JP2000294091A - 少なくとも２つの直列に接続された真空スイッチング室を有する高電圧スイッチング装置、及び該高電圧スイッチング装置の動作方法。 - Google Patents
少なくとも２つの直列に接続された真空スイッチング室を有する高電圧スイッチング装置、及び該高電圧スイッチング装置の動作方法。Info
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Classifications
-
- 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
-
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- 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
- H01H33/143—Multiple main contacts for the purpose of dividing the current through, or potential drop along, the arc of different construction or type
-
- 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
- H01H33/53—Cases; Reservoirs, tanks, piping or valves, for arc-extinguishing fluid; Accessories therefor, e.g. safety arrangements, pressure relief devices
- H01H33/56—Gas reservoirs
- H01H2033/566—Avoiding the use of SF6
Landscapes
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 外部からの制御容量の正確な制御なしに、切
断能力を補償可能にする。 【解決手段】 少なくとも２つの直列に接続された真空
スイッチング室を有する高電圧スイッチング装置であっ
て、直列に配置された真空スイッチング室（１，２）は
接触部の直径、接触部間の間隔、そして接触部の形式の
ようなそれらの物理的寸法および／または接触部の配列
が異なるように構成され、この場合、第１の形式の少な
くとも１つの真空スイッチング室が準備され、そして第
２の形式の少なくとも１つの真空スイッチング室が準備
され、そしてこれら真空スイッチング室（１、２）は第
１の型式の真空スイッチング室の再発弧及び再点弧が少
なくとも１つの第２の型式の他の真空スイッチング室と
対抗するような方法で選択される高電圧スイッチング装
置。
断能力を補償可能にする。 【解決手段】 少なくとも２つの直列に接続された真空
スイッチング室を有する高電圧スイッチング装置であっ
て、直列に配置された真空スイッチング室（１，２）は
接触部の直径、接触部間の間隔、そして接触部の形式の
ようなそれらの物理的寸法および／または接触部の配列
が異なるように構成され、この場合、第１の形式の少な
くとも１つの真空スイッチング室が準備され、そして第
２の形式の少なくとも１つの真空スイッチング室が準備
され、そしてこれら真空スイッチング室（１、２）は第
１の型式の真空スイッチング室の再発弧及び再点弧が少
なくとも１つの第２の型式の他の真空スイッチング室と
対抗するような方法で選択される高電圧スイッチング装
置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求１項の前提文
に対応する少なくとも２つの直列に接続された真空スイ
ッチング室（chamber）を有する高電圧スイッチング装
置と、高電圧スイッチング装置を動作させる方法に関す
る。本発明は、例えば、ガス絶縁スイッチング装置に使
用することができる。本文においては「高電圧」なる用
語は１０００Ｖ以上の電圧範囲を意味する。
に対応する少なくとも２つの直列に接続された真空スイ
ッチング室（chamber）を有する高電圧スイッチング装
置と、高電圧スイッチング装置を動作させる方法に関す
る。本発明は、例えば、ガス絶縁スイッチング装置に使
用することができる。本文においては「高電圧」なる用
語は１０００Ｖ以上の電圧範囲を意味する。
【０００２】
【従来の技術】高電圧開閉器において、真空スイッチン
グ室は制御しない構成において厳格である２つの基本的
原理に基づき特定の場合直列に配置される。その構成は
制御容量を使用するＨ． Fink, E. Sonnenschin, SF6-i
solierte 52-kv-Mittelspannungs-Schaltanlage mit Va
kuumschalter（真空スイッチを有するSF6−絶縁52-kv中
間電圧開閉器装置）etz, Vol..115(1994), Issue 11, p
ages 622-626に従う。制御しない構成において、第1の
要素は約３６ｋV以上の電圧レベルにおける真空スイッ
チング原理の使用であり、３６kVの定格電圧で規定され
る２つの真空スイッチング室（標準的な室である）を直
列に設置することにより提供される。この場合、財政上
の理由のため、電圧の分割に関連する分散現象（浮遊容
量）のために生ずる避け難い分散が受け入れられる。そ
れ故に直列の配列は不均一な電圧分配のためにもっとも
大きい電圧のかかる真空スイッチング室に基づき設計さ
れなければならず、一方他の真空スイッチング室には小
さい電圧がかかることになり、従って最適の利用とはな
らない。
グ室は制御しない構成において厳格である２つの基本的
