of the semiconductor blocking part 3. In this case, the insulating support column 90 electrically insulates the commutation circuit 80 and the commutation adjustment reactor 86 from the semiconductor cutoff unit 60.
  • the length of the part provided between the commutation device support plate 88 and the semiconductor interrupting unit 60 disposed immediately below the commutation device support plate 88 in the insulating support 90 is the commutation circuit 80 when the current is interrupted.
  • the commutation adjusting reactor 86 and the semiconductor interrupting unit 60 are set so as to be electrically insulated.
  • FIG. 12 is a circuit diagram schematically showing the DC circuit breaker of the first embodiment.
  • a plurality of high withstand voltage contacts 14A connected in series are regarded as one high withstand voltage contact 14A.
  • the pair of current cutoff contacts 14B connected in series with each other is illustrated as one current cutoff contact 14B.
  • FIG. 12 shows only a pair of semiconductor modules 64 connected in series among the plurality of semiconductor modules 64 connected in series with each other.
  • the series of circuits formed by the commutation circuit 80 and the commutation adjusting reactor 86 are connected in parallel to the current interrupting contact 14B.
  • the commutation circuit 80 is connected to the high withstand voltage contact 14 ⁇ / b> A side from the commutation adjusting reactor 86. Specifically, the second connection point C ⁇ b> 2 of the commutation device 4 and the first connection point A ⁇ b> 1 of the mechanical contact module 34 are electrically connected by a bus bar 94. The third connection point C3 of the commutation device 4 and the third connection point A3 of the mechanical contact module 34 are electrically connected by a bus bar 95.
  • the semiconductor module 64 is connected in parallel to a series of circuits formed by the high withstand voltage contact 14 ⁇ / b> A and the commutation circuit 80. Specifically, the first connection point B ⁇ b> 1 of the semiconductor interrupter 3 and the second connection point A ⁇ b> 2 of the mechanical contact module 34 are electrically connected by a bus bar 96. In addition, the second connection point B2 of the semiconductor interrupter 3 and the first connection point C1 of the commutation device 4 are electrically connected by a bus bar 97.
  • the self-excited semiconductor element 82 a of the commutation circuit 80 is turned on (energized state), and the electric charge of the capacitor 84 is discharged.
  • the current of the current interrupting contact 14B connected in parallel to the commutation circuit 80 decreases, and a current zero point is generated at the current interrupting contact 14B.
  • the arc is extinguished at the current breaking contact 14B, and the commutation is completed.
  • the fault current flows through the high withstand voltage contact 14 ⁇ / b> A, the commutation circuit 80, and the commutation adjustment reactor 86.
  • the self-excited semiconductor element 65a of the semiconductor module 64 is turned on, and the self-excited semiconductor element 82a of the commutation circuit 80 is switched off. Thereby, the fault current is commutated to the semiconductor module 64 connected in parallel to the commutation circuit 80. In this state, the fault current flows through the semiconductor module 64 and the commutation adjusting reactor 86.
  • the self-excited semiconductor element 65a of the semiconductor module 64 is switched off.
  • the fault current is commutated to the arrester 68 connected in parallel to the self-excited semiconductor element 65a. Thereby, the fault current is absorbed in the arrester 68, and the interruption of the fault current of the DC power transmission system is completed.
  • the mechanical shut-off unit 2 includes mechanical contact units 16 and 36 that have fixed contacts 17 and 37 and movable contacts 18 and 38 and are electrically insulated from the ground, and mechanical contact units 16 and 36 and Sealed containers 20 and 40 that are filled with an insulating gas and are electrically insulated from the ground, operating rods 26 and 46 connected to the movable contacts 18 and 38, and mechanical contacts connected to the operating rods 26 and 46
  • the sealed containers 20 and 40 can be reduced in size, and the increase in the size of the single blocking unit 14 can be suppressed. Further, as the voltage increases, even when a plurality of single blocking portions 14 are connected in series to improve blocking performance, it is possible to suppress an increase in the size of all the single blocking portions 14 connected in series. Therefore, it is possible to provide the DC circuit breaker 1 that can easily increase the voltage and suppress the increase in size. Further, according to this configuration, since the sealed containers 20 and 40 and the operation mechanisms 27 and 47 are not grounded to the ground, the operation rods 26 and 26 interposed between the mechanical contact portions 16 and 36 and the operation mechanisms 27 and 47 are provided.
  • the insulation of 46 can be omitted, and the operation rods 26 and 46 can be prevented from being elongated as compared with the case where the operation mechanism is electrically insulated from the mechanical contact part by being grounded to the ground. Thereby, the increase in the mass of the movable part of the operation mechanisms 27 and 47 is suppressed, and the decrease in the opening speed of the mechanical contact parts 16 and 36 can be suppressed. Therefore, it is possible to provide the DC breaker 1 that can ensure the response of the breaking operation.
  • the pair of single blocking portions 14 in each mechanical blocking unit 10 has the operation rods 26 and 46 operated on the same straight line by the operation mechanisms 27 and 47 and the operation rods 26 and 46 by the operation mechanisms 27 and 47. It arrange
  • the ground contact area of the DC breaker 1 can be reduced as compared with the case where the mechanical breaker units are arranged side by side.
  • the same function and effect can be obtained with respect to the point that the plurality of semiconductor interrupting units 60 are stacked in a plurality of stages with respect to the insulating support 62.
  • the same effect is obtained with respect to the point that the commutation device 4 is stacked on the upper part of the semiconductor blocking portion 3.
  • blocking part 14 which comprises the high withstand voltage contact 14A is a gas contact
  • the mechanical contact portion 36 of the single interrupting portion 14 constituting the high withstand voltage contact 14A is a vacuum valve having a withstand voltage performance comparable to that of the mechanical contact portion 16 in the first embodiment. There may be.
  • a pair of current interrupting contacts 14B are provided in the mechanical interrupting unit 2, but the present invention is not limited to this. It suffices that at least one current interrupting contact 14B is provided in the mechanical interrupting unit 2.
  • the uppermost mechanical interrupting unit 10 may include both the high withstand voltage contact 14A and the current interrupting contact 14B.
  • the operation rods 26 and 46 operate on the same straight line by the operation mechanisms 27 and 47, and the operation rods 26 and 46 operate by the operation mechanisms 27 and 47. It is desirable that the directions are arranged in opposite directions. Thereby, as described above, the vibration of the mechanical shut-off portion can be suppressed, and an excessive increase in size of the insulating support column 12, an increase in the support structure, and an accompanying increase in weight can be suppressed.
  • high withstand voltage contacts 14 ⁇ / b> A are provided in the mechanical interrupter 2, but the present invention is not limited to this. It is sufficient that at least one high withstand voltage contact 14 ⁇ / b> A is provided in the mechanical interrupting unit 2.
  • FIG. 14 is a front view schematically showing a machine shut-off unit according to the second embodiment.
  • blocking unit 10 is abbreviate
  • the current breaking contact 14 ⁇ / b> B is arranged such that the operation direction of the operation rod 46 by the operation mechanism 47 is along the extending direction of the insulating support column 12 (that is, the vertical direction). This is different from the first embodiment.
  • the uppermost mechanical interrupting unit 10 includes one current interrupting contact 14B, a power supply unit and a control unit (not shown), a current interrupting contact 14B (single unit interrupting unit 14), a power supply unit and a control unit. And a mechanical blocking portion support plate 33 fixedly arranged.
  • the current interrupting contact 14B is placed vertically. That is, the current cutoff contact 14B is arranged so that the second direction described above is along the vertical direction.
  • the operation rod 46 is disposed so as to extend along the vertical direction.
  • the operation mechanism 47 is located between the sealed container 40 and the machine shut-off unit support plate 33 and is fixed to the machine shut-off unit support plate 33.
  • the insulating support 12 is applied to the insulating support 12 by the impact force and reaction generated in the operating mechanism 47 during the opening operation of the current interrupting contact 14 ⁇ / b> B. Generation of a bending moment can be suppressed. Therefore, the vibration of the mechanical shut-off unit 2 can be suppressed, and an excessive increase in the size of the insulating support column 12, an increase in the support structure, and an accompanying increase in weight can be suppressed.
  • FIG. 15 is a front view schematically showing the machine shut-off portion of the third embodiment.
  • illustration of the power supply unit 30 and the control unit 31 (both refer to FIGS. 1 and 3) of the mechanical cutoff unit 110 is omitted.
  • the third embodiment is different from the above-described embodiments in that the pair of single blocking portions 14 are directly supported by the insulating columns 12.
  • the mechanical cutoff unit 110 includes a pair of single cutoff units 14, a power source unit and a control unit (not shown), and a connecting member 53 that connects the high withstand voltage contact 14A and the current cutoff contact 14B.
  • blocking part 14 comprises the high withstand voltage contact 14A.
  • blocking part 14 comprises the electric current interruption contact 14B.
  • the high withstand voltage contact 14 ⁇ / b> A and the current cutoff contact 14 ⁇ / b> B are each vertically placed on the insulating support 12.
  • the high withstand voltage contact 14A is fixedly disposed on the insulating support column 12 so that the first direction described above is along the vertical direction.
  • the operating rod 26 is disposed so as to extend along the vertical direction.
  • the operation mechanism 27 is located between the sealed container 20 and the upper end portion of the insulating column 12 and is fixed to the insulating column 12.
  • the electric current interruption contact 14B is fixedly arrange
  • the operation rod 46 is disposed so as to extend along the vertical direction.
  • the operation mechanism 47 is located between the sealed container 40 and the upper end portion of the insulating column 12 and is fixed to the insulating column 12.
  • the connecting member 53 is formed of a conductive metal material or the like.
  • the connecting member 53 is disposed between the high withstand voltage contact 14A and the current cutoff contact 14B.
  • the connecting member 53 mechanically and electrically connects the second flange 23 of the single breaking part 14 constituting the high withstand voltage contact 14A and the second flange 43 of the single breaking part 14 constituting the current breaking contact 14B. is doing.
  • the pair of single blocking portions 14 are electrically connected in series with each other and mechanically fixed to each other.
  • blocking unit 110 can be simplified.
  • the operation direction of the operation rod 46 is along the extending direction of the insulating support column 12 in the single breaker 14, the operation is performed during the opening operation of the single breaker 14, as in the second embodiment described above. It is possible to suppress the generation of a bending moment in the insulating support 12 due to the impact force and reaction generated in the mechanisms 27 and 47.
  • both of the pair of single breaker portions 14 directly supported by the insulating support column 12 may constitute a high withstand voltage contact 14A, or both of the pair of single breaker portions 14 may constitute a current breaker contact 14B. Good.
  • FIG. 16 is a front view schematically showing a mechanical shut-off unit according to the fourth embodiment.
  • illustration of the power supply unit 30 and the control unit 31 (both refer to FIGS. 1 and 3) of the mechanical cutoff unit 10 is omitted.
  • the insulating support column 12 is different from the above embodiments in that it includes a damper member 54 that absorbs vibration.
  • the damper member 54 is provided between the mechanical cutoff unit support plates 33 of the mechanical cutoff units 10 adjacent to each other in the vertical direction in the insulating support column 12 and the mechanical cutoff unit support of the lowermost level mechanical cutoff unit 10. It is provided between each of the plate 33 and the foundation 5. Specifically, the damper member 54 is disposed at a connection portion with the base 5 in the insulating support column 12 and a connection portion with the upper surface of each mechanical shut-off portion support plate 33. The damper member 54 absorbs vibration transmitted through the insulating support 12.
  • the damper member 54 is, for example, an air damper (air spring) in which a bellows-like rubber member containing air is sandwiched between metal plates, an anti-vibration rubber, or the like.
  • the vibration generated in the mechanical cutoff unit 10 is absorbed by the damper member 54. For this reason, it can suppress that the vibration which generate
  • the damper member 54 can absorb the force in the bending direction of the insulating support 12, it is possible to suppress the bending moment from being generated in the insulating support 12. Therefore, the vibration of the mechanical shut-off unit 2 can be suppressed, and an excessive increase in the size of the insulating support column 12, an increase in the support structure, and an accompanying increase in weight can be suppressed.
  • the damper members 54 are respectively disposed at the connection portion with the foundation 5 in the insulating support column 12 and the connection portion with the upper surface of each mechanical shut-off portion support plate 33.
  • the damper member may be disposed at a connection portion of the insulating support column 12 with the lower surface of each mechanical blocking portion support plate 33.
  • FIG. 17 is a front view schematically showing the machine shut-off portion of the fifth embodiment.
  • illustration of the power supply unit 30 and the control unit 31 (both refer to FIGS. 1 and 3) of the mechanical cutoff unit 10 is omitted.
  • the fifth embodiment shown in FIG. 17 is different from the above embodiments in that the insulating support column 12 is suspended from the ceiling of the building 6.
  • the DC circuit breaker 1 is installed in the building 6 in consideration of the maintainability and the influence of contamination.
  • Each wall part which comprises the building 6 is provided in the position which hold
  • the insulating column 12 is suspended from the ceiling of the building 6.
  • the insulating support column 12 has a joint 56 and supports the mechanical cutoff unit 10 so as to be swingable with respect to the building 6.
  • the joint 56 is provided in the connection part with the ceiling of the building 6, and the connection part with the upper surface and lower surface of each machine interruption
  • the length of the insulating support column 12 is set so that when the current is interrupted, the mechanical interrupting units 10 adjacent in the vertical direction can be insulated from each other, and the entire mechanical interrupting unit 10 can be electrically isolated from the ground and the building 6 when energized.
  • the length of the portion provided between the uppermost machine shut-off unit 10 and the ceiling of the building 6 in the insulating support column 12 is such that the entire machine shut-off unit 10 is electrically connected from the building 6 when energized. It is set so that it can be insulated.
  • the length of the entire insulating support 12 is set so that the entire mechanical interrupting unit 10 can be electrically insulated from the foundation 6 when energized.
  • the insulating support columns 12 support the respective machine shut-off units 10 from above, even if a force in the bending direction of the insulating support posts 12 acts on the insulating support posts 12, the machine shut-off unit 10
  • the force in the deflection direction can be offset by the gravity of 10. Therefore, it can suppress more reliably that a bending moment generate
  • the insulating support column 12 supports the mechanical shut-off unit 10 so as to be swingable with respect to the building 6, the mechanical shut-off unit 10 swings with respect to the building 6 even if the building 6 vibrates due to an earthquake or the like. By doing so, transmission of vibrations of the building 6 to the machine shut-off unit 10 can be reduced. Therefore, the vibration of the mechanical shut-off unit 2 can be suppressed, and an excessive increase in the size of the insulating support column 12, an increase in the support structure, and an accompanying increase in weight can be suppressed.
  • blocking part 2 was demonstrated suspended from the ceiling of the building 6
  • blocking part 3 and the commutation apparatus 4 were further demonstrated.
  • the insulating support 90 may be suspended from the ceiling of the building 6.
  • blocking part support plate 70, and the commutation apparatus support plate 88 are mutually formed separately, it is not limited to this,
  • the configuration may be shared. That is, the mechanical interrupter support plate 33 may be integrated with at least one of the semiconductor interrupter support plate 70 and the commutation device support plate 88. In this case, since the vibration of the mechanical interrupting unit 2 is suppressed as described above, the semiconductor interrupting unit 3 and the commutation device 4 are suppressed from vibrating due to the opening operation of the mechanical interrupting unit 2.
  • the mechanical interrupting unit 2 is arranged in parallel with the semiconductor interrupting unit 3 and the commutation device 4, but the present invention is not limited to this.
  • the mechanical blocking unit 10 may be stacked on the semiconductor blocking unit 60 by using the insulating column 12 of the machine blocking unit 2 and the insulating column 62 of the semiconductor blocking unit 3 in common. Thereby, the ground contact area of a DC circuit breaker can be reduced. In this case, since the vibration of the mechanical interrupting unit 2 is suppressed as described above, the semiconductor interrupting unit 3 and the commutation device 4 are suppressed from vibrating due to the opening operation of the mechanical interrupting unit 2.
  • the operation rods 26 and 46 and the whole support parts 28 and 48 are formed with the metal material, it is not limited to this.
  • a part of the operation rod and the support portion may be formed of an insulating material or a high resistance material. Good. Even in this case, the potential difference between the movable contacts 18 and 38 and the operation mechanisms 27 and 47 is compared with the case where the operation mechanism is electrically insulated from the mechanical contact part by being grounded to the ground or the like. Therefore, the insulating portion can be made small and the length of the operation rod can be suppressed.
  • the operating mechanisms 27 and 47 arranged on the same machine shut-off unit support plate 33 and the operating mechanisms 27 and 47 and other members may be electrically insulated via an insulating material.
  • the energization path from the operation mechanisms 27 and 47 to the other members other than the movable contacts 18 and 38 is eliminated, the energization from the movable contacts 18 and 38 to the operation mechanisms 27 and 47 can be suppressed. .
  • the mechanical shut-off unit includes a mechanical contact unit that has a fixed contact and a movable contact and is electrically insulated from the ground, the mechanical contact unit, and the insulating gas.
  • a sealed container electrically insulated from the ground, an operating rod connected to the movable contact, and an operating mechanism connected to the operating rod and provided at the same potential as the movable contact of the mechanical contact portion A single blocking unit is provided. Therefore, since the sealed container is not grounded to the ground, insulation between the sealed container and the mechanical contact portion can be omitted.
  • the airtight container can be reduced in size and the increase in the size of the single blocking part can be suppressed.
  • the increase in voltage even when a plurality of single blocking portions are connected in series to improve blocking performance, it is possible to suppress an increase in the size of all the single blocking portions connected in series. Therefore, it is possible to provide a DC circuit breaker that can be easily increased in voltage and can suppress an increase in size. Furthermore, since the sealed container and the operation mechanism are not grounded to the ground, insulation of the operation rod interposed between the mechanical contact portion and the operation mechanism can be omitted.
  • a shield that alleviates electric field concentration may be appropriately installed for the mechanical interrupting unit 2, the semiconductor interrupting unit 3, and the commutation device 4 described in the above embodiments.
  • shields are installed at the ends of the single cutoff unit 14, the mechanical cutoff unit support plate 33, the semiconductor cutoff unit support plate 70, and the end portions of the commutation device support plate 88 that easily cause electric field concentration.
  • blocking part 3, and the commutation device 4 can be shortened, and the enlargement of the DC breaker 1 can be suppressed. Therefore, it is possible to provide a DC circuit breaker that can be easily increased in voltage and can be prevented from being increased in size.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

