JPH04290976A - 抵抗遮断方式遮断器の性能検証法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は抵抗遮断方式遮断器に係
り、特に、主遮断部で発生するホットガスが抵抗遮断部
の極間絶縁回復特性に及ぼす影響を、低電圧の電流源を
用いた等価試験法においても検証できるようにした抵抗
遮断方式遮断器の性能検証法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の遮断器では、電流遮断時の過渡回
復電圧上昇率低減用に抵抗遮断を採用した空気遮断器な
どがあるが、遮断性能の優れたガス遮断器に抵抗遮断を
適用した例は比較的少ない。運転電圧の非常に高い１０
００ｋＶ級のＵＨＶ送電系統では、開閉サージレベルを
低く抑制して機器の絶縁距離を実用レベルに保つため抵
抗遮断が有効と考えられている。このような抵抗遮断方
式の遮断器の性能検証で、従来の空気遮断器では主遮断
部の遮断性能が主な興味対象だったのに対し、近年のガ
ス遮断器では抵抗遮断部の電流遮断後の極間絶縁回復特
性及び対地絶縁性能も重要な検証項目となってきている
。

【０００３】抵抗遮断方式遮断器の遮断試験法で、主遮
断部に数万アンペアを、主遮断部の電流遮断後は抵抗体
回路に数千アンペアの電流を供給する必要がある。これ
を一つの電源で供給するのは電源に低インピダンスと高
電圧を同時に要求することになり、実系統と同等の電源
容量を必要とし、通常の試験装置の電源容量では無理で
ある。

【０００４】これを避けるため、主遮断部と抵抗遮断部
の遮断性能を夫々単独に検証する方法が考えられる。主
遮断部と抵抗遮断部に要求される遮断性能、すなわち、
遮断電流と回復電圧を解析などの手段により個別にもと
め、夫々個別に所定の遮断電流と回復電圧を供給して遮
断可能か否かを評価する方法である。

【０００５】また、特開昭５８−１６５０６９号公報で
はこの問題を解決するため、主遮断部への電流印加用と
抵抗遮断部への電流印加用に別の電源を用い、主遮断部
の電流遮断と同期して補助遮断部を遮断し電源を切り替
える方法を提案している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】主遮断部と抵抗遮断部
の遮断性能を夫々単独に検証する方法では、抵抗遮断部
の性能検証をする際に以下の問題があった。大容量遮断
器に一般に用いられるパッファ形遮断器などではパッフ
ァ室圧力上昇、すなわち、操作器に加わる操作反力が遮
断電流に依存する。前記個別に検証する方法では抵抗遮
断部の遮断性能検証時に主遮断部アークの影響が模擬さ
れないため、性能評価が不正確になる。また、先に遮断
する主遮断部から排出されるホットガスが、遮断部電極
間の空間に滞留し、抵抗遮断部の極間絶縁回復特性に影
響を及ぼす問題もあるが、この点も検証出来ない。

【０００７】主遮断部と抵抗遮断部へ別電源を用いて電
流印加する方法では、電流源回路に変圧器を二台必要と
するので試験回路の構成が大規模となる他、補助遮断器
の遮断時刻に高精密制御を必要とする等の課題が生じる
。

【０００８】本発明の目的は、主遮断部で発生するホッ
トガスが抵抗遮断部の極間絶縁回復特性に及ぼす影響を
検証できる抵抗遮断方式遮断器の合成試験法を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明は電流源回路の短絡発電機の出力電圧と短絡変
圧器の巻線比にたいし、主遮断部に所定の遮断電流を供
給できるリアクタンスのリアクトルを用い、これらの回
路定数に対して抵抗遮断部に所定の遮断電流を供給でき
る値の抵抗体を用いる。