原理に基づき特定の場合直列に配置される。その構成は
制御容量を使用するＨ． Fink, E. Sonnenschin, SF6-i
solierte 52-kv-Mittelspannungs-Schaltanlage mit Va
kuumschalter（真空スイッチを有するSF6−絶縁52-kv中
間電圧開閉器装置）etz, Vol..115(1994), Issue 11, p
ages 622-626に従う。制御しない構成において、第1の
要素は約３６ｋV以上の電圧レベルにおける真空スイッ
チング原理の使用であり、３６kVの定格電圧で規定され
る２つの真空スイッチング室（標準的な室である）を直
列に設置することにより提供される。この場合、財政上
の理由のため、電圧の分割に関連する分散現象（浮遊容
量）のために生ずる避け難い分散が受け入れられる。そ
れ故に直列の配列は不均一な電圧分配のためにもっとも
大きい電圧のかかる真空スイッチング室に基づき設計さ
れなければならず、一方他の真空スイッチング室には小
さい電圧がかかることになり、従って最適の利用とはな
らない。
【０００３】制御容量を有するようにして設計された２
つの真空スイッチング室の直列の配置の一例は、周波数
１６ ２／３Ｈｚでの鉄道への電力供給に関する使用に
おいて提供される。５０Ｈｚ／６０Ｈｚにおいて生ずる
１０ｍｓ／８．３ｍｓのアーク時間と比較して、１６
２／３Ｈｚにおけるコンタクトギャップは３０ｍｓのア
ーク時間を条件とする。組合わされた比較的厳しい熱ス
トレス、及びその結果生ずる激しい腐食の増加により、
切断期間の耐用電圧は大きき減少することとなる。この
効果は、例えば１７．５kVの定格電圧に関し、２つの真
空スイッチング室を直列に接続することにより、そし
て、それらを容量により付加的に制御することにより打
ち消される。
つの真空スイッチング室の直列の配置の一例は、周波数
１６ ２／３Ｈｚでの鉄道への電力供給に関する使用に
おいて提供される。５０Ｈｚ／６０Ｈｚにおいて生ずる
１０ｍｓ／８．３ｍｓのアーク時間と比較して、１６
２／３Ｈｚにおけるコンタクトギャップは３０ｍｓのア
ーク時間を条件とする。組合わされた比較的厳しい熱ス
トレス、及びその結果生ずる激しい腐食の増加により、
切断期間の耐用電圧は大きき減少することとなる。この
効果は、例えば１７．５kVの定格電圧に関し、２つの真
空スイッチング室を直列に接続することにより、そし
て、それらを容量により付加的に制御することにより打
ち消される。
【０００４】２つまたはそれ以上の真空スイッチング室
の直列の接続に関する前記構成は、原理的に、全く同一
のスイッチング室の使用を意味し、これらはそれぞれ同
時にスイッチオン及びスイッチオフされる。
の直列の接続に関する前記構成は、原理的に、全く同一
のスイッチング室の使用を意味し、これらはそれぞれ同
時にスイッチオン及びスイッチオフされる。
【０００５】高電圧スイッチング装置の主要部としての
２つの真空スイッチング室の直列の接続の集積化は容量
制御を必要とし、特にガス絶縁開閉器組立体内での使用
を必要とする。この基準に関する背景は、２つの真空ス
イッチング室にわたる電圧分布が直線的であることであ
り、例え、制御容量が消弧容量に関して不利な影響を有
することがあってはならないとしても、T.Betz. D. Koe
nig, 「直列の２つの真空回路遮断器における傾斜容量
の影響」 IEEE 18th Int. Symp. On Discharges and E
lectrical Insulation in Vacuum, pp. 679-683, Eindh
oven, The Netherlands, August 17-21,1998に記載のよ
うに分配することである。
２つの真空スイッチング室の直列の接続の集積化は容量
制御を必要とし、特にガス絶縁開閉器組立体内での使用
を必要とする。この基準に関する背景は、２つの真空ス
イッチング室にわたる電圧分布が直線的であることであ
り、例え、制御容量が消弧容量に関して不利な影響を有
することがあってはならないとしても、T.Betz. D. Koe
nig, 「直列の２つの真空回路遮断器における傾斜容量
の影響」 IEEE 18th Int. Symp. On Discharges and E
lectrical Insulation in Vacuum, pp. 679-683, Eindh
oven, The Netherlands, August 17-21,1998に記載のよ
うに分配することである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、負荷電圧に
関して最適に使用することの可能な、初めに述べた直列
に結合された形の少なくとも２つの真空スイッチング室
を有する高電圧スイッチング装置について規定すること
を目的とすることに基づく。この場合、記載された基準
は、制御容量の補助に関する外部からの正確な制御を必
要とすることなしに、直列の配列が切断能力（幾何学的
構造、動作条件および環境条件により異なる）の影響に
対し補償可能にすることを確実にすることを目的とす
る。
関して最適に使用することの可能な、初めに述べた直列
に結合された形の少なくとも２つの真空スイッチング室
を有する高電圧スイッチング装置について規定すること
を目的とすることに基づく。この場合、記載された基準
は、制御容量の補助に関する外部からの正確な制御を必
要とすることなしに、直列の配列が切断能力（幾何学的
構造、動作条件および環境条件により異なる）の影響に
対し補償可能にすることを確実にすることを目的とす
る。
【０００７】さらに、高電圧スイッチング装置の動作方
法について規定することを目的とする。