実施形態の直流遮断器は、機械遮断部、半導体遮断部および転流装置を持つ。機械遮断部は、少なくとも１つの機械遮断ユニットと、機械遮断ユニットを支持する絶縁支柱と、を持つ。機械遮断ユニットは、少なくとも１つの単体遮断部を持つ。単体遮断部は、機械接点部と、密閉容器と、操作ロッドと、操作機構と、を持つ。機械接点部は、固定接触子および可動接触子を持つ。機械接点部は、対地から電気的に絶縁されている。密閉容器は、機械接点部および絶縁性ガスを封入する。密閉容器は、対地から電気的に絶縁されている。操作ロッドは、可動接触子に連結されている。操作ロッドは、密閉容器の内部から外部に延出している。操作機構は、操作ロッドに連結されている。操作機構は、可動接触子を固定接触子に対して接離させる。操作機構は、機械接点部の可動接触子と同電位に設けられている。

Description

直流遮断器、直流遮断器用の機械遮断装置、および直流遮断器用の半導体遮断装置
　本発明の実施形態は、直流遮断器、直流遮断器用の機械遮断装置、および直流遮断器用の半導体遮断装置に関する。
　直流送電は、交流送電に比べて送電効率が高い。対して設備の導入コストは直流送電の方が高コストとなる。しかし長距離送電や海中送電等では、直流送電の送電効率が圧倒的に高いため、設備コストに運用コストを加えて評価すると、直流送電の方が総合的に低コストとなる。このため、直流送電は、例えば海を挟んだ２箇所の拠点間での送電に利用されている。近年、発電電力のうち再生可能エネルギーを用いた発電電力の比率を向上させ、より大きな電力を再生可能エネルギーで賄うために、洋上風力発電や砂漠地帯での太陽光発電等を用いて、主要な電力消費地である都市部から遠く離れた場所で大規模な発電を行い、長距離送電する方法が検討されている。それに伴い、複数の電力の供給地点と需要地点とを接続した直流送電網の構築が計画されている。
　３箇所以上の拠点間を接続した送電網を構築する際には、送電網で事故が発生した場合に、事故点を健全な系統から迅速に遮断可能な装置が必要となる。一般的に、交流電流系統においては機械接点式遮断器が用いられている。機械接点式遮断器は、交流電流によって発生する電流ゼロ点において接点を開極し、絶縁性媒体を接点間のアーク電流に吹き付けることで事故電流を遮断するものである。これに対して直流送電系統においては、事故電流には電流ゼロ点が発生しないため、従来の機械接点式遮断器では事故電流を迅速に遮断するのは難しいとされている。
　そこで、単独で直流電流を遮断可能な半導体遮断器として、ＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の、自己消弧能力をもつ複数の自励式半導体素子を用いた半導体遮断器が提案されている。しかし、送電する電力の全てが複数の自励式半導体素子を常時通過するため大きな導通損失が発生し、通常運転時の送電効率の低下を招いてしまう。
　この問題を解決するために、機械接点式断路器と補助半導体遮断器とを直列に接続した回路に、もう１つの半導体遮断器を並列に接続するハイブリッド遮断器が提案されている。このハイブリッド遮断器において、定常送電時は機械接点式断路器と補助半導体遮断器とが導通状態になっており、上記のもう１つの半導体遮断器が遮断状態になっている。よって送電電流は機械接点式断路器と補助半導体遮断器とを流れる。
　また、事故発生時においては、補助半導体遮断器を遮断状態にするのと同時に機械接点式断路器には開極指令が与えられる。このように補助半導体遮断器が遮断状態となることで、機械接点式断路器と補助半導体遮断器との経路に流れる事故電流が、上記のもう１つの半導体遮断器へと転流される。そして機械接点式断路器の開極動作が完了し、定常通電経路の耐電圧性能を確保した後に、上記のもう１つの半導体遮断器を遮断することで、事故電流の遮断が完了する。
　このようなハイブリッド遮断器は、定常通電時における導通損失が補助半導体遮断器の導通損失だけであるため、定常通電経路を、上記のように単独で直流電流を遮断可能な半導体遮断器のみとした構成に比べて導通損失を低減することが出来る。しかしながら補助半導体遮断器の通電損失は未だ発生してしまうため、従来のような、定常通電経路が機械接点のみで構成される機械接点式遮断器に比べると、ハイブリッド遮断器は、導通損失が大きい。
　そこで、半導体遮断器と、ハーフブリッジ回路で構成される転流回路とを直列に接続した回路に、機械接点式遮断器を並列に接続する直流遮断器が提案されている。この直流遮断器において、定常送電時は機械接点式断路器が導通状態になっており、半導体遮断器および転流回路が遮断状態になっている。よって、定常送電時における送電電流は機械接点式断路器のみを流れる。
　また、事故発生時においては、機械接点式遮断器に開極指令が与えられ、半導体遮断器が導通状態とされ、転流回路に転流指令が与えられる。すると、転流回路は、機械接点式遮断器に流れる事故電流とは逆の方向に電流を流して機械接点式遮断器の電流にゼロ点を生成し、この機械接点式遮断器が開極することで、事故電流が機械接点式遮断器から半導体遮断器および転流回路へと転流する。事故電流転流後、半導体遮断器が遮断されることで事故電流の遮断が完了する。
　このような直流遮断器は、定常通電経路が機械接点式遮断器のみで構成されるため、導通損失を大幅に低減することが可能となる。
　一般的な機械接点式遮断器は、接離可能に設けられた固定接点および可動接点と、固定接点および可動接点を内部に封入する金属タンクと、可動接点を固定接点に対して接離させるように駆動する操作機構と、を備えている。金属タンクの内部には、絶縁性媒体が充填されている。金属タンクは、接地され、固定接点および可動接点に対して電気的に絶縁されている。操作機構は、接地され、金属タンクの外側に配置されるとともに、金属タンクを貫通するシールロッド、および金属タンク内でシールロッドと連結する絶縁操作ロッドを介して金属タンク内の可動接点に連結されている。
　ところで、直流送電系統の高電圧化に伴って、機械接点式遮断器は各部における耐電圧性能を向上させる必要がある。つまり、上記の機械接点式遮断器においては、高電圧化に伴って、高電圧部の固定接点および可動接点と、接地された金属タンクとの距離を広げ、電気的に絶縁する必要がある。また、高電圧化に伴い、１つの機械接点式遮断器で所望の遮断性能が得られない場合、複数の機械接点式遮断器を直列に接続して遮断性能を向上させる場合がある。この場合も、直列接続した全ての機械接点式遮断器において、高電圧部の固定接点および可動接点と、接地された金属タンクとの距離を広げ、電気的に絶縁する必要がある。その結果、機械接点式遮断器が大型化してしまう。直流遮断器は洋上に建造したプラットフォーム上での運用が想定されており、機械接点式遮断器の大型化によりプラットフォームの建造コストが増加する場合がある。さらに、高電圧化に伴って、高電圧部の可動接点と、接地された操作機構とを連結する絶縁ロッドも長尺化する。その結果、操作機構の可動部の質量が増加するので、固定接点と可動接点との開極速度が低下し、遮断動作の応答性が低下する場合がある。
日本国特開２０１６－１８７２７５号公報 国際公開２０１１／０５７６７５号パンフレット 国際公開２０１３／１３１５８２号パンフレット
　本発明が解決しようとする課題は、高電圧化が容易で、大型化を抑制し、かつ遮断動作の応答性を確保できる直流遮断器、直流遮断器用の機械遮断装置、および直流遮断器用の半導体遮断装置を提供することである。
　実施形態の直流遮断器は、機械遮断部、半導体遮断部および転流装置を持つ。機械遮断部は、少なくとも１つの機械遮断ユニットと、機械遮断ユニットを支持する絶縁支柱と、を持つ。機械遮断ユニットは、少なくとも１つの単体遮断部を持つ。単体遮断部は、機械接点部と、密閉容器と、操作ロッドと、操作機構と、を持つ。機械接点部は、固定接触子および可動接触子を持つ。機械接点部は、対地から電気的に絶縁されている。密閉容器は、機械接点部および絶縁性ガスを封入する。密閉容器は、対地から電気的に絶縁されている。操作ロッドは、可動接触子に連結されている。操作ロッドは、密閉容器の内部から外部に延出している。操作機構は、操作ロッドに連結されている。操作機構は、可動接触子を固定接触子に対して接離させる。操作機構は、機械接点部の可動接触子と同電位に設けられている。半導体遮断部は、半導体モジュールと、アレスタと、を持つ。半導体モジュールは、複数の自励式半導体素子を直列接続した半導体スタックを持つ。アレスタは、半導体モジュールに対して並列接続されている。転流装置は、転流回路と、転流調整リアクトルと、を持つ。転流回路は、一対の自励式半導体素子を直列接続した一対のレグとコンデンサとを並列接続して構成されている。転流調整リアクトルは、転流回路に対して直列接続されている。機械遮断部は、電流遮断接点を構成する少なくとも１つの単体遮断部、および高耐電圧接点を構成する少なくとも１つの単体遮断部を持つ。高耐電圧接点は、電流遮断接点よりも耐電圧性能が高い。電流遮断接点および高耐電圧接点は、直列接続されて機械接点モジュールを形成する。機械接点モジュールの両端は、直流送電系統に接続される。転流回路および転流調整リアクトルは、電流遮断接点に対して並列接続されている。転流回路は転流調整リアクトルよりも高耐電圧接点側に接続されている。半導体モジュールは、高耐電圧接点および転流回路に対して並列接続されている。
第１の実施形態の直流遮断器を示す斜視図。 第１の実施形態の直流遮断器を模式的に示す斜視図。 第１の実施形態の機械遮断部を示す斜視図。 高耐電圧接点を示す断面図。 電流遮断接点を示す断面図。 第１の実施形態の機械遮断部を模式的に示す斜視図。 第１の実施形態の半導体遮断部を示す斜視図。 第１の実施形態の半導体遮断部を模式的に示す斜視図。 第１の実施形態の転流装置を示す斜視図。 転流回路を示す回路図。 第１の実施形態の転流装置を模式的に示す斜視図。 第１の実施形態の直流遮断器を模式的に示す回路図。 高耐電圧接点の変形例を示す断面図。 第２の実施形態の機械遮断部を模式的に示す正面図。 第３の実施形態の機械遮断部を模式的に示す正面図。 第４の実施形態の機械遮断部を模式的に示す正面図。 第５の実施形態の機械遮断部を模式的に示す正面図。
　以下、実施形態の直流遮断器、直流遮断器用の機械遮断装置、および直流遮断器用の半導体遮断装置を、図面を参照して説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。
　（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態の直流遮断器を示す斜視図である。図２は、第１の実施形態の直流遮断器を模式的に示す斜視図である。
　図１および図２に示すように、直流遮断器１は、機械遮断部２（機械遮断装置）と、半導体遮断部３（半導体遮断装置）と、転流装置４と、を備えている。
　図３は、第１の実施形態の機械遮断部を示す斜視図である。
　図１および図３に示すように、機械遮断部２は、複数（図示の例では４個）の機械遮断ユニット１０と、機械遮断ユニット１０を支持する複数（図示の例では４本）の絶縁支柱１２と、を備えている。複数の機械遮断ユニット１０は、絶縁支柱１２に対して鉛直方向に複数段に積み重ねられている。
　機械遮断ユニット１０は、一対の単体遮断部１４と、電源部３０と、制御部３１と、一対の単体遮断部１４、電源部３０および制御部３１が固定配置された機械遮断部支持板３３と、を備えている。単体遮断部１４は、高耐電圧接点１４Ａまたは電流遮断接点１４Ｂを構成している。具体的に、最上段の機械遮断ユニット１０は、一対の電流遮断接点１４Ｂを備えている。また、その他の機械遮断ユニット１０は、一対の高耐電圧接点１４Ａを備えている。高耐電圧接点１４Ａは、電流遮断接点１４Ｂと比較して耐電圧性能の高い断路器であることが好適である。電流遮断接点１４Ｂは、高耐電圧接点１４Ａと比較して電流遮断性能の高い遮断器であることが好適である。
