JPH0212367B2 - - Google Patents

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JPH0212367B2
JPH0212367B2 JP60222857A JP22285785A JPH0212367B2 JP H0212367 B2 JPH0212367 B2 JP H0212367B2 JP 60222857 A JP60222857 A JP 60222857A JP 22285785 A JP22285785 A JP 22285785A JP H0212367 B2 JPH0212367 B2 JP H0212367B2
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JP
Japan
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power supply
current
circuit
breaker
capacitor power
Prior art date
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JP60222857A
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JPS6282622A (ja
Inventor
Sakutaro Yamaguchi
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to US06/893,286 priority patent/US4740858A/en
Priority to DE19863626589 priority patent/DE3626589A1/de
Priority to GB8619169A priority patent/GB2178901B/en
Publication of JPS6282622A publication Critical patent/JPS6282622A/ja
Publication of JPH0212367B2 publication Critical patent/JPH0212367B2/ja
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  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、直流しや断器回路に関するもので
あり、特に該融合電源や直流送電に用いられるア
ークレス型直流しや断回路に関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は、例えば本出願に係る特公昭41−
12533号公報に示されている従来の直流しや断器
回路の概略構成図である。この第3図において、
1は直流電源1の両端間には、負荷2としや断器
3との直列回路が接続されており、更に、スイツ
チ4、インダクタ5およびコンデンサ電源6の直
列回路が前記しや断器3と並列接続されている。
また、第4図には、第3図の従来の直流しや断
器回路例でしや断動作が行なわれたときにしや断
器3を流れる電流波形図が例示されている。
以下、前記第3図および第4図を参照しなが
ら、従来例の動作について説明する。いま、時点
t1においてしや断器3を開き、これと同時(しや
断器3が所定のストロークだけ開極した時刻)に
スイツチ4を閉じるものとする。このときには、
予め充電されているコンデンサ電源6の極性に依
存して、(−)極性のときには波形i(−)に示す
如く時点t2において、また、(+)極性のときに
は波形i(+)に示す如く時点t2′において、しや
断器3を流れる電流Iがゼロになり、これにした
がつて所期のしや断動作が行われることになる。
そして、この時点t2またはt2′におけるしや断が失
敗に終つたときには、次に続くサイクルでしや断
器3を流れる電流がゼロになる時点で、前記所期
のしや断がくり返して行われる。なお、インダク
タ5は、しや断器3が開いてから、これを流れる
電流がゼロになるまでの時間を規定する時定数を
調節するためのものである。
従来の公知の直流しや断器回路は以上のように
構成されているので、しや断器が開いてからしや
断器を流れる電流がゼロになるまでの間にしや断
器の電極間にアークプラズマが発生することがあ
る。そして、このアークプラズマのために前記し
や断器の電極が損傷を受けて、その寿命が短かく
なつてしまう。
また、前記アークプラズマが存在することか
ら、しや断器を流れる電流がゼロになることがあ
つても、次の瞬間には、それまでとは逆方向の電
流が流れ易くなり、しや断が失敗してしまう可能
性がある等の問題点があつた。
このような公知の直流しや断器回路の欠点に鑑
み、本発明者は先に本出願人が出願した特願昭60
−171795号において、第5図に示すような改良さ
れた直流しや断器回路の提案を行つた。
第5図において、7は可変電圧式直流電源であ
り、これは、しや断器8およびダイオード11の
ような整流器からなる直列回路を介して負荷コイ
ル13に接続されている。また、しや断器8とダ
イオード11との直列回路には、コンデンサ電源
9およびスイツチ10からなる直列回路ならびに
エネルギーを吸収するためのしや断抵抗12がそ
れぞれ並列に接続されている。そして、クローバ
ススイツチ14が直流電源7と並列に接続されて
おり、電流センサ15がしや断器8の電流を検出
するように設けられている。なお、コンデンサ電
源9およびスイツチ10からなる直列回路には、
必要に応じてインダクタ16が介挿される。電流
センサ15には指令回路17が接続されており、
指令回路17の出力信号によつてしや断器8が開
閉動作するようになつている。
次に、第5図による直流しや断器回路の動作波
形を示した第6図をも参照しながら、第5図の回
路動作について説明する。始めに直流電源7を付