法について規定することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】高電圧スイッチング装置
に関し、この目的は請求項１における特徴部分について
記載する構成と本発明に係る前提文の特徴とを組み合せ
ることにより達成される。
に関し、この目的は請求項１における特徴部分について
記載する構成と本発明に係る前提文の特徴とを組み合せ
ることにより達成される。
【０００９】高電圧スイッチング装置の動作方法に関
し、この目的は請求項６に記載された特徴によって達成
される。
し、この目的は請求項６に記載された特徴によって達成
される。
【００１０】本発明によって達成することができる効果
は、特に、電圧配分が固有及び浮遊容量により唯一影響
され、如何なる制御容量の追加もなしに、自然な配分に
基づき行われることにある。これは、真空スイッチング
室のコンタクト部の加熱を生じさせ、最終的には切断容
量を低下させる、真空スイッチング室の再発弧（re-ign
ition）及び再点弧（restriking）において生成される
補償電流、及びその大きさが制御容量が大きくなると上
昇する制御容量を介する電流の発生を防止する。
は、特に、電圧配分が固有及び浮遊容量により唯一影響
され、如何なる制御容量の追加もなしに、自然な配分に
基づき行われることにある。これは、真空スイッチング
室のコンタクト部の加熱を生じさせ、最終的には切断容
量を低下させる、真空スイッチング室の再発弧（re-ign
ition）及び再点弧（restriking）において生成される
補償電流、及びその大きさが制御容量が大きくなると上
昇する制御容量を介する電流の発生を防止する。
【００１１】特別の効果として、真空スイッチング室の
適切な選択により、誘電的要求（dielectric requireme
nts）に関する目的とは独立して、スイッチング状態
（短絡回路切断容量、接続容量）に関する目的を達成す
ることが可能となる。
適切な選択により、誘電的要求（dielectric requireme
nts）に関する目的とは独立して、スイッチング状態
（短絡回路切断容量、接続容量）に関する目的を達成す
ることが可能となる。
【００１２】アーク作用は駆動ユニットにおける追加の
基準により直接に影響を受け、アークの影響を条件とし
て、誘電的な作用と切断作用との両者の設計に関する自
由度の分離を導くことを可能とする。
基準により直接に影響を受け、アークの影響を条件とし
て、誘電的な作用と切断作用との両者の設計に関する自
由度の分離を導くことを可能とする。
【００１３】提案される基準は、異なる物理的サイズ
（異なる定格電圧、異なる切断電流）そして／又は異な
る接触部の構造（異なる接触部直径、接触部間の異なる
間隔、異なる接触タイプ）、及び一般的に異なる固有容
量を有する異なる真空室の組み合せにより異なるアーク
作用を導くことにある。この効果の計画的な利用によ
り、個々のスイッチング状態に対抗する設計の多様性
は、既知の配置と比較し極端に増加する。もし、例え
ば、異なる接触部直径を有する２つの適切な異なる真空
スイッチング室を直列に使用した場合、真空スイッチン
グ室の異なる固有容量及び異なるアーク作用をスイッチ
ング容量を増加する目的と都合良く結合することが可能
となる。
（異なる定格電圧、異なる切断電流）そして／又は異な
る接触部の構造（異なる接触部直径、接触部間の異なる
間隔、異なる接触タイプ）、及び一般的に異なる固有容
量を有する異なる真空室の組み合せにより異なるアーク
作用を導くことにある。この効果の計画的な利用によ
り、個々のスイッチング状態に対抗する設計の多様性
は、既知の配置と比較し極端に増加する。もし、例え
ば、異なる接触部直径を有する２つの適切な異なる真空
スイッチング室を直列に使用した場合、真空スイッチン
グ室の異なる固有容量及び異なるアーク作用をスイッチ
ング容量を増加する目的と都合良く結合することが可能
となる。
【００１４】直列に接続した真空スイッチング室を使用
する背景には、高ｄｉ／ｄｔ及びｄｕ／ｄｔ切断容量
（ｄｉ／ｄｔ＝電流勾配、ｄｕ／ｄｔ＝電圧勾配）の形
式の真空回路遮断器の技術的効果、及び保守を不要とし
駆動電力が小さくそして構造が小型であるような経済的
効果の両者に関する開発要求がある。これらの利点は、
接触部間が短い接触間隔を有する真空スイッチング室の
場合において、2個又はそれ以上の真空スイッチング室
を接続することにより、そしてかかる直列のスイッチン
グ経路が真空スイッチング室について３６ｋV電圧の範
囲を超えて、高い定格電圧においても動作することを許
容するように使用できる場合に特に指摘される。これは
結果として３６ｋＶ以上の電圧範囲において今まで最も
有力な消去媒体であった６弗化硫黄（ＳＦ６）への代替
を可能とし、そしてこれらの代替はまた環境条件に対し
ても利益のあることである。
する背景には、高ｄｉ／ｄｔ及びｄｕ／ｄｔ切断容量
（ｄｉ／ｄｔ＝電流勾配、ｄｕ／ｄｔ＝電圧勾配）の形
式の真空回路遮断器の技術的効果、及び保守を不要とし
駆動電力が小さくそして構造が小型であるような経済的
効果の両者に関する開発要求がある。これらの利点は、
接触部間が短い接触間隔を有する真空スイッチング室の
場合において、2個又はそれ以上の真空スイッチング室
を接続することにより、そしてかかる直列のスイッチン
グ経路が真空スイッチング室について３６ｋV電圧の範
囲を超えて、高い定格電圧においても動作することを許
容するように使用できる場合に特に指摘される。これは
結果として３６ｋＶ以上の電圧範囲において今まで最も
有力な消去媒体であった６弗化硫黄（ＳＦ６）への代替
を可能とし、そしてこれらの代替はまた環境条件に対し
ても利益のあることである。