【００１０】

【作用】電力系統における電流遮断と、合成試験回路に
おける電流遮断では電源背後容量が異なっており、単に
電流遮断すると主遮断部と抵抗遮断部の遮断電流を同時
に合わせることが出来ない。これに対し、主遮断部の遮
断電流を合わせるため、電流調整用リアクトルのリアク
タンスを、抵抗遮断部の遮断電流を合わせるため抵抗体
の抵抗値を調整することによって抵抗遮断方式遮断器の
主遮断部と抵抗遮断部の遮断電流を正規の遮断電流値に
一致させることが出来る。

【００１１】

【実施例】本発明の一実施例を図１に示す。図は単相試
験回路を示しているが三相試験においても基本的な考え
方は同じである。図において、短絡変圧器５の一次巻線
６回路は、短絡発電機１，バックアップ遮断器２，２′
，投入スイッチ３，３′，電流調整用リアクトル４，４
′で構成され、二次巻線６′は補助遮断器７，供試遮断
器８の回路となっている。これらの回路は、いわゆる、
電流源回路１３であって、供試遮断器８に遮断電流を供
給する低インピーダンス回路であり、供試遮断器８が実
用される実系統より低電圧の大電流回路である。 供試遮断器８には別に高電圧小電流の電圧源回路１２が
接続されており、電流遮断後の回復電圧を遮断器に供給
する。電圧源回路１２はあらかじめ充電されている電源
コンデンサＣｖ，ギャップＧ，リアクトルＬｖ，波形調
整用抵抗Ｒｆ、及びコンデンサＣｆなどから構成される
。

【００１２】合成遮断試験の手順を次に説明する。初期
状態では、バックアップ遮断器２，補助遮断器７，供試
遮断器８が閉、投入スイッチ３が開状態となっている。 試験制御装置により、投入スイッチ３が投入されると短
絡発電機１により短絡変圧器５を介して供試遮断器８に
電流源電流が流れる。ある所定の時間経過後、ほぼ同時
刻に補助遮断器７と供試遮断器８が開極し電流源電流を
遮断する。相前後して、ここでは、いわゆる、電圧重畳
法の手順にしたがって、電流測定用抵抗ＳＲで電流遮断
を検知した直後に電圧源回路１２の始動ギャップＧがト
リガされ、電流零点からΔｔの微小遅れ時間の後高電圧
の回復電圧が印加される。

【００１３】このとき供試遮断器８は主遮断部９と並列
に、抵抗体１０と、抵抗遮断部１１の直列回路が接続さ
れている。図２でさらに詳細に電流遮断の状況を見ると
、まず外部の制御装置より遮断指令が発せられると主遮
断部が動作して開極し、主遮断部に流れる電流Ｉｃを時
刻ｔ１　の電流零点で抵抗体１０の回路に転流し、遮断
器を流れる電流は抵抗体１０で限流された電流Ｉｒとな
る。所定の時間が経過した後、電気的ないしは機械的遅
延手段により遅れて抵抗遮断部が開極し、抵抗体で限流
された抵抗電流Ｉｒを時刻ｔ２　における電流零点で遮
断する。制御に必要な微小な遅れ時間Δｔ後電圧源回路
から回復電圧ＴＲＶが印加され、これに耐圧して、全て
の電極が遮断位置に到達し、電流遮断が終了する。

【００１４】このような構成で、主遮断部９に流れる電
流Ｉｃは発電機電圧Ｖ及びリアクトル４のリアクタンス
Ｘｌを調整することにより制御する。さらに、抵抗電流
Ｉｒは同様に抵抗遮断部で所定の遮断電流を得られるよ
う、抵抗値Ｒを調整することにより得られる。従って、
遮断電流によるパッファ室圧力上昇、すなわち、操作器
に加わる操作反力を厳密に模擬した遮断条件をも模擬し
得る。

【００１５】具体的数値をあげて試験条件を示すと、例
えば、遮断抵抗を相当り７５０Ω装備した１１００ｋＶ
遮断器について、電圧が二倍となる脱調遮断条件を対象
に、電圧１０ｋＶの電流源回路を用いて遮断試験すると
き、抵抗電流Ｉｒ〔Ａ〕は、