　図４は、高耐電圧接点を示す断面図である。
　図４に示すように、高耐電圧接点１４Ａを構成する単体遮断部１４の機械接点部１６は、ガス接点である。高耐電圧接点１４Ａを構成する単体遮断部１４は、固定接触子１７および可動接触子１８を有する機械接点部１６と、機械接点部１６および絶縁性ガスを封入する密閉容器２０と、固定接触子１７に連結された固定ロッド２５と、可動接触子１８に連結された操作ロッド２６と、操作ロッド２６に連結された操作機構２７と、機械接点部１６に対して並列接続されたコンデンサ２９（図１および図３参照）と、を備えている。
　機械接点部１６は、耐電圧性能の高い接点である。固定接触子１７および可動接触子１８は、互いに接離可能に設けられている。機械接点部１６は、固定接触子１７および可動接触子１８を開離させることで開極する。機械接点部１６を通る通電路は、固定接触子１７および可動接触子１８を開離させることで開路する。以下の高耐電圧接点１４Ａに関する説明では、固定接触子１７および可動接触子１８が接離する方向を第１方向と称する。本実施形態では、第１方向は、水平の一方向である。
　密閉容器２０は、絶縁性ガスとして、例えば六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガス等を封入している。密閉容器２０は、円筒状の絶縁筒２１と、絶縁筒２１の両端開口を閉塞する第１フランジ２２および第２フランジ２３と、を備えている。絶縁筒２１は、第１方向に沿って延びている。絶縁筒２１は、例えば絶縁材料により形成された碍管である。第１フランジ２２および第２フランジ２３は、それぞれ金属材料により形成されている。
　固定ロッド２５は、金属材料により形成されている。固定ロッド２５は、第１方向に沿って延在している。固定ロッド２５は、密閉容器２０内で第１フランジ２２と固定接触子１７とを連結している。固定ロッド２５は、固定接触子１７と一体的に形成されていてもよい。固定ロッド２５は、固定接触子１７と第１フランジ２２とを電気的に導通している。
　操作ロッド２６は、例えば全体が金属材料により形成されている。操作ロッド２６は、第１方向に沿って延在している。操作ロッド２６は、密閉容器２０内で可動接触子１８に連結され、第２フランジ２３に設けられた貫通孔２３ａを通って密閉容器２０の外側に延出している。操作ロッド２６は、可動接触子１８と一体的に形成されていてもよい。操作ロッド２６は、密閉容器２０の内部の気密を保ちつつ、第２フランジ２３に対して摺動可能に設けられている。操作ロッド２６は、可動接触子１８と第２フランジ２３とを電気的に導通している。
　操作機構２７は、動力源を電力とした応答性の高い電磁アクチュエータである。電磁アクチュエータは、例えば電磁反発操作機構である。電磁反発操作機構は、操作ロッド２６と連結した良導体の金属板と、金属板と対向するように設置したコイルと、を有する。駆動時はコイルに電流を印加し、金属板に逆方向の誘導電流を発生させ、金属板にコイルと逆方向の反発力を与えて操作ロッド２６を動作させる。操作機構２７は、密閉容器２０の外側において、第１方向で第２フランジ２３と並んで配置されている。操作機構２７は、支持部２８を介して第２フランジ２３に固定されている。支持部２８は、例えば全体が金属材料により形成されている。操作機構２７は、操作ロッド２６を第１方向に往復動作させる。これにより、操作機構２７は、操作ロッド２６に連結された可動接触子１８を変位させ、可動接触子１８を固定接触子１７に対して接離させる。
　図１および図３に示すように、コンデンサ２９は、密閉容器２０の外側に配置されている。コンデンサ２９は、第１フランジ２２および第２フランジ２３に接続されている。コンデンサ２９は、高抵抗の円筒に誘電体を封入し、両端に電極を備えており、静電容量と抵抗を持つ。コンデンサ２９は、電流遮断時および開極状態の機械接点部１６（図４参照）にかかる電圧を調整する。
　図５は、電流遮断接点を示す断面図である。
　図５に示すように、電流遮断接点１４Ｂを構成する単体遮断部１４の機械接点部３６は、真空バルブである。電流遮断接点１４Ｂを構成する単体遮断部１４は、固定接触子３７および可動接触子３８を有する真空バルブ４４である機械接点部３６と、機械接点部３６を封入する密閉容器４０と、固定接触子３７に連結された固定ロッド４５と、可動接触子３８に連結された操作ロッド４６と、操作ロッド４６に連結された操作機構４７と、機械接点部３６に対して並列接続されたコンデンサ４９（図１および図３参照）と、を備えている。
　機械接点部３６は、電流ゼロ点において電流を機械的に遮断可能な接点である。固定接触子３７および可動接触子３８は、互いに接離可能に設けられている。機械接点部３６は、固定接触子３７および可動接触子３８を開離させることで開極する。機械接点部３６を通る通電路は、固定接触子３７および可動接触子３８を開離させることで開路する。以下の電流遮断接点１４Ｂに関する説明では、固定接触子３７および可動接触子３８が接離する方向を第２方向と称する。本実施形態では、第２方向は、水平の一方向である。
　真空バルブ４４は、内部を真空に保っている。真空バルブ４４は、固定接触子３７と、可動接触子３８と、円筒状の絶縁筒４４ａと、絶縁筒４４ａの両端開口を閉塞する第１フランジ４４ｂおよび第２フランジ４４ｃと、絶縁筒４４ａの内側に設けられたベローズ４４ｄと、を備えている。絶縁筒４４ａは、第２方向に沿って延びている。絶縁筒４４ａは、例えば絶縁材料により形成された碍管である。第１フランジ４４ｂおよび第２フランジ４４ｃは、それぞれ金属材料により形成されている。
　固定接触子３７は、真空バルブ４４内で第１フランジ４４ｂと連結されている。固定接触子３７は、第１フランジ４４ｂと電気的に導通している。可動接触子３８は、第２フランジ４４ｃに設けられた貫通孔４４ｅを通って真空バルブ４４の外側に延出している。可動接触子３８は、第２フランジ４４ｃに対して摺動可能に設けられている。可動接触子３８は、第２フランジ４４ｃと電気的に導通している。
　ベローズ４４ｄは、絶縁筒４４ａの内部において、可動接触子３８を囲うように配置されている。ベローズ４４ｄの一端部は、第２フランジ４４ｃに固定されている。ベローズ４４ｄの他端部は、可動接触子３８の周面に固定されている。ベローズ４４ｄは、可動接触子３８を絶縁筒４４ａに対して第２方向に変位可能としつつ、真空バルブ４４内の真空を外部と遮断している。
　密閉容器４０は、絶縁性ガスとして、例えば六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガス等を封入している。密閉容器４０は、円筒状の絶縁筒４１と、絶縁筒４１の両端開口を閉塞する第１フランジ４２および第２フランジ４３と、を備えている。絶縁筒４１は、第２方向に沿って延びている。絶縁筒４１は、例えば絶縁材料により形成された碍管である。第１フランジ４２および第２フランジ４３は、それぞれ金属材料により形成されている。
　固定ロッド４５は、金属材料により形成されている。固定ロッド４５は、第２方向に沿って延在している。固定ロッド４５は、密閉容器４０内で第１フランジ４２と第１フランジ４４ｂとを連結している。固定ロッド４５は、第１フランジ４４ｂと一体的に形成されていてもよい。固定ロッド４５は、固定接触子３７と、第１フランジ４４ｂと、第１フランジ４２とを電気的に導通している。
　操作ロッド４６は、例えば全体が金属材料により形成されている。操作ロッド４６は、第２方向に沿って延在している。操作ロッド４６は、密閉容器４０内で可動接触子３８に連結され、第２フランジ４３に設けられた貫通孔４３ａを通って密閉容器４０の外側に延出している。操作ロッド４６は、可動接触子３８と一体的に形成されていてもよい。操作ロッド４６は、第２フランジ４３に対して摺動可能に設けられている。操作ロッド４６は、可動接触子３８と第２フランジ４３とを電気的に導通している。
　操作機構４７は、動力源を電力とした応答性の高い電磁アクチュエータである。電磁アクチュエータは、例えば電磁反発操作機構である。電磁反発操作機構は、操作ロッド４６と連結した良導体の金属板と、金属板と対向するように設置したコイルと、を有する。駆動時はコイルに電流を印加し、金属板に逆方向の誘導電流を発生させ、金属板にコイルと逆方向の反発力を与えて操作ロッド４６を動作させる。操作機構４７は、密閉容器４０の外側において、第２方向で第２フランジ４３と並んで配置されている。操作機構４７は、支持部４８を介して第２フランジ４３に固定されている。支持部４８は、例えば全体が金属材料により形成されている。操作機構４７は、操作ロッド４６を第２方向に往復動作させる。これにより、操作機構４７は、操作ロッド４６に連結された可動接触子３８を変位させ、可動接触子３８を固定接触子３７に対して接離させる。
　図１および図３に示すように、コンデンサ４９は、密閉容器４０の外側に配置されている。コンデンサ４９は、第１フランジ４２および第２フランジ４３に接続されている。コンデンサ４９は、高抵抗の円筒に誘電体を封入し、両端に電極を備えており、静電容量と抵抗を持つ。コンデンサ４９は、電流遮断時および開極状態の機械接点部３６（図５参照）にかかる電圧を調整する。
　図１、図３、図４および図５に示すように、各機械遮断ユニット１０において、機械遮断部支持板３３に配置された一対の単体遮断部１４は、それぞれの操作ロッド２６，４６が操作機構２７，４７による機械接点部１６，３６の開極動作時に同一直線上で動作するように配置されている。具体的に、各機械遮断ユニット１０において、各単体遮断部１４の操作ロッド２６，４６は、同一直線上に延在している。さらに、各機械遮断ユニット１０において、機械遮断部支持板３３に配置された一対の単体遮断部１４は、操作機構２７，４７による機械接点部１６，３６の開極動作時の操作ロッド２６，４６の動作方向が逆方向になるように配置されている。具体的に、機械遮断部支持板３３に配置された一対の単体遮断部１４は、それぞれの操作機構２７，４７が互いに対向するように配置されている。また、一の機械遮断ユニット１０の単体遮断部１４、および他の機械遮断ユニット１０の単体遮断部１４は、鉛直方向から見て同一直線上で動作するように配置されている。
　各単体遮断部１４において、機械接点部１６，３６は、対地から電気的に絶縁されている。また、各単体遮断部１４において、操作機構２７，４７は、機械接点部１６，３６の可動接触子１８，３８と同電位に設けられている。具体的に、操作機構２７，４７は、基準電位が機械接点部１６，３６の可動接触子１８，３８と同電位となるように設けられている。
　各単体遮断部１４において、密閉容器２０，４０は、対地から電気的に絶縁されている。また、密閉容器２０，４０は、機械接点部１６，３６の開極時に、固定接触子１７，３７と可動接触子１８，３８とを電気的に絶縁する。
　図１および図３に示すように、電源部３０は、同じ機械遮断部支持板３３に配置された一対の単体遮断部１４の操作機構２７，４７に電力を供給する。電源部３０は、基準電位が操作機構２７，４７と同電位になるように設けられている。電源部３０は、例えば、機械接点部１６，３６（図４および図５参照）の開極動作時に操作機構２７，４７に電力を供給するコンデンサと、機械接点部１６，３６の閉極動作時に操作機構２７，４７に電力を供給するコンデンサと、それぞれのコンデンサの充電装置と、それぞれのコンデンサを充電状態に保持し、電力供給時には放電するスイッチング素子と、を備えている（いずれも不図示）。地上から充電装置への電源供給には、例えば、絶縁トランスや、レーザー給電装置、電磁誘導式ワイヤレス給電装置など、地上と電源部３０とを電気的に絶縁しつつ電力供給が可能な給電装置を用いる（いずれも不図示）。