【００１５】さらなる利点は下記の記載から明らかとな
るであろう。
るであろう。
【００１６】本発明の効果のある改善事項は、従属請求
項において規定されている。本発明について図面を用い
て明らかにされる具体的な実施の態様を参照して以下の
記載において説明する。
項において規定されている。本発明について図面を用い
て明らかにされる具体的な実施の態様を参照して以下の
記載において説明する。
【００１７】
【発明の実施の形態】高電圧スイッチング装置は２つの
主要な役割を実行しなければならない。１つは接触部が
離れたときに誘電ストレス（dielectric stresses）に
絶えなければならないことであり、他はその上に短絡回
路アークが切断するまで間の熱的及び機械的効果に対抗
しなければならないことであり、この短絡回路電流が首
尾よく消滅した後に，瞬間的な減衰振動プロセスの形態
による復帰電圧を阻止しなければならないことである。
組合わされた継続時間は数１００μｓｅｃ以上の間持続
し、直列配列の場合は、容量性回路の選択とスイッチン
グ室内のプラズマプロセスにより明らかに有利となる。
アークの継続する期間の最後に続く瞬間的なプロセスに
対する目的とする作用は、真空スイッチング室及び接触
部の異なる構造により、駆動に関する基準により、そし
て異なるアーク特性の利用により達成されることを意図
する。この場合、直列接続に関する能力は、万一スイッ
チング室において再点弧が生じた場合には、影響を受け
ないスイッチング室が全ての電圧ストレスを受け入れる
ことができるような方法を使用することを意図する。以
下の記載において、このことは変換プロセスとして参照
され、そして再点弧に対抗するための容量性スイッチン
グの特別の効果を示す。
主要な役割を実行しなければならない。１つは接触部が
離れたときに誘電ストレス（dielectric stresses）に
絶えなければならないことであり、他はその上に短絡回
路アークが切断するまで間の熱的及び機械的効果に対抗
しなければならないことであり、この短絡回路電流が首
尾よく消滅した後に，瞬間的な減衰振動プロセスの形態
による復帰電圧を阻止しなければならないことである。
組合わされた継続時間は数１００μｓｅｃ以上の間持続
し、直列配列の場合は、容量性回路の選択とスイッチン
グ室内のプラズマプロセスにより明らかに有利となる。
アークの継続する期間の最後に続く瞬間的なプロセスに
対する目的とする作用は、真空スイッチング室及び接触
部の異なる構造により、駆動に関する基準により、そし
て異なるアーク特性の利用により達成されることを意図
する。この場合、直列接続に関する能力は、万一スイッ
チング室において再点弧が生じた場合には、影響を受け
ないスイッチング室が全ての電圧ストレスを受け入れる
ことができるような方法を使用することを意図する。以
下の記載において、このことは変換プロセスとして参照
され、そして再点弧に対抗するための容量性スイッチン
グの特別の効果を示す。
【００１８】図１は、高電圧開閉器のために直列に接続
された真空スイッチング室の概略の回路図を示し、１つ
のスイッチポール（switch pole）についての実例を使
用する。第１の真空スイッチング室１および第２の真空
スイッチング室２が高電圧側の結合部３と接地側の結合
部４との間に直列に接続される。２つの真空スイッチン
グ室１，２の間の共通接合部５と、接地側の結合部４と
の間に、考慮すべき必要のある浮遊容量Ｃstが生ずる。
された真空スイッチング室の概略の回路図を示し、１つ
のスイッチポール（switch pole）についての実例を使
用する。第１の真空スイッチング室１および第２の真空
スイッチング室２が高電圧側の結合部３と接地側の結合
部４との間に直列に接続される。２つの真空スイッチン
グ室１，２の間の共通接合部５と、接地側の結合部４と
の間に、考慮すべき必要のある浮遊容量Ｃstが生ずる。
【００１９】図２は電圧分割に関する簡単化した回路図
を示す。図示されているように、第１の真空スイッチン
グ室１の固有容量ＣＥ１が、第２の真空スイッチング室
２の固有容量ＣＥ２と浮遊容量Ｃstにより形成された並
列回路と、直列に接続されている。図１及び図２の双方
は、第１の真空スイッチング室１にかかる部分的な減衰
振動電圧Ｕ１と、第２の真空スイッチング室２にかかる
部分的な減衰振動電圧Ｕ２とを示し、全減衰振動電圧Ｕ
３＝Ｕ１＋Ｕ２である。
を示す。図示されているように、第１の真空スイッチン
グ室１の固有容量ＣＥ１が、第２の真空スイッチング室
２の固有容量ＣＥ２と浮遊容量Ｃstにより形成された並
列回路と、直列に接続されている。図１及び図２の双方
は、第１の真空スイッチング室１にかかる部分的な減衰
振動電圧Ｕ１と、第２の真空スイッチング室２にかかる
部分的な減衰振動電圧Ｕ２とを示し、全減衰振動電圧Ｕ
３＝Ｕ１＋Ｕ２である。
【００２０】本発明は高電圧スイッチング装置の主要部
として直列に配置された２つ以上の異なる真空スイッチ
ング室１，２の特性に基づく。１つのスイッチポール内
における異なる真空スイッチング室タイプの使用は、有
効な方法で、２つの異なる真空スイッチング室の固有容
量とアーク作用の双方を、直列配列の電圧ストレス及び
消去容量に関して結合させる。
として直列に配置された２つ以上の異なる真空スイッチ
ング室１，２の特性に基づく。１つのスイッチポール内
における異なる真空スイッチング室タイプの使用は、有
効な方法で、２つの異なる真空スイッチング室の固有容
量とアーク作用の双方を、直列配列の電圧ストレス及び
消去容量に関して結合させる。
【００２１】本発明の特有の特徴の一つは、接触部が大
きい直径を有し、そしてこのようにして増大した固有容
量ＣＥ１を有する、高電圧側の結合部３に接続された第