勢し、負荷コイル13に流れる電流を立上げ一定
(I1)にする。このとき、負荷コイル13を流れ
る電流としや断器8を流れる電流とは互いに略々
等しいものである。この通電により負荷コイル1
3に所定のエネルギが蓄積された後で、クローバ
スイツチ14が閉成され、負荷コイル13を流れ
る電流はクローバスイツチ14によつてクローバ
され、直流電源7は回路から切離される。即ち、
例えばサイリスタ電源のような通常の可変直流電
源7からの通電により、ある所定の電気的エネル
ギが負荷コイル13に保持されると、この時点に
おいて、正の極性の前記直流電源7の電位がゼロ
にされるか、または、その極性が負に反転してゼ
ロ近傍の値にされる。このとき、同時にクローバ
スイツチ14が閉にされるが、前述されたよう
に、直流電源7の電位がゼロまたはゼロに近い負
の値にされていることから、この直流電源7から
クローバスイツチ14への通電は殆どなくなり、
主として負荷コイル13に保持されている電気的
エネルギに基づく通電がなされる。かくして、直
流電源7は回路から実質的に切離されることにな
る。
次いで、故障等の発生に伴つて時点t3におい
て、スイツチ10が閉成され、コンデンサ電源9
より過渡的な電流I2が電流I1とは逆向きにしや断
器8を流れ始め時間とともに減少する。このた
め、時点t4において、双方の電流I1とI2との差は
ゼロになるが、このときの電流変化率はしや断器
8に直列接続されたダイオード11で耐えられる
範囲になるように設定されるものであり、一般的
には、時点t4と時点t3との間の時間差は極めて短
かいものとなる。
そして、時点t4においてしや断器8を流れる電
流がゼロになつたことが電流センサ15によつて
感知されてしや断器8に開極指令信号が指令回路
17より与えられ、これらの一定の遅れ時間後の
時点t5においてしや断器8が開成される。このと
きには、しや断器8には電流が流れていないこと
から、そのしや断器の電極間にアークプラズマが
生じることはない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の本発明者が先に開発した従来の直流しや
断器回路は種々の長所を有するが、しや断に成功
した後、コンデンサ電源9からの放電電流により
抵坑12に電圧降下を生じ、このしや断器両端に
発生する電圧によつてコンデンサ電源9が逆充電
されるという問題点があつた。
この発明は上記のような問題点を解決するため
になされたもので、しや断器電極の損傷がなく且
つしや断を短時間で確実に行うことができるとと
もに、コンデンサ電源を保護できる直流しや断器
回路を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る直流しや断器回路は、直流電源
と負荷との間にしや断器と整流素子との直列回路
が設けられ、この直列回路と並列にコンデンサ電
源とスイツチとの直列回路が設けられ、さらに、
コンデンサ電源に並列にバイパススイツチを設け
たものである。
〔作用〕
この発明によれば、コンデンサ電源と直列接続
されたスイツチを閉じることによりコンデンサ電
源から流れる電流によつてしや断器に流れる電流
がゼロにされ、このゼロ電流を検出してしや断器
を開にし、しや断動作をアークの発生無しで行
う。しや断時には、コンデンサ電源をバイパスス
イツチで短絡してその逆充電を防いでいる。
〔実施例〕
以下、この発明に係る直流しや断器回路の一実
施例を図について説明する。
第1図は、上記実施例の構成図であり、また、
第2図は、上記実施例におけるしや断器電流の波
形図を示している。
先ず、第1図において、第5図と異なる処は、
しや断抵坑12をコンデンサ電源9の放電回路に
挿入し、コンデンサ電源9には並列に電圧検知回
路19及びバイパススイツチ20を接続した点で
ある。電圧検知回路19はバイパススイツチ20
を開閉制御できるようになつている。その他の部
分又は素子については第5図と同様であるので説
明は省略する。
次に、第2図を参照しながら、第1図に示され
ている上記実施例の動作について説明する。尚、
第2図の波形図は基本的には第6図のものと同じ
である。
先ず、直流電源7を負荷コイル13に接続し
て、これに通電し、励磁する。この負荷コイル1
3を流れる電流が、ある一定の値(I1)まで達し
てから、直流電源7の電圧を低下させると、クロ
ーバダイオード又はスイツチ14の作用により、
ダイオード11、しや断器8、負荷13及びスイ
ツチ14からなる回路について設定された時定数
の範囲で一定の電流が流れるとともに、直流電源
7は負荷コイル13から切離されることになる。
この時、負荷コイル13に流れる電流はしや断器
8に流れる電流I1と等しく、これによつてエネル
ギーが負荷コイル13に蓄積されている。
次いで故障等の発生に伴い時点t3において、外
部からの指令により第2スイツチ10が閉成さ
れ、予め充電されているコンデンサ電源9から電
流I2がしや断器8に流れ込む。この電流I2の方向
は、前にしや断器8に流れていた電流I1とは逆で
あり、この結果、全しや断器電流I1−I2は時点t3
より減少し始め、時点t4においてゼロになる。第
2図において、一点破線はしや断器8と直列にダ
イオード11を挿入せず且つしや断器8を閉状態
にしたままの時の電流波形であり、時点t4からt5
の間は負の値をとり時点t5において再度電流はゼ
ロになるが、ダイオード11を挿入した場合は、
一点破線のようにしや断電流は反転せずコンデン
サ電源9の充放電回路定数によつて定まる期間T
にわたつて、ゼロ電流値が保持される。このゼロ
電流値を電流センサ15が検出し、指令回路17
によりしや断器8を開くよう指令する。したがつ
て、この期間T中はしや断器8には電流が流れて
いないので、しや断器8を開いてもしや断器電極
間にアークプラズマは発生しない。そして、この
ように完全にしや断動作が行われることによつて
電圧がしや断器8の電極間に発生する時には、電
極間隔が広がつているので、アークプラズマが無