　制御部３１は、同じ機械遮断部支持板３３に配置された電源部３０および操作機構２７，４７の状態監視を行う。また、制御部３１は、同じ機械遮断部支持板３３に配置された電源部３０から操作機構２７，４７への電力供給を制御する。
　図１および図３に示すように、機械遮断部支持板３３は、繊維強化プラスチック等により形成されている。機械遮断部支持板３３は、平面視矩形状に形成されている。機械遮断部支持板３３は、絶縁支柱１２に対して鉛直方向に複数段積層されている。
　絶縁支柱１２は、例えば碍子や、ポリマー、繊維強化プラスチック等により形成されている。絶縁支柱１２は、基礎５に立設されている。絶縁支柱１２は、鉛直方向に沿って延びている。各絶縁支柱１２は、複数段に積層された各機械遮断部支持板３３の角部を支持している。絶縁支柱１２は、複数の機械遮断ユニット１０を互いに電気的に絶縁するとともに、各機械遮断ユニット１０を基礎５に対して電気的に絶縁しつつ機械的に接続している。
　絶縁支柱１２の長さは、電流遮断時において鉛直方向で隣り合う機械遮断ユニット１０同士を絶縁でき、かつ通電時において機械遮断ユニット１０の全体を対地から電気的に絶縁できるように設定されている。つまり、絶縁支柱１２のうち鉛直方向で隣り合う一対の機械遮断ユニット１０間に設けられた部分の長さは、電流遮断時において機械遮断ユニット１０同士を電気的に絶縁できるように設定されている。また、絶縁支柱１２のうち最も下方に位置する機械遮断ユニット１０と基礎５との間に設けられた部分の長さは、通電時において複数の機械遮断ユニット１０の全体を対地から電気的に絶縁できるように設定されている。
　本実施形態では、絶縁支柱１２のうち最も下方に位置する機械遮断ユニット１０と基礎５との間に設けられた部分の長さは、鉛直方向で隣り合う一対の機械遮断ユニット１０間に設けられた部分の長さよりも長い。また、絶縁支柱１２のうち最も下方に位置する機械遮断ユニット１０と基礎５との間に設けられた部分の長さは、鉛直方向で隣り合う一対の機械遮断ユニット１０間に設けられた部分の長さの総和よりも短い。なお、各絶縁支柱１２は、下端から上端に亘って連続して延びていてもよいし、各機械遮断部支持板３３を挟むように複数に分割されていてもよい。
　図６は、第１の実施形態の機械遮断部を模式的に示す斜視図である。なお、図６では、機械遮断部支持板３３に配置された一対の単体遮断部１４を１つの単体遮断部１４とみなして図示している。また、図６では、各機械遮断ユニット１０の電源部３０および制御部３１の図示を省略している。
　図１、図３および図６に示すように、各機械遮断ユニット１０における一対の単体遮断部１４は、第２フランジ２３，４３同士を接続するブスバー５１により直列接続されている。各機械遮断ユニット１０における一対の単体遮断部１４を１つの単体遮断部１４とみなした場合、各単体遮断部１４は、鉛直方向で隣り合う機械遮断ユニット１０の単体遮断部１４に対し、第１フランジ２２同士、および第１フランジ２２，４２を接続するブスバー５２により直列接続されている。これにより、複数の高耐電圧接点１４Ａ、および複数の電流遮断接点１４Ｂは、複数のブスバー５１，５２により直列接続されて機械接点モジュール３４を形成している。この構成において、全ての高耐電圧接点１４Ａは、互いに直列接続されている。また、全ての電流遮断接点１４Ｂは、互いに直列接続されている。
　図６に示すように、機械接点モジュール３４には、第１接続点Ａ１と、第２接続点Ａ２と、第３接続点Ａ３と、が形成されている。第１接続点Ａ１は、機械接点モジュール３４の両端部のうち、電流遮断接点１４Ｂが設けられた端部に形成されている。第２接続点Ａ２は、機械接点モジュール３４の両端部のうち、第１接続点Ａ１とは反対側の端部に形成されている。第３接続点Ａ３は、高耐電圧接点１４Ａと電流遮断接点１４Ｂとの電気的な接続点である。第１接続点Ａ１および第２接続点Ａ２は、直流送電系統に接続される。
　図７は、第１の実施形態の半導体遮断部を示す斜視図である。
　図１および図７に示すように、半導体遮断部３は、基礎５上において、機械遮断部２に並んで設けられている。半導体遮断部３は、複数（図示の例では３個）の半導体遮断ユニット６０と、半導体遮断ユニット６０を支持する複数（図示の例では４本）の絶縁支柱６２と、を備えている。複数の半導体遮断ユニット６０は、絶縁支柱６２に対して鉛直方向に複数段に積み重ねられている。
　半導体遮断ユニット６０は、一対の半導体モジュール６４と、アレスタ６８と、一対の半導体モジュール６４およびアレスタ６８が固定配置された半導体遮断部支持板７０と、を備えている。
　半導体モジュール６４は、複数の自励式半導体素子６５ａを直列接続した半導体スタック６５と、半導体スタック６５に並列接続されたダイオード６６と、半導体スタック６５に接続された付属回路６７と、を含んでいる。自励式半導体素子６５ａは、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＩＥＧＴ（ＩｎｊｅｃｔｉｏｎＥｎｈａｎｃｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等である。半導体スタック６５とダイオード６６とは、通電する順方向が互いに逆になるように並列接続されている。付属回路６７は、半導体スタック６５の複数の自励式半導体素子６５ａの電圧分布を均一化するスナバ回路と、自励式半導体素子６５ａへのスイッチング指令を出力するゲートユニットと、を備えている。各半導体遮断ユニット６０において、一対の半導体モジュール６４は、それぞれの半導体スタック６５の順方向が互いに逆方向となるように直列接続されている。
　図８は、第１の実施形態の半導体遮断部を模式的に示す斜視図である。
　図１、図７および図８に示すように、アレスタ６８は、同じ半導体遮断部支持板７０に配置された一対の半導体モジュール６４に対して並列接続されている。アレスタ６８には、一対の半導体モジュール６４が電流不通となった状態で、電流が一時的に流れる。アレスタ６８は、電流を熱エネルギーに変換する。
　図１および図７に示すように、半導体遮断部支持板７０は、繊維強化プラスチック等により形成されている。半導体遮断部支持板７０は、半導体モジュール６４の両端を絶縁するとともにアレスタ６８の両端を絶縁し、かつ半導体モジュール６４およびアレスタ６８を絶縁支柱６２に支持可能に形成されている。半導体遮断部支持板７０は、絶縁支柱６２に対して鉛直方向に複数段積層されている。
　絶縁支柱６２は、例えば碍子や、ポリマー、繊維強化プラスチック等により形成されている。絶縁支柱６２は、基礎５に立設されている。絶縁支柱６２は、鉛直方向に沿って延びている。各絶縁支柱６２は、複数段に積層された各半導体遮断部支持板７０の角部を支持している。絶縁支柱６２は、複数の半導体遮断ユニット６０を互いに電気的に絶縁するとともに、各半導体遮断ユニット６０を基礎５に対して電気的に絶縁しつつ機械的に接続している。
　絶縁支柱６２の長さは、電流遮断時において鉛直方向で隣り合う半導体遮断ユニット６０同士を絶縁でき、かつ通電時において半導体遮断ユニット６０の全体を対地から電気的に絶縁できるように設定されている。つまり、絶縁支柱６２のうち鉛直方向で隣り合う一対の半導体遮断ユニット６０間に設けられた部分の長さは、電流遮断時において半導体遮断ユニット６０同士を電気的に絶縁できるように設定されている。また、絶縁支柱６２のうち最も下方に位置する半導体遮断ユニット６０と基礎５との間に設けられた部分の長さは、通電時において複数の半導体遮断ユニット６０の全体を対地から電気的に絶縁できるように設定されている。
　本実施形態では、絶縁支柱６２のうち最も下方に位置する半導体遮断ユニット６０と基礎５との間に設けられた部分の長さは、鉛直方向で隣り合う一対の半導体遮断ユニット６０間に設けられた部分の長さよりも長い。また、絶縁支柱６２のうち最も下方に位置する半導体遮断ユニット６０と基礎５との間に設けられた部分の長さは、鉛直方向で隣り合う一対の半導体遮断ユニット６０間に設けられた部分の長さの総和よりも短い。なお、各絶縁支柱６２は、下端から上端に亘って連続して延びていてもよいし、各半導体遮断部支持板７０を挟むように複数に分割されていてもよい。
　図１、図７および図８に示すように、各半導体遮断ユニット６０の一対の半導体モジュール６４を１つの半導体モジュール６４とみなした場合、複数の半導体モジュール６４は、複数のブスバー７２により直列接続されている。具体的に、半導体モジュール６４は、鉛直方向で隣り合う半導体遮断ユニット６０における半導体モジュール６４に対し、ブスバー７２により直列接続されている。ここで、直列接続された全ての半導体モジュール６４を半導体モジュール群と称する。図８に示すように、半導体遮断部モジュール群には、第１接続点Ｂ１と、第２接続点Ｂ２と、が形成されている。第１接続点Ｂ１は、半導体遮断部モジュール群の一端部に形成されている。第２接続点Ｂ２は、半導体遮断部モジュール群の他端部に形成されている。
　図９は、第１の実施形態の転流装置を示す斜視図である。
　図１および図９に示すように、転流装置４は、転流回路８０と、転流調整リアクトル８６と、転流回路８０および転流調整リアクトル８６が固定配置された転流装置支持板８８と、転流装置支持板８８を支持する絶縁支柱９０と、を備えている。
　図１０は、転流回路を示す回路図である。
　図１、図９および図１０に示すように、転流回路８０は、一対の自励式半導体素子８２ａを直列接続した一対のレグ８２とコンデンサ８４とを並列接続して構成されたハーフブリッジ回路である。自励式半導体素子８２ａは、例えばＩＧＢＴやＩＥＧＴ等である。各自励式半導体素子８２ａには、通電する順方向が互いに逆になるようにダイオード８２ｂが並列接続されている。一対のレグ８２には、自励式半導体素子８２ａの電圧分布を均一化するスナバ回路と、自励式半導体素子８２ａへのスイッチング指令を出力するゲートユニットと、を備える図示しない付属回路が接続されている。転流回路８０は、１つ設けられていてもよいし、複数設けられて互いに直列接続されていてもよい。図１に示す例では、転流回路８０は、１つ設けられている。
　図１１は、第１の実施形態の転流装置を模式的に示す斜視図である。
　図１、図９および図１１に示すように、転流調整リアクトル８６は、転流回路８０に対してブスバー９２を介して直列接続されている。転流調整リアクトル８６は、転流回路８０のコンデンサ８４の放電時間を調整する。
　図１１に示すように、転流回路８０および転流調整リアクトル８６により形成された一連の回路には、第１接続点Ｃ１と、第２接続点Ｃ２と、第３接続点Ｃ３と、が形成されている。第１接続点Ｃ１は、転流回路８０と転流調整リアクトル８６との電気的な接続点である。第２接続点Ｃ２は、転流調整リアクトル８６の両端部のうち、第１接続点Ｃ１とは反対側の端部に形成されている。第３接続点Ｃ３は、転流回路８０の両端部のうち、第１接続点Ｃ１とは反対側の端部に形成されている。
　図１および図９に示すように、転流装置支持板８８は、繊維強化プラスチック等により形成されている。転流装置支持板８８は、転流回路８０の両端を絶縁するとともに転流回路８０と転流調整リアクトル８６との間をブスバー９２以外で絶縁し、かつ転流回路８０および転流調整リアクトル８６を絶縁支柱９０に支持可能に形成されている。