１真空スイッチング室１の構造である。これとは逆に、
接地側の結合部４に接続された第２真空スイッチング室
２は比較的小さい直径の接触部を有し、対応して比較的
小さい固有容量ＣＥ２を有するが、取付けられた場合に
は接地電圧にはたらく浮遊容量Ｃstが追加される。もし
真空スイッチング室の型式が適切に選択された場合に
は、この浮遊容量の影響は最小化するか又は完全に除去
することが可能となる。この条件は、 ＣＥ１≒ＣＥ２＋Ｃst すなわち、ＣＥ１がＣＥ２とＣstとの和とほぼ等しい値
を有することである。
きい直径を有し、そしてこのようにして増大した固有容
量ＣＥ１を有する、高電圧側の結合部３に接続された第
１真空スイッチング室１の構造である。これとは逆に、
接地側の結合部４に接続された第２真空スイッチング室
２は比較的小さい直径の接触部を有し、対応して比較的
小さい固有容量ＣＥ２を有するが、取付けられた場合に
は接地電圧にはたらく浮遊容量Ｃstが追加される。もし
真空スイッチング室の型式が適切に選択された場合に
は、この浮遊容量の影響は最小化するか又は完全に除去
することが可能となる。この条件は、 ＣＥ１≒ＣＥ２＋Ｃst すなわち、ＣＥ１がＣＥ２とＣstとの和とほぼ等しい値
を有することである。
【００２２】作用する浮遊容量を補償するための真空ス
イッチング室の固有容量の適切な選択は、制御なしのス
イッチポールの電圧分割を線形状にする効果をもたら
し、高電圧スイッチング装置をガス絶縁開閉器組立体内
で使用する場合このことは特に大きい利点であり、本願
においては作用する浮遊容量はより大きい。
イッチング室の固有容量の適切な選択は、制御なしのス
イッチポールの電圧分割を線形状にする効果をもたら
し、高電圧スイッチング装置をガス絶縁開閉器組立体内
で使用する場合このことは特に大きい利点であり、本願
においては作用する浮遊容量はより大きい。
【００２３】少なくとも２つの真空スイッチング室１，
２の直列配列のさらなる利点は、１つの真空スイッチン
グ室の再点弧は全スイッチポールの再点弧を必ずしも導
かないことである。このことは関連のないスイッチング
室の耐用電圧が再点弧時間において著しく増加するとい
う事実による。特に容量性スイッチングの場合には、こ
のことは直列に接続された異なる真空スイッチング室の
適切な選択のため、最適化された電圧変換能力をもたら
す。
２の直列配列のさらなる利点は、１つの真空スイッチン
グ室の再点弧は全スイッチポールの再点弧を必ずしも導
かないことである。このことは関連のないスイッチング
室の耐用電圧が再点弧時間において著しく増加するとい
う事実による。特に容量性スイッチングの場合には、こ
のことは直列に接続された異なる真空スイッチング室の
適切な選択のため、最適化された電圧変換能力をもたら
す。
【００２４】異なる時間において少なくとも２つの真空
スイッチング室の接触部が開くことにより異なるアーク
作用が得られる。２つの真空スイッチング室が直列に接
続されている場合、上部の真空スイッチング室１の接触
部と下部の真空スイッチング室２の接触部の双方は時間
遅れを持って開くことができる。それぞれの真空スイッ
チング室のかかる基準の結果により、真空スイッチング
室１，２が異なる時間にスイッチオンおよびスイッチオ
フされる場合には、このことはスイッチング動作の後に
おいて繰返して発生する電圧の割合によって表現される
２つの真空スイッチング室の間のスイッチングストレス
の計画的な配分を好ましい方法でもたらす。さらに、真
空スイッチング室１，２が異なる時間にスイッチオンお
よびスイッチオフされる場合は、電圧配分が純粋に誘電
的な電圧ストレスを伴う好適にそして都合の良い方法に
より影響を受ける。
スイッチング室の接触部が開くことにより異なるアーク
作用が得られる。２つの真空スイッチング室が直列に接
続されている場合、上部の真空スイッチング室１の接触
部と下部の真空スイッチング室２の接触部の双方は時間
遅れを持って開くことができる。それぞれの真空スイッ
チング室のかかる基準の結果により、真空スイッチング
室１，２が異なる時間にスイッチオンおよびスイッチオ
フされる場合には、このことはスイッチング動作の後に
おいて繰返して発生する電圧の割合によって表現される
２つの真空スイッチング室の間のスイッチングストレス
の計画的な配分を好ましい方法でもたらす。さらに、真
空スイッチング室１，２が異なる時間にスイッチオンお
よびスイッチオフされる場合は、電圧配分が純粋に誘電
的な電圧ストレスを伴う好適にそして都合の良い方法に
より影響を受ける。
【００２５】上部の真空スイッチング室１内での短い接
触部の分離を伴って支配的に発生する複数の再点弧は、
下部の真空スイッチング室２内での消滅作用に関し調節
効果を有し、ただ１つの真空スイッチング室を有する配
置と比較して耐用電圧の増加をもたらす。
触部の分離を伴って支配的に発生する複数の再点弧は、
下部の真空スイッチング室２内での消滅作用に関し調節
効果を有し、ただ１つの真空スイッチング室を有する配
置と比較して耐用電圧の増加をもたらす。
【００２６】少なくとも２つの真空スイッチング室を含
む直列配列の特別の構造は、特に容量性スイッチングに
おいて、１つの真空スイッチング室の再発弧及び再点弧
が他の真空スイッチング室（又は複数の他の真空スイッ
チング室）と釣合うという利点がある。この場合の主要
なファクタは、より高い定格電圧を得るための真空スイ
ッチング原理への適合ではなく、３６ｋＶの電圧範囲に
おいて一般に必要とされる定格電圧に関連し、まさに単
一の真空スイッチング室によって対抗することが可能な
ような、特別のスイッチング状態に関する少なくとも２
つの真空スイッチング室における直列配列の技術的利点
を活用することである。
む直列配列の特別の構造は、特に容量性スイッチングに