いこともあり、しや断器8は、高い絶縁耐圧を有
することができる。ここまでの動作は第5図の場
合と同様である。
一方、指令回路17からのしや断指令によりし
や断が開始することによつて、コンデンサ電源9
は抵坑12、負荷13、スイツチ14、第2スイ
ツチ10、及び必要ならインダクタ13を介して
逆方向に充電されようとするが、コンデンサ電源
9のゼロ又はわずかな逆電圧を電圧検知回路19
によつて検出し、逆電圧になる前にバイパススイ
ツチ20に指令信号を送つて閉成させ、コンデン
サ電源9に逆充電しないように短絡し、しや断抵
抗12を通して電流を減衰させ完全なしや断を行
うことができる。
なお、上記実施例においては、負荷としてコイ
ルを用いた場合について説明したが、これに限る
ことなく、負荷抵抗を用いた場合についても同様
の効果が奏せられる。ただし、この場合にはしや
断抵抗12は必要なくなる。また、通常、浮遊イ
ンダクタンスが含まれているので時定数を調節す
ることによりインダクタ13を除去しても構わな
い。
更に、しや断器8は機械的に電極を動かすもの
が一般的であるので、開信号が入つてから開状態
になるのに所定時間がかかる場合には、電流検出
とは別に、前以つて開信号を入れておいてもよ
い。即ち、故障等の発生に応じてまずしや断器8
に開信号を与え、上記の所定時間より時効t3から
t4の時間に相当する時間だけ早く第2スイツチ1
0を開くようにしてもよい。この場合には電流セ
ンサ15は必要ない。また、第2スイツチ10も
所定の遅延動作時間を必要とする場合には、第2
スイツチ10も予め早目に動作指令をしておけば
よい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明による直流しや
断器回路は、スイツチを閉にしたときにコンデン
サ電源から流れる電流によつてしや断器を流れる
電流がゼロにされ、この電流ゼロを検出してしや
断動作が行われるが、しや断動作時に、コンデン
サ電源をバイパススイツチにより短絡するように
したため、コンデンサ電源が逆電圧で充電される
ことなく、コンデンサ電源の損傷を防止出来る効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例である直流しや断
器回路の概略構成図、第2図は上記実施例のしや
断器電流の波形図、第3図は従来の公知の直流し
や断器回路の概略構成図、第4図は第3図の従来
例のしや断器電流の波形図、第5図は本出願人の
先の出願に係る従来の直流しや断器回路の概略構
成図、及び第6図は第5図の直流しや断器回路の
しや断器電流の波形図、である。 7……直流電源、8……しや断器、9……コン
デンサ電源、10……スイツチ、11……整流素
子、12……しや断抵抗、13……負荷、15…
…電流センサ、17……指令回路、19……電圧
検知回路、20……バイパススイツチ。なお、各
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 直流電源と負荷との間に設けられたしや断器
    によつて直流しや断を行なう直流しや断器回路に
    おいて、該しや断器と直列接続された整流素子、
    該しや断器と整流素子との直列回路に対して並列
    に接続された少なくともコンデンサ電源とスイツ
    チとの直列回路、上記しや断器を流れる電流がゼ
    ロになつたときこれを検知して上記しや断器を開
    指令する手段、及び上記コンデンサ電源の逆電圧
    を検出して該コンデンサ電源を短絡する手段、を
    備えており、上記電流ゼロの状態が上記整流素子
    の動作に基づいてある所定の期間にわたつて保持
    されることを特徴とする直流しや断器回路。 2 上記開指令する手段が、上記しや断器電流を
    検知する電流センサと、該センサがゼロしや断器
    電流を検知したとき上記しや断器へ開指令信号を
    出力する指令回路と、から成る特許請求の範囲第
    1項記載の直流しや断器回路。 3 上記短絡する手段が、上記コンデンサ電源の
    両端に接続され、上記逆電圧を検出したとき該コ
    ンデンサ電源の短絡指令信号を発生する電圧検知
    回路と、上記コンデンサ電源の両端に接続され上
    記短絡指令信号により閉成するバイパススイツチ
    と、から成る特許請求の範囲第1項または第2項
    記載の直流しや断器回路。
JP22285785A 1985-08-06 1985-10-08 直流しや断器回路 Granted JPS6282622A (ja)

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JP22285785A JPS6282622A (ja) 1985-10-08 1985-10-08 直流しや断器回路
US06/893,286 US4740858A (en) 1985-08-06 1986-08-05 Zero-current arc-suppression dc circuit breaker
DE19863626589 DE3626589A1 (de) 1985-08-06 1986-08-06 Schaltung zur betaetigung eines gleichstrom-schaltungsunterbrechers
GB8619169A GB2178901B (en) 1985-08-06 1986-08-06 Circuit for operating d.c. circuit breaker

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JPS6282622A JPS6282622A (ja) 1987-04-16
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Cited By (1)

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