　絶縁支柱９０は、例えば碍子やポリマー、繊維強化プラスチック等により形成されている。絶縁支柱９０は、基礎５に立設されている。絶縁支柱９０は、鉛直方向に沿って延びている。各絶縁支柱９０は、転流装置支持板８８の角部を支持している。絶縁支柱９０は、転流装置支持板８８を基礎５に対して電気的に絶縁しつつ機械的に接続している。絶縁支柱９０の長さは、通電時において転流回路８０および転流調整リアクトル８６を対地から電気的に絶縁できるように設定されている。
　転流装置支持板８８は、半導体遮断部３の上方に配置されている。また、転流装置４の絶縁支柱９０は、半導体遮断部３の絶縁支柱６２と共用している。これにより、転流装置４は、半導体遮断部３の上部に積み重ねられている。この場合、絶縁支柱９０は、転流回路８０および転流調整リアクトル８６を半導体遮断ユニット６０に対して電気的に絶縁している。絶縁支柱９０のうち、転流装置支持板８８と転流装置支持板８８の直下に配置された半導体遮断ユニット６０との間に設けられた部分の長さは、電流遮断時において転流回路８０および転流調整リアクトル８６と半導体遮断ユニット６０とを電気的に絶縁できるように設定されている。
　図１２は、第１の実施形態の直流遮断器を模式的に示す回路図である。なお、図１２では、互いに直列接続された複数の高耐電圧接点１４Ａを１つの高耐電圧接点１４Ａとみなして図示している。また、図１２では、互いに直列接続された一対の電流遮断接点１４Ｂを１つの電流遮断接点１４Ｂとみなして図示している。また、図１２では、互いに直列接続された複数の半導体モジュール６４のうち、互いに直列接続された一対の半導体モジュール６４のみを図示している。
　図２および図１２に示すように、転流回路８０および転流調整リアクトル８６により形成された一連の回路は、電流遮断接点１４Ｂに対して並列接続されている。転流回路８０は、転流調整リアクトル８６よりも高耐電圧接点１４Ａ側に接続されている。具体的に、転流装置４の第２接続点Ｃ２、および機械接点モジュール３４の第１接続点Ａ１は、ブスバー９４により電気的に接続されている。また、転流装置４の第３接続点Ｃ３、および機械接点モジュール３４の第３接続点Ａ３は、ブスバー９５により電気的に接続されている。
　半導体モジュール６４は、高耐電圧接点１４Ａおよび転流回路８０により形成された一連の回路に対して並列接続されている。具体的に、半導体遮断部３の第１接続点Ｂ１、および機械接点モジュール３４の第２接続点Ａ２は、ブスバー９６により電気的に接続されている。また、半導体遮断部３の第２接続点Ｂ２、および転流装置４の第１接続点Ｃ１は、ブスバー９７により電気的に接続されている。
　続いて、直流遮断器１の動作について図１から図１２を参照しながら説明する。
　直流送電系統の定常送電時は、送電電流が機械接点モジュール３４に流れる。この状態では、半導体モジュール６４、転流回路８０、および転流調整リアクトル８６には電流は流れていない。また、転流回路８０のコンデンサ８４には、地上と転流回路８０とを電気的に絶縁しつつ電力供給が可能な図示しない給電装置により、予め充電されている。
　直流送電系統に事故電流が発生した際には、図示しない制御装置により事故電流を検出し、直流遮断器１に事故遮断指令を与え、機械接点モジュール３４の高耐電圧接点１４Ａおよび電流遮断接点１４Ｂそれぞれの機械接点部１６，３６を開極する。具体的に、図示しない制御装置により、制御部３１に開極動作指令を与え、電源部３０から電力を供給し、各単体遮断部１４の操作機構２７，４７を駆動して、各単体遮断部１４を開極させる。この際、各機械遮断ユニット１０において、一対の操作ロッド２６，４６は、同一直線上で互いに逆方向に動作するので、操作機構２７，４７に生じる衝撃力および反動が相殺される。
　また、各単体遮断部１４を開極する際には、転流回路８０の自励式半導体素子８２ａをオン（通電状態）にして、コンデンサ８４の電荷を放電する。コンデンサ８４の電荷が放電されると、転流回路８０に対して並列接続された電流遮断接点１４Ｂの電流が低下し、電流遮断接点１４Ｂに電流ゼロ点が生成される。これにより、電流遮断接点１４Ｂにおいてアークが消弧し、転流が完了する。この状態では、事故電流は、高耐電圧接点１４Ａ、転流回路８０および転流調整リアクトル８６を流れる。
　次に、半導体モジュール６４の自励式半導体素子６５ａをオンにするとともに、転流回路８０の自励式半導体素子８２ａをオフに切り替える。これにより、転流回路８０に対して並列接続された半導体モジュール６４に事故電流が転流する。この状態では、事故電流は、半導体モジュール６４および転流調整リアクトル８６を流れる。
　次に、高耐電圧接点１４Ａの絶縁回復を待機した後、半導体モジュール６４の自励式半導体素子６５ａをオフに切り替える。半導体モジュール６４の自励式半導体素子６５ａをオフに切り替えると、自励式半導体素子６５ａに並列接続されたアレスタ６８に事故電流が転流する。これにより、アレスタ６８において事故電流が吸収され、直流送電系統の事故電流の遮断が完了する。
　本実施形態では、機械遮断部２が、固定接触子１７，３７および可動接触子１８，３８を有する、対地から電気的に絶縁された機械接点部１６，３６と、機械接点部１６，３６および絶縁性ガスを封入し、対地から電気的に絶縁された密閉容器２０，４０と、可動接触子１８，３８に連結された操作ロッド２６，４６と、操作ロッド２６，４６に連結され、機械接点部１６，３６の可動接触子１８，３８と同電位に設けられた操作機構２７，４７と、を含む単体遮断部１４を備える構成を採用した。
　この構成によれば、密閉容器２０，４０が対地に接地されていないため、密閉容器２０，４０と機械接点部１６，３６との絶縁を省略できる。よって密閉容器が対地に接地される等により機械接点部に対して電気的に絶縁された場合と比較して、密閉容器２０，４０を小型化し、単体遮断部１４の大型化を抑制できる。また、高電圧化に伴い、複数の単体遮断部１４を直列に接続して遮断性能を向上させる場合においても、直列接続した全ての単体遮断部１４の大型化を抑制できる。したがって、高電圧化が容易で、大型化を抑制可能な直流遮断器１を提供できる。
　さらに、この構成によれば、密閉容器２０，４０および操作機構２７，４７が対地に接地されていないため、機械接点部１６，３６と操作機構２７，４７との間に介在する操作ロッド２６，４６の絶縁化を省略でき、操作機構が対地に接地される等により機械接点部に対して電気的に絶縁された場合と比較して、操作ロッド２６，４６の長尺化を抑制できる。これにより、操作機構２７，４７の可動部の質量の増加が抑制され、機械接点部１６，３６の開極速度の低下を抑制できる。したがって、遮断動作の応答性を確保できる直流遮断器１を提供できる。
　また、各機械遮断ユニット１０における一対の単体遮断部１４は、それぞれの操作ロッド２６，４６が操作機構２７，４７により同一直線上で動作し、かつ操作機構２７，４７による操作ロッド２６，４６の動作方向が逆方向となるように配置されている。このため、各機械遮断ユニット１０の機械遮断部支持板３３上で、操作ロッド２６，４６を動作させる際に操作機構２７，４７に生じる衝撃力および反動を相殺することができる。これにより、操作機構２７，４７の動作時に、機械遮断ユニット１０を支持する絶縁支柱１２に曲げモーメントが発生することを抑制できる。したがって、機械遮断部２の振動を抑制でき、絶縁支柱１２の過剰な大型化や支持構造物の増加、またそれらに伴う重量の増加を抑制できる。
　また、複数の機械遮断ユニット１０は、絶縁支柱１２に対して複数段に積み重ねられているので、機械遮断ユニットが並んで配置される場合と比較して、直流遮断器１の接地面積を削減できる。なお、複数の半導体遮断ユニット６０が絶縁支柱６２に対して複数段に積み重ねられている点についても、同様の作用効果を奏する。また、転流装置４が半導体遮断部３の上部に積み重ねられている点についても、同様の作用効果を奏する。
　なお、上記第１の実施形態において、高耐電圧接点１４Ａを構成する単体遮断部１４の機械接点部１６は、ガス接点であるが、これに限定されない。例えば、図１３に示すように、高耐電圧接点１４Ａを構成する単体遮断部１４の機械接点部３６は、第１の実施形態における機械接点部１６と同等程度の耐電圧性能を有する真空バルブであってもよい。
　また、上記第１の実施形態においては、機械遮断部２に電流遮断接点１４Ｂが一対設けられているが、これに限定されない。電流遮断接点１４Ｂは、機械遮断部２に少なくとも１つ設けられていればよい。電流遮断接点１４Ｂが機械遮断部に１つ設けられている構成の一例として、最上段の機械遮断ユニット１０は、高耐電圧接点１４Ａおよび電流遮断接点１４Ｂの両方を備えていてもよい。この場合であっても、一対の単体遮断部１４は、それぞれの操作ロッド２６，４６が操作機構２７，４７により同一直線上で動作し、かつ操作機構２７，４７による操作ロッド２６，４６の動作方向が逆方向となるように配置されていることが望ましい。これにより、上述したように機械遮断部の振動を抑制でき、絶縁支柱１２の過剰な大型化や支持構造物の増加、またそれらに伴う重量の増加を抑制できる。
　また、上記第１の実施形態においては、機械遮断部２に高耐電圧接点１４Ａが６つ設けられているが、これに限定されない。高耐電圧接点１４Ａは、機械遮断部２に少なくとも１つ設けられていればよい。
　（第２の実施形態）
　図１４は、第２の実施形態の機械遮断部を模式的に示す正面図である。なお、図１４では、各機械遮断ユニット１０の電源部３０および制御部３１（いずれも図１および図３参照）の図示を省略している。
　図１４に示す第２実施形態では、電流遮断接点１４Ｂが、操作機構４７による操作ロッド４６の動作方向が絶縁支柱１２の延在方向（すなわち鉛直方向）に沿うように配置されている点で、第１の実施形態と異なっている。
　図１４に示すように、最上段の機械遮断ユニット１０は、１つの電流遮断接点１４Ｂと、図示しない電源部および制御部と、電流遮断接点１４Ｂ（単体遮断部１４）、電源部および制御部が固定配置された機械遮断部支持板３３と、を備えている。電流遮断接点１４Ｂは、縦置きされている。すなわち、電流遮断接点１４Ｂは、上述した第２方向が鉛直方向に沿うように配置されている。操作ロッド４６は、鉛直方向に沿って延在するように配置されている。操作機構４７は、密閉容器４０と機械遮断部支持板３３との間に位置し、機械遮断部支持板３３に固定されている。
　この構成によれば、操作ロッド４６の動作方向が絶縁支柱１２の延在方向に沿っているので、電流遮断接点１４Ｂの開極動作時に、操作機構４７に生じる衝撃力および反動により絶縁支柱１２に曲げモーメントが発生することを抑制できる。したがって、機械遮断部２の振動を抑制でき、絶縁支柱１２の過剰な大型化や支持構造物の増加、またそれらに伴う重量の増加を抑制できる。
　なお、図１４に示す第２の実施形態では、機械遮断ユニット１０は、２段に積み重ねられているが、これに限定されるものではなく、３段以上に積み重ねられていてもよい。
　また、上記第２の実施形態では、電流遮断接点１４Ｂが縦置きされた構成について説明したが、これに限定されず、高耐電圧接点１４Ａが縦置きされていてもよい。
　（第３の実施形態）
　図１５は、第３の実施形態の機械遮断部を模式的に示す正面図である。なお、図１５では、機械遮断ユニット１１０の電源部３０および制御部３１（いずれも図１および図３参照）の図示を省略している。
　図１５に示すように、第３の実施形態では、一対の単体遮断部１４がそれぞれ絶縁支柱１２に直接支持されている点で、上記各実施形態と異なっている。