おいて、１つの真空スイッチング室の再発弧及び再点弧
が他の真空スイッチング室（又は複数の他の真空スイッ
チング室）と釣合うという利点がある。この場合の主要
なファクタは、より高い定格電圧を得るための真空スイ
ッチング原理への適合ではなく、３６ｋＶの電圧範囲に
おいて一般に必要とされる定格電圧に関連し、まさに単
一の真空スイッチング室によって対抗することが可能な
ような、特別のスイッチング状態に関する少なくとも２
つの真空スイッチング室における直列配列の技術的利点
を活用することである。
【００２７】このような関係において、図３は後続の真
空スイッチング室において再点弧が発生した場合の電圧
スイッチング室による電圧変化の現象の説明するための
電圧／時間の関係を示す。これは時間ｔの関数としての
減衰振動電圧Ｕの概略を示す。時間０において、一度ア
ークが効果的に消滅し復帰した主要電圧は、瞬間的な減
衰振動電圧Ｕ３の形で出発する。点線により図示されて
いる全体の減衰振動電圧Ｕ３は直列配列に関連して分割
され、部分的な減衰振動電圧Ｕ１（一点鎖線によって示
されている）と減衰振動電圧Ｕ２（直線によって示され
ている）を生成する。第１の（上部の）真空スイッチン
グ室１は時間ｔ１において再点弧する。第２の（下部
の）真空スイッチング室２はこの時間ｔ１において全電
圧ストレスを引き受け、即ち、この時間において全体の
減衰振動電圧Ｕ３が作用する。上部真空スイッチング室
１はそれから復帰し、そして全電圧Ｕ３のうち小さな割
合を再び受け入れることが可能となる。
空スイッチング室において再点弧が発生した場合の電圧
スイッチング室による電圧変化の現象の説明するための
電圧／時間の関係を示す。これは時間ｔの関数としての
減衰振動電圧Ｕの概略を示す。時間０において、一度ア
ークが効果的に消滅し復帰した主要電圧は、瞬間的な減
衰振動電圧Ｕ３の形で出発する。点線により図示されて
いる全体の減衰振動電圧Ｕ３は直列配列に関連して分割
され、部分的な減衰振動電圧Ｕ１（一点鎖線によって示
されている）と減衰振動電圧Ｕ２（直線によって示され
ている）を生成する。第１の（上部の）真空スイッチン
グ室１は時間ｔ１において再点弧する。第２の（下部
の）真空スイッチング室２はこの時間ｔ１において全電
圧ストレスを引き受け、即ち、この時間において全体の
減衰振動電圧Ｕ３が作用する。上部真空スイッチング室
１はそれから復帰し、そして全電圧Ｕ３のうち小さな割
合を再び受け入れることが可能となる。
【００２８】直列回路の切断動作は、個々の真空スイッ
チング室の単独の動作に対し、電圧分割を考慮すること
により明らかにすることができる。減衰振動電圧の最初
のμｓｅｃ内において、電圧分割はポスト−アーク電流
によるノン−リアクティブ（プラズマ）抵抗より決定さ
れ、そしてこれらはスイッチング経路内の回復過程を示
す。数μｓｅｃ後でさえ、２つのスイッチング経路にわ
たる電圧分割を決定する固有及び浮遊容量のために、こ
のプラズマ抵抗はすでに十分に大きく成長している。電
圧分割は基本的に（下部の）真空スイッチング室２の接
地との浮遊容量Ｃstにより影響を受け、即ち浮遊容量Ｃ
stは（しかし、先に説明したその不利益なしに）制御を
増進させるように作用する。
チング室の単独の動作に対し、電圧分割を考慮すること
により明らかにすることができる。減衰振動電圧の最初
のμｓｅｃ内において、電圧分割はポスト−アーク電流
によるノン−リアクティブ（プラズマ）抵抗より決定さ
れ、そしてこれらはスイッチング経路内の回復過程を示
す。数μｓｅｃ後でさえ、２つのスイッチング経路にわ
たる電圧分割を決定する固有及び浮遊容量のために、こ
のプラズマ抵抗はすでに十分に大きく成長している。電
圧分割は基本的に（下部の）真空スイッチング室２の接
地との浮遊容量Ｃstにより影響を受け、即ち浮遊容量Ｃ
stは（しかし、先に説明したその不利益なしに）制御を
増進させるように作用する。
【００２９】消去室と外囲器間の絶縁は、ＳＦ６、
Ｎ２、空気又はいくつかの他のガス又は液体の誘電体に
より行うことができる。
Ｎ２、空気又はいくつかの他のガス又は液体の誘電体に
より行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】高電圧開閉器のための直列に接続された真空ス
イッチング室に関する概略の回路図を示す。
イッチング室に関する概略の回路図を示す。
【図２】電圧の分割に関係する簡単化した等価回路を示
す。
す。
【図３】さらなる真空スイッチング室の再発弧におい
て、真空スイッチング室による電圧変化の現象を説明す
る電圧と時間のグラフを示す。
て、真空スイッチング室による電圧変化の現象を説明す
る電圧と時間のグラフを示す。
１…第１の真空スイッチング室 ２…第２の真空スイッチング室 ３…高電圧側の結合部 ４…接地側の結合部 ５…共通接合部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス・ベッツ ドイツ連邦共和国、デー−63505 ランゲ ンゼルボルト、アム・クヌッス 18 (72)発明者 ラルフ・ハイネマイヤー ドイツ連邦共和国、デー−40882 ラティ ンゲン、フィルヒョシュトラーセ 25 (72)発明者 ディーター・ケーニヒ ドイツ連邦共和国、デー−64285 ダルム シュタット、ラングゲッサー・ベーク 12
Claims (7)
- 【請求項１】 少なくとも２つの直列に接続された真空
スイッチング室を有する高電圧スイッチング装置であっ
て、直列に配置された真空スイッチング室（１，２）は
接触部の直径、接触部間の間隔、そして接触部の形式の
ようなそれらの物理的寸法および／または接触部の配列
が異なるように構成され、この場合、第１の形式の少な