【００１６】

【数１】

【００１７】となる。試験電圧１０ｋＶの電流源回路を
用いるとき、必要とする抵抗値Ｒ〔Ω〕は、

【００１８
】

【数２】

【００１９】となる。１１００ｋＶ遮断器を六点切り構
成とすると、その一点当りに装備する抵抗値は約１Ωと
なる。

【００２０】異なる例として、遮断抵抗を相当り２００
０Ω装備した２４２ｋＶ一点切り遮断器の端子短絡故障
遮断を対象に、電圧２０ｋＶの電流源回路を用いて遮断
試験するとき、同様に抵抗電流Ｉｒ〔Ａ〕は、

【００２
１】

【数３】

【００２２】試験電圧２０ｋＶの電流源回路を用いると
き、必要となる抵抗値Ｒ〔Ω〕は、

【００２３】

【数４】

【００２４】となる。従って、本発明による遮断試験時
に装備する抵抗体の適用範囲は約１Ω〜３００Ωの程度
である。これに伴って抵抗体で発生する熱量も変わり、
一回の通電時間を３０ｍｓとすると抵抗体の発生熱量は
前述二例でそれぞれ５００ｋＪ，４２ｋＪとなる。これ
は実系統における値と比較すると非常に小さく、製作の
自由度などを考えると一般に抵抗体として用いられる炭
素セラミック抵抗等より金属抵抗の方が適している。一
例として前者の抵抗体をニクロム材を用いて構成すると
、径３ｍｍ，長さ３０ｍの素材を使用しこれを螺旋状も
しくは無誘導巻として構成することができる。

【００２５】図１に示す実施例ではあらかじめ充電した
ＬＣ回路を用いたが、図３に示すような発電機と昇圧変
圧器を用いた電圧源を使っても良い。この回路構成は図
１の電流源回路と同様に、発電機２１，バックアップ遮
断器２２，２２′，投入スイッチ２３，２３′，電流調
整用リアクトル２４，２４′と昇圧変圧器２５で構成さ
れている。昇圧変圧器２５の二次側には１０ｋΩ程度の
保護用抵抗２６を挿入される場合もある。発電機を電流
源用のものと共用し、昇圧変圧器２５の一時側巻線を図
１に示す電流源の短絡変圧器５の一時側巻線とカスケー
ド接続しても良い。

【００２６】図４に示すように、補助用ブッシング３１
を遮断器の容器に設けられた点検用マンホールなどを利
用して立て、電圧源１２に接続される配線３２を抵抗体
１０と抵抗遮断部１１の接続点３３に電気的に接続する
ことも可能である。このような構成にすることにより、
図５に示すような、いわゆる、電流重畳法の試験に適す
る構成とすることができる。すなわち、図５に示すよう
に、抵抗電流Ｉｒの最終遮断時刻ｔ２に先立ち時刻ｔ３
で図１のギャップＧを放電し電圧源電流Ｉｖを半波通電
した後、これを遮断し電圧源電圧ＴＲＶを印加する方法
である。図４のように構成することにより電圧源電流Ｉ
ｖは抵抗体１０を流れなくて済むため電流通電中の減衰
がなく効率が良くなる。

【００２７】図６は二点切り遮断器に本発明を適用した
場合であり、前例と同様に中間部に試験用ブッシング３
１を立てている。一方の端子からでた配線３４は短絡変
圧器の二次側に直接接続し、他方の端子３５は接地して
いる。中間部から引き出した配線３２は二つの遮断部の
中間部３６に接続している。このように接続することに
よって一方の遮断部３７を補助遮断器として使用すると
共に、他方の遮断部３８を供試遮断部として用いている
。抵抗体は二分割して両遮断部に当配分しても良いが、
本例のように補助遮断部３７に必要値全量を装備して供
試遮断部３８側の抵抗体を短絡しても良い。遮断試験時
に主遮断部により抵抗体１０，抵抗遮断部１１，１１′
回路に転流された電流は抵抗体１０によって制限される
ので、抵抗体１０の抵抗値Ｒを所定の値にあわせておく
ことにより所定の抵抗電流Ｉｒを得ることができる。こ
のようにすることにより準備すべき抵抗体を一個で済ま
すと共に、前例に述べたような電流重畳法による検証を
可能にしている。