　図１５に示すように、機械遮断ユニット１１０は、一対の単体遮断部１４と、図示しない電源部および制御部と、高耐電圧接点１４Ａと電流遮断接点１４Ｂとを連結する連結部材５３と、を備えている。第１の単体遮断部１４は、高耐電圧接点１４Ａを構成している。第２の単体遮断部１４は、電流遮断接点１４Ｂを構成している。高耐電圧接点１４Ａおよび電流遮断接点１４Ｂは、それぞれ絶縁支柱１２上に縦置きされている。高耐電圧接点１４Ａは、上述した第１方向が鉛直方向に沿うように、絶縁支柱１２上に固定配置されている。操作ロッド２６は、鉛直方向に沿って延在するように配置されている。操作機構２７は、密閉容器２０と絶縁支柱１２の上端部との間に位置し、絶縁支柱１２に固定されている。また、電流遮断接点１４Ｂは、上述した第２方向が鉛直方向に沿うように、絶縁支柱１２上に固定配置されている。操作ロッド４６は、鉛直方向に沿って延在するように配置されている。操作機構４７は、密閉容器４０と絶縁支柱１２の上端部との間に位置し、絶縁支柱１２に固定されている。
　連結部材５３は、導電性を有する金属材料等により形成されている。連結部材５３は、高耐電圧接点１４Ａと電流遮断接点１４Ｂとの間に配置されている。連結部材５３は、高耐電圧接点１４Ａを構成する単体遮断部１４の第２フランジ２３と、電流遮断接点１４Ｂを構成する単体遮断部１４の第２フランジ４３と、を機械的かつ電気的に接続している。これにより、一対の単体遮断部１４は、互いに電気的に直列接続されているとともに、互いに機械的に固定されている。
　この構成によれば、単体遮断部１４が絶縁支柱１２に直接支持されているので、機械遮断ユニット１１０を有する機械遮断部の構成を簡略化することができる。
　しかも、単体遮断部１４において、操作ロッド４６の動作方向が絶縁支柱１２の延在方向に沿っているので、上述した第２の実施形態と同様に、単体遮断部１４の開極動作時に、操作機構２７，４７に生じる衝撃力および反動により絶縁支柱１２に曲げモーメントが発生することを抑制できる。したがって、機械遮断ユニット１１０を有する機械遮断部の振動を抑制でき、絶縁支柱１２の過剰な大型化や支持構造物の増加、またそれらに伴う重量の増加を抑制できる。
　さらに、一対の単体遮断部１４は、連結部材５３により互いに機械的に固定されているので、機械遮断ユニット１１０を有する機械遮断部の振動をより確実に抑制できる。
　なお、上記第３の実施形態では、絶縁支柱１２に直接支持された一対の単体遮断部１４が、高耐電圧接点１４Ａおよび電流遮断接点１４Ｂを構成している場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。絶縁支柱１２に直接支持された一対の単体遮断部１４の両方が高耐電圧接点１４Ａを構成していてもよいし、一対の単体遮断部１４の両方が電流遮断接点１４Ｂを構成していてもよい。
　（第４の実施形態）
　図１６は、第４の実施形態の機械遮断部を模式的に示す正面図である。なお、図１６では、機械遮断ユニット１０の電源部３０および制御部３１（いずれも図１および図３参照）の図示を省略している。
　図１６に示す第４の実施形態では、絶縁支柱１２は、振動を吸収するダンパ部材５４を備える点で、上記各実施形態と異なっている。
　図１６に示すように、ダンパ部材５４は、絶縁支柱１２における、鉛直方向で隣り合う機械遮断ユニット１０の機械遮断部支持板３３同士の間、および最下段の機械遮断ユニット１０の機械遮断部支持板３３と基礎５との間のそれぞれに設けられている。具体的に、ダンパ部材５４は、絶縁支柱１２における基礎５との接続部、および各機械遮断部支持板３３の上面との接続部にそれぞれ配置されている。ダンパ部材５４は、絶縁支柱１２を伝わる振動を吸収する。ダンパ部材５４は、例えば空気を内包したベローズ状のゴム部材を金属板で挟んだエアダンパ（空気ばね）や、防振ゴム等である。
　この構成によれば、機械遮断ユニット１０で発生した振動がダンパ部材５４において吸収される。このため、機械遮断ユニット１０で発生した振動が絶縁支柱１２を伝って他の機械遮断ユニット１０に伝達することを抑制できる。また、ダンパ部材５４において絶縁支柱１２の撓み方向の力を吸収できるので、絶縁支柱１２に曲げモーメントが発生することを抑制できる。したがって、機械遮断部２の振動を抑制でき、絶縁支柱１２の過剰な大型化や支持構造物の増加、またそれらに伴う重量の増加を抑制できる。
　なお、図１６に示す例では、ダンパ部材５４は、絶縁支柱１２における基礎５との接続部、および各機械遮断部支持板３３の上面との接続部にそれぞれ配置されているが、これに限定されない。例えばダンパ部材は、絶縁支柱１２における各機械遮断部支持板３３の下面との接続部にそれぞれ配置されていてもよい。
　（第５の実施形態）
　図１７は、第５の実施形態の機械遮断部を模式的に示す正面図である。なお、図１７では、機械遮断ユニット１０の電源部３０および制御部３１（いずれも図１および図３参照）の図示を省略している。
　図１７に示す第５の実施形態では、絶縁支柱１２が建屋６の天井に吊り下げられている点で、上記各実施形態と異なっている。
　図１７に示すように、直流遮断器１は、保守性や汚損による影響等を考慮して、建屋６内に設置されている。建屋６を構成する各壁部は、直流遮断器１の高電圧部分に対して絶縁距離を保持する位置に設けられている。
　絶縁支柱１２は、建屋６の天井に吊り下げられている。絶縁支柱１２は、ジョイント５６を有し、機械遮断ユニット１０を建屋６に対して揺動可能に支持している。ジョイント５６は、絶縁支柱１２のうち、建屋６の天井との接続部、および各機械遮断部支持板３３の上面および下面との接続部にそれぞれ設けられている。
　絶縁支柱１２の長さは、電流遮断時において鉛直方向で隣り合う機械遮断ユニット１０同士を絶縁でき、かつ通電時において機械遮断ユニット１０の全体を対地および建屋６から電気的に絶縁できるように設定されている。つまり、絶縁支柱１２のうち最も上方に位置する機械遮断ユニット１０と建屋６の天井との間に設けられた部分の長さは、通電時において機械遮断ユニット１０の全体を建屋６から電気的に絶縁できるように設定されている。また、絶縁支柱１２全体の長さは、通電時において機械遮断ユニット１０の全体を基礎６から電気的に絶縁できるように設定されている。
　この構成によれば、絶縁支柱１２が各機械遮断ユニット１０を上方から支持するので、絶縁支柱１２に対して機械遮断ユニット１０から絶縁支柱１２の撓み方向の力が作用しても、機械遮断ユニット１０の重力により撓み方向の力を相殺できる。よって、各機械遮断ユニット１０を下方から支持する構成と比較して、絶縁支柱１２に曲げモーメントが発生することをより確実に抑制できる。したがって、機械遮断部２の振動を抑制でき、絶縁支柱１２の過剰な大型化や支持構造物の増加、またそれらに伴う重量の増加を抑制できる。
　しかも、絶縁支柱１２は、機械遮断ユニット１０を建屋６に対して揺動可能に支持しているので、地震等により建屋６が振動しても、建屋６に対して機械遮断ユニット１０を揺動させることで、機械遮断ユニット１０への建屋６の振動の伝達を低減できる。したがって、機械遮断部２の振動を抑制でき、絶縁支柱１２の過剰な大型化や支持構造物の増加、またそれらに伴う重量の増加を抑制できる。
　なお、上記第５の実施形態では、機械遮断部２の絶縁支柱１２が建屋６の天井に吊り下げられている構成を説明したが、さらに半導体遮断部３の絶縁支柱６２や転流装置４の絶縁支柱９０が建屋６の天井に吊り下げられていてもよい。これにより、機械遮断部２の絶縁支柱１２を建屋６の天井に吊り下げた場合と同様の作用効果を奏することができる。
　なお、上記各実施形態では、全ての機械遮断ユニット１０が鉛直方向に積み重ねられているが、これに限定されない。例えば、複数の機械遮断ユニット１０は、絶縁支柱１２に支持された状態で、水平方向に並設されていてもよい。
　また、上記各実施形態では、機械遮断部支持板３３と、半導体遮断部支持板７０と、転流装置支持板８８と、が互いに別体で形成されているが、これに限定されず、互いに共用する構成であってもよい。つまり、機械遮断部支持板３３は、半導体遮断部支持板７０および転流装置支持板８８のうち少なくともいずれか一方と一体化していてもよい。なお、この場合には、上述したように機械遮断部２の振動が抑制されるので、半導体遮断部３および転流装置４が機械遮断部２の開極動作により振動することが抑制される。
　また、上記各実施形態では、機械遮断部２が、半導体遮断部３および転流装置４に対して並設されているが、これに限定されない。例えば、機械遮断部２の絶縁支柱１２と半導体遮断部３の絶縁支柱６２とを共用して、機械遮断ユニット１０を半導体遮断ユニット６０に対して積み重ねてもよい。これにより、直流遮断器の接地面積を削減できる。なお、この場合には、上述したように機械遮断部２の振動が抑制されるので、半導体遮断部３および転流装置４が機械遮断部２の開極動作により振動することが抑制される。
　また、上記各実施形態では、操作ロッド２６，４６および支持部２８，４８の全体が金属材料により形成されているが、これに限定されない。
 例えば、操作ロッドおよび支持部を通じた可動接触子１８，３８から操作機構２７，４７への通電を低減するために、操作ロッドおよび支持部の一部を絶縁材料または高抵抗材料により形成してもよい。この場合であっても、操作機構が対地に接地される等により機械接点部に対して電気的に絶縁された場合と比較して、可動接触子１８，３８と操作機構２７，４７との電位差が小さいので絶縁部を小さくでき、操作ロッドの長尺化を抑制することができる。
　さらに、同じ機械遮断部支持板３３に配置された操作機構２７，４７の間、および操作機構２７，４７と他の部材との間を、絶縁材料を介して電気的に絶縁しても良い。この場合、操作機構２７，４７から、可動接触子１８，３８以外の他の部材への通電経路が無くなるため、可動接触子１８，３８から操作機構２７，４７への通電を抑制することができる。
　以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、機械遮断部が、固定接触子および可動接触子を有する、対地から電気的に絶縁された機械接点部と、機械接点部および絶縁性ガスを封入し、対地から電気的に絶縁された密閉容器と、可動接触子に連結された操作ロッドと、操作ロッドに連結され、機械接点部の可動接触子と同電位に設けられた操作機構と、を含む単体遮断部を備える。
　よって、密閉容器が対地に接地されていないため、密閉容器と機械接点部との絶縁を省略できる。よって密閉容器が対地に接地される等により機械接点部に対して電気的に絶縁された場合と比較して、密閉容器を小型化し、単体遮断部の大型化を抑制できる。また、高電圧化に伴い、複数の単体遮断部を直列に接続して遮断性能を向上させる場合においても、直列接続した全ての単体遮断部の大型化を抑制できる。したがって、高電圧化が容易で、大型化を抑制可能な直流遮断器を提供できる。
　さらに、密閉容器および操作機構が対地に接地されていないため、機械接点部と操作機構との間に介在する操作ロッドの絶縁化を省略できる。このため、操作機構が機械接点部に対して電気的に絶縁された場合と比較して、操作ロッドの長尺化を抑制できる。これにより、操作機構の可動部の質量の増加が抑制され機械接点部の開極速度の低下を抑制できる。したがって、遮断動作の応答性を確保できる直流遮断器を提供できる。
　（その他の実施形態）
　上記各実施形態に記載した機械遮断部２、半導体遮断部３および、転流装置４に対して、電界集中を緩和するシールドを適宜設置してもよい。例えば、電界集中を起こしやすい、単体遮断部１４の端部や、機械遮断部支持板３３、半導体遮断部支持板７０、および転流装置支持板８８の端部に対してシールドを設置する。これにより、機械遮断部２、半導体遮断部３および、転流装置４の各部の絶縁に必要な距離を短縮でき、直流遮断器１の大型化を抑制できる。したがって、高電圧化が容易で、大型化を抑制可能な直流遮断器を提供することが可能となる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