くとも１つの真空スイッチング室が準備され、そして第
２の形式の少なくとも１つの真空スイッチング室が準備
され、そしてこれら真空スイッチング室（１、２）は第
１の型式の真空スイッチング室の再発弧及び再点弧が少
なくとも１つの第２の型式の他の真空スイッチング室と
対抗するような方法で選択されることを特徴とする高電
圧スイッチング装置。 - 【請求項２】 高電圧側の結合部（３）に結合された真
空スイッチング室（１）が接地側の結合部（４）に結合
された真空スイッチング室（２）より大きな固有容量
（ＣＥ１）を有することを特徴とする請求項１記載の高
電圧スイッチング装置。 - 【請求項３】 接地側の結合部（４）に結合された真空
スイッチング室（２）の固有容量（ＣＥ２）と接地電位
に対して作用する浮遊容量（Ｃst）の和が高電圧側の結
合部（３）に結合された真空スイッチング室（１）の固
有容量（ＣＥ１）とほぼ等しいことを特徴とする請求項
２記載の高電圧スイッチング装置。 - 【請求項４】 ガス絶縁開閉器組立体に据付られること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の高
電圧スイッチング装置。 - 【請求項５】 消去室と外囲器間の絶縁はＳＦ６、
Ｎ２、空気又はいくつかの他のガス又は液体の誘電体に
より形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいず
れか１項に記載の高電圧スイッチング装置。 - 【請求項６】 少なくとも２つ真空スイッチング室
（１、２）の接触部が異なる時間に開くことを特徴とす
る請求項１に記載の高電圧スイッチング装置の動作方
法。 - 【請求項７】 高電圧側の結合部（３）に結合された真
空スイッチング室（１）の接触部が時間的に遅れて開く
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19912022.6 | 1999-03-17 | ||
| DE19912022A DE19912022B4 (de) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | Hochspannungsschaltgerät mit Serienschaltung von mindestens zwei Vakuumschaltkammern und Verfahren zum Betrieb des Hochspannungsschallgerätes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP4489900B2 JP4489900B2 (ja) | 2010-06-23 |
Family
ID=7901387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000074382A Expired - Lifetime JP4489900B2 (ja) | 1999-03-17 | 2000-03-16 | 少なくとも２つの直列に接続された真空スイッチング室を有する高電圧スイッチング装置、及び該高電圧スイッチング装置の動作方法。 |
Country Status (5)
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|---|---|
| US (1) | US6498315B1 (ja) |
| EP (1) | EP1037232B1 (ja) |
| JP (1) | JP4489900B2 (ja) |
| CN (1) | CN1273430A (ja) |
| DE (2) | DE19912022B4 (ja) |
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| DE10048838B4 (de) * | 2000-09-30 | 2008-09-18 | Abb Ag | Kapazitive Steuerung mindestens einer Vakuum-Schaltkammer |
| WO2002097839A1 (de) * | 2001-05-30 | 2002-12-05 | Abb Patent Gmbh | Steuerung mindestens einer vakuumschaltstrecke |
| DE10138284A1 (de) * | 2001-08-10 | 2003-02-27 | Zeiss Carl | Beleuchtungssystem mit genesteten Kollektoren |
| EP1347482B1 (de) * | 2002-03-15 | 2006-10-04 | ABB Schweiz AG | Energieverteilungsnetz |
| CA2469778A1 (en) * | 2004-06-04 | 2005-12-04 | Pierre Couture | Switching modules for the extraction/injection of power (without ground or phase reference) from a bundled hv line |
| DE102006004811A1 (de) * | 2006-01-26 | 2007-08-09 | Siemens Ag | Elektrisches Schaltgerät mit Potentialsteuerung |
| CN101728140B (zh) * | 2008-10-27 | 2012-04-18 | 国网电力科学研究院 | 一种高压、超高压大电流断路器 |