【００２８】前例示した実施例は多点切り遮断器の一点
の遮断性能を検証するユニット試験を示したが、多点切
り遮断器を全点試験する際にも図１に示す遮断器を複数
直列接続しただけであり本質的な差は無い。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、抵抗遮断方式の遮断器
の遮断性能を検証する合成試験回路において、主遮断部
の遮断電流を合わせるため、電流調整用リアクトルのリ
アクタンスを、抵抗遮断部の遮断電流を合わせるため抵
抗体の抵抗値を調整することによって遮断電流を正規の
遮断電流値に一致させるようにしたことにより、電力系
統における電流遮断と、合成試験回路における電流遮断
では電源背後容量が異なっているにもかかわらず、主遮
断部で発生するホットガスの抵抗遮断部の遮断性能に及
ぼす影響も考慮し、構成が大規模にならず、かつ、通常
の合成試験に用いられる容量の電源で性能検証できる抵
抗遮断方式遮断器の合成試験法を可能にすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す抵抗遮断方式遮断器の
合成試験回路図。

【図２】図１に示す実施例の電流，電圧チャート図。

【図３】異なる実施例の電圧源回路図。

【図４】異なる実施例の供試遮断器構成の説明図。

【図５】図４に示す実施例の電流，電圧チャート図。

【図６】異なる実施例の供試遮断器の回路図。

【符号の説明】

１…短絡発電機、２，２′…バックアップ遮断器、３，
３′…投入スイッチ、４，４′…電流調整用リアクトル
、５…短絡変圧器、６…一次巻線、６′…二次巻線、７
…補助遮断器、８…供試遮断器、９…主遮断部、１０…
抵抗体、１１…抵抗遮断部、１２…電圧源回路。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の固定電極と可動電極からなる主遮断
   部と一対の固定電極と可動電極からなる抵抗遮断部と抵
   抗体を設け、電流遮断時に前記主遮断部の遮断動作によ
   って遮断電流を前記抵抗体に転流し、前記抵抗遮断部の
   遮断動作によって抵抗電流を遮断するようにした抵抗遮
   断方式遮断器と、前記抵抗遮断方式遮断器の性能検証時
   に遮断器に遮断電流を供給する短絡発電機，制御用開閉
   器，リアクトル，短絡変圧器等よりなる電流源回路と、
   前記電流源回路より供給される遮断電流を前記遮断器が
   遮断した後、遮断器に回復電圧を印加する高電圧の電圧
   源を備えたものにおいて、前記短絡発電機の出力電圧と
   前記短絡変圧器の巻線比にたいし、前記主遮断部に所定
   の遮断電流を供給できる値のリアクトルを用い、前記短
   絡発電機の出力電圧と前記短絡変圧器の巻線比及び前記
   リアクトルのリアクタンスにたいし、前記抵抗遮断部に
   所定の遮断電流を供給できる抵抗値の抵抗体を用いたこ
   とを特徴とする抵抗遮断方式遮断器の性能検証法。
2. 【請求項２】請求項１において、前記抵抗体を細棒状も
   しくは線状金属抵抗で構成した抵抗遮断方式遮断器の性
   能検証法。
3. 【請求項３】請求項１において、前記抵抗体の抵抗値を
   約１Ω〜３００Ωの範囲とした抵抗遮断方式遮断器の性
   能検証法。
4. 【請求項４】請求項１において、前記電圧源