Claims (8)

  1. 　機械遮断部、半導体遮断部および転流装置を備える直流遮断器であって、
    　前記機械遮断部は、
    　　　固定接触子および可動接触子を有し、対地から電気的に絶縁された機械接点部と、
    　　　前記機械接点部および絶縁性ガスを封入し、対地から電気的に絶縁された密閉容器と、
    　　　前記可動接触子に連結され、前記密閉容器の内部から外部に延出した操作ロッドと、
    　　　前記操作ロッドに連結され、前記可動接触子を前記固定接触子に対して接離させるとともに、前記機械接点部の可動接触子と同電位に設けられた操作機構と、
    　　を含む少なくとも１つの単体遮断部を有する、少なくとも１つの機械遮断ユニットと、
    　　前記機械遮断ユニットを支持する絶縁支柱と、
    　を備え、
    　前記半導体遮断部は、
    　　複数の自励式半導体素子を直列接続した半導体スタックを含む半導体モジュールと、
    　　前記半導体モジュールに対して並列接続されたアレスタと、
    　を備え、
    　前記転流装置は、
    　　一対の自励式半導体素子を直列接続した一対のレグとコンデンサとを並列接続して構成された転流回路と、
    　　前記転流回路に対して直列接続された転流調整リアクトルと、
    　を備え、
    　前記機械遮断部は、電流遮断接点を構成する少なくとも１つの前記単体遮断部、および前記電流遮断接点よりも耐電圧性能の高い高耐電圧接点を構成する少なくとも１つの前記単体遮断部を備え、
    　前記電流遮断接点および前記高耐電圧接点は、直列接続されて機械接点モジュールを形成し、
    　前記機械接点モジュールの両端は、直流送電系統に接続され、
    　前記転流回路および前記転流調整リアクトルは、前記電流遮断接点に対して並列接続され、
    　前記転流回路は、前記転流調整リアクトルよりも前記高耐電圧接点側に接続され、
    　前記半導体モジュールは、前記高耐電圧接点および前記転流回路に対して並列接続されている、
    　直流遮断器。
  2. 　前記機械遮断ユニットは、
    　　第１の前記単体遮断部および第２の前記単体遮断部と、
    　　前記第１の単体遮断部および前記第２の単体遮断部が配置されるとともに、前記絶縁支柱に支持された機械遮断部支持板と、
    　　を備え、
    　前記第１の単体遮断部および前記第２の単体遮断部は、それぞれの前記操作ロッドが前記操作機構により同一直線上で動作し、かつ前記操作機構による前記操作ロッドの動作方向が逆方向となるように配置されている、
    　請求項１に記載の直流遮断器。
  3. 　前記単体遮断部は、前記操作機構による前記操作ロッドの動作方向が前記絶縁支柱の延在方向に沿うように配置されている、
    　請求項１に記載の直流遮断器。
  4. 　前記絶縁支柱は、振動を吸収するダンパ部材を備える、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の直流遮断器。
  5. 　前記機械遮断部は、建屋内に設置され、
    　前記絶縁支柱は、前記建屋の天井から吊り下げられている、
    　請求項１から４のいずれか１項に記載の直流遮断器。
  6. 　前記機械遮断ユニットは、前記単体遮断部が配置されるとともに、前記絶縁支柱に支持された機械遮断部支持板を備え、
    　前記半導体遮断部は、前記半導体モジュールおよび前記アレスタのうち少なくともいずれか一方が配置された半導体遮断部支持板を備え、
    　前記転流装置は、前記転流回路および前記転流調整リアクトルのうち少なくともいずれか一方が配置された転流装置支持板を備え、
    　前記機械遮断部支持板は、前記半導体遮断部支持板および前記転流装置支持板のうち少なくともいずれか一方と一体化している、
    　請求項１から５のいずれか１項に記載の直流遮断器。
  7. 　固定接触子および可動接触子を有し、対地から電気的に絶縁された機械接点部と、
    　前記機械接点部および絶縁性ガスを封入し、対地から電気的に絶縁された密閉容器と、
    　前記可動接触子に連結され、前記密閉容器の内部から外部に延出した操作ロッドと、
    　前記操作ロッドに連結され、前記可動接触子を前記固定接触子に対して接離させるとともに、前記機械接点部の可動接触子と同電位に設けられた操作機構と、
    　を含む少なくとも１つの単体遮断部を有する、少なくとも１つの機械遮断ユニットと、
    　前記機械遮断ユニットを支持する絶縁支柱と、
    　少なくとも１つの前記単体遮断部により構成された電流遮断接点と、
    　少なくとも１つの前記単体遮断部により構成され、前記電流遮断接点よりも耐電圧性能の高い高耐電圧接点と、
    　を備え、
    　前記電流遮断接点および前記高耐電圧接点は、直列接続されて機械接点モジュールを形成し、
    　前記機械接点モジュールの両端は、直流送電系統に接続されている、
    　直流遮断器用の機械遮断装置。
  8. 　複数の自励式半導体素子を直列接続した半導体スタックを含む半導体モジュールと、
    　前記半導体モジュールに対して並列接続されたアレスタと、
    　前記半導体モジュールおよび前記アレスタが配置された半導体遮断部支持板と、
    　を有する複数の半導体遮断ユニットと、
    　前記複数の半導体遮断ユニットを支持する絶縁支柱と、
    　を備え、
    　前記複数の半導体遮断ユニットは、前記絶縁支柱に対して複数段に積み重ねられている、
    　直流遮断器用の半導体遮断装置。
PCT/JP2017/022322 2017-06-16 2017-06-16 直流遮断器、直流遮断器用の機械遮断装置、および直流遮断器用の半導体遮断装置 WO2018229970A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/022322 WO2018229970A1 (ja) 2017-06-16 2017-06-16 直流遮断器、直流遮断器用の機械遮断装置、および直流遮断器用の半導体遮断装置
EP18817267.0A EP3640964B1 (en) 2017-06-16 2018-05-14 Mechanical switching device for direct-current circuit breaker and direct-current circuit breaker comprising the mechanical switching device
JP2019525217A JP6710811B2 (ja) 2017-06-16 2018-05-14 直流遮断器、および直流遮断器用の機械遮断装置
PCT/JP2018/018571 WO2018230224A1 (ja) 2017-06-16 2018-05-14 直流遮断器、直流遮断器用の機械遮断装置、および直流遮断器用の半導体遮断装置
CN201880033873.9A CN110678951B (zh) 2017-06-16 2018-05-14 直流断路器、直流断路器用的机械断路装置、以及直流断路器用的半导体断路装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/022322 WO2018229970A1 (ja) 2017-06-16 2017-06-16 直流遮断器、直流遮断器用の機械遮断装置、および直流遮断器用の半導体遮断装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018229970A1 true WO2018229970A1 (ja) 2018-12-20