| US8471166B1 (en) | 2011-01-24 | 2013-06-25 | Michael David Glaser | Double break vacuum interrupter |
| US8890019B2 (en) | 2011-02-05 | 2014-11-18 | Roger Webster Faulkner | Commutating circuit breaker |
| US8466385B1 (en) | 2011-04-07 | 2013-06-18 | Michael David Glaser | Toroidal vacuum interrupter for modular multi-break switchgear |
| EP2549503A1 (en) | 2011-07-19 | 2013-01-23 | ABB Technology AG | Vacuum interrupter with integrated double gap and single drive |
| CN102779681B (zh) * | 2012-08-03 | 2015-04-15 | 库柏(宁波)电气有限公司 | 一种真空断路器的操作方法 |
| EP2722859B2 (en) | 2012-10-16 | 2019-08-28 | ABB Schweiz AG | Multi-block hybrid vacuum circuit breaker having in series connected vacuum interrupters |
| CN103325609B (zh) * | 2013-05-31 | 2016-04-13 | 陈波 | 中压投切电容器组用真空开关 |
| WO2015112796A1 (en) | 2014-01-23 | 2015-07-30 | The Florida State University Research Foundation, Inc. | Ultrafast electromechanical disconnect switch |
| DE102019212106A1 (de) * | 2019-08-13 | 2021-02-18 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Schaltgeräte mit zwei in Reihe geschalteten Unterbrechereinheiten |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE1238544B (de) * | 1965-07-23 | 1967-04-13 | Licentia Gmbh | Vakuumschalter fuer hohe Spannungen |
| GB1149413A (en) * | 1967-02-22 | 1969-04-23 | Ass Elect Ind | Improved electric circuit breaker comprising vacuum switches |
| US3597556A (en) * | 1970-01-16 | 1971-08-03 | Gen Electric | Vacuum-type circuit breaker with force-supplementing means for increasing current-carrying abilities |
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| US3813506A (en) * | 1973-04-12 | 1974-05-28 | Gen Electric | Vacuum-type circuit breaker with improved ability to interrupt capacitance currents |
| US3814882A (en) * | 1973-07-25 | 1974-06-04 | Westinghouse Electric Corp | Hybrid circuit interrupter |
| US4204101A (en) * | 1977-06-22 | 1980-05-20 | Gould Inc. | Hybrid circuit breaker with varistor in parallel with vacuum interrupter |
| US4159498A (en) * | 1977-11-17 | 1979-06-26 | General Electric Company | Electric circuit breaker with high current interruption capability |
| US4383150A (en) * | 1978-09-12 | 1983-05-10 | Westinghouse Electric Corp. | Circuit-interrupters having shunting capacitance around the separable power contacts with capacitance disconnecting means therefor |
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| JPH0567414A (ja) * | 1991-09-06 | 1993-03-19 | Toshiba Corp | 真空バルブ |
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