Family

ID=64659038

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/022322 WO2018229970A1 (ja) 2017-06-16 2017-06-16 直流遮断器、直流遮断器用の機械遮断装置、および直流遮断器用の半導体遮断装置
PCT/JP2018/018571 WO2018230224A1 (ja) 2017-06-16 2018-05-14 直流遮断器、直流遮断器用の機械遮断装置、および直流遮断器用の半導体遮断装置

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/018571 WO2018230224A1 (ja) 2017-06-16 2018-05-14 直流遮断器、直流遮断器用の機械遮断装置、および直流遮断器用の半導体遮断装置

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3640964B1 (ja)
JP (1) JP6710811B2 (ja)
CN (1) CN110678951B (ja)
WO (2) WO2018229970A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11380500B2 (en) * 2018-12-10 2022-07-05 Mitsubishi Electric Corporation Direct-current circuit breaker

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019212106A1 (de) * 2019-08-13 2021-02-18 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Schaltgeräte mit zwei in Reihe geschalteten Unterbrechereinheiten
JP7188854B2 (ja) * 2020-01-06 2022-12-13 東芝エネルギーシステムズ株式会社 直流電流遮断装置
KR102189886B1 (ko) * 2020-04-23 2020-12-11 (주)에너담 용량 변경이 용이한 개폐기
CN112635263B (zh) * 2020-12-30 2022-09-13 滁州博杰科技有限公司 一种电磁辅助断路器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS509074A (ja) * 1973-05-30 1975-01-30
JPH07123547A (ja) * 1993-10-25 1995-05-12 Toshiba Corp ガス絶縁開閉装置
JP2000166031A (ja) * 1998-11-26 2000-06-16 Takaoka Electric Mfg Co Ltd 移動用断路器
WO2013178787A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 Abb Technology Ag High-voltage switch with multiple metal enclosures
JP2016004699A (ja) * 2014-06-18 2016-01-12 株式会社東芝 直流用開閉器システム
JP2016162713A (ja) * 2015-03-05 2016-09-05 株式会社東芝 直流遮断装置
JP2016187275A (ja) * 2015-03-27 2016-10-27 株式会社東芝 直流電流遮断装置およびその制御方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102687221B (zh) 2009-11-16 2015-11-25 Abb技术有限公司 使输电线路或配电线路的电流断路的装置和方法以及限流布置
PL2810291T3 (pl) 2012-03-09 2019-05-31 Siemens Ag Urządzenie do przełączania prądów stałych
CN103578877B (zh) * 2013-11-08 2015-09-23 沈阳工业大学 超高速机械开关
CN203536329U (zh) * 2013-11-08 2014-04-09 沈阳工业大学 超高速机械开关
JP6301698B2 (ja) * 2014-03-25 2018-03-28 株式会社東芝 複合型開閉器
US9419539B2 (en) * 2014-08-25 2016-08-16 General Electric Company Systems and methods for enhanced operation and protection of power converters
CN204303700U (zh) * 2014-12-29 2015-04-29 国家电网公司 一种高压直流断路器的快速隔离开关装置
CN204732355U (zh) * 2015-04-02 2015-10-28 南方电网科学研究院有限责任公司 一种自然换流型混合式直流断路器
KR101688921B1 (ko) * 2015-06-22 2017-01-02 주식회사 효성 Ｄｃ 차단기
CN205160029U (zh) * 2015-10-21 2016-04-13 华中科技大学 一种自动充电型强制过零高压直流断路器
CN105826094B (zh) * 2016-05-17 2018-02-23 华中科技大学 一种自适应大电流直流开关

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS509074A (ja) * 1973-05-30 1975-01-30
JPH07123547A (ja) * 1993-10-25 1995-05-12 Toshiba Corp ガス絶縁開閉装置
JP2000166031A (ja) * 1998-11-26 2000-06-16 Takaoka Electric Mfg Co Ltd 移動用断路器
WO2013178787A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 Abb Technology Ag High-voltage switch with multiple metal enclosures
JP2016004699A (ja) * 2014-06-18 2016-01-12 株式会社東芝 直流用開閉器システム
JP2016162713A (ja) * 2015-03-05 2016-09-05 株式会社東芝 直流遮断装置
JP2016187275A (ja) * 2015-03-27 2016-10-27 株式会社東芝 直流電流遮断装置およびその制御方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11380500B2 (en) * 2018-12-10 2022-07-05 Mitsubishi Electric Corporation Direct-current circuit breaker

Also Published As

Publication number Publication date
CN110678951B (zh) 2021-09-21
CN110678951A (zh) 2020-01-10
EP3640964A4 (en) 2021-03-17
JPWO2018230224A1 (ja) 2019-11-07
EP3640964B1 (en) 2024-01-10
JP6710811B2 (ja) 2020-06-17
WO2018230224A1 (ja) 2018-12-20
EP3640964A1 (en) 2020-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6710811B2 (ja) 直流遮断器、および直流遮断器用の機械遮断装置
CN106558864B (zh) 一种混合式快速直流断路器
US6144005A (en) Vacuum switch and a vacuum switchgear using the same
US6538224B2 (en) Hybrid type gas insulation switch gear apparatus
CN1893210A (zh) 真空绝缘开关设备
Derakhshanfar et al. Hybrid HVDC breaker–Technology and applications in point-to-point connections and DC grids
CN217061898U (zh) 一种直流断路器及其柔性直流电网中的快速机械开关设备
CN1415130A (zh) 集成的负载连接器模块
TWI505589B (zh) Switchgear and switchgear assembly method
US20150108090A1 (en) Circuit breaker apparatus
JP6392154B2 (ja) 直流電流遮断装置およびその制御方法
CN112952743B (zh) 基于强迫谐振换流原理的直流断路器
CN102986100A (zh) 具有包括空气和屏栅的单相隔离的开关设备
JP6671547B1 (ja) 直流遮断器
JP7150876B2 (ja) 直流遮断器
US20140146433A1 (en) Three-Phase Circuit-Breaker
CN116936298A (zh) 一种直流断路器及其柔性直流电网中的快速机械开关设备
EP3507819A1 (en) A high voltage circuit breaker
EP1120804A1 (en) Vacuum switch and vacuum switchgear using the switch
KR101873719B1 (ko) 내진 수배전반
KR100995593B1 (ko) 비 ｓｆ６ 가스용 절연 배리어를 가지는 부하 개폐기
JP5269534B2 (ja) ガス遮断器
CN111108574B (zh) 户外开关装置和用于开关多个相位的高电压的方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17914003

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17914003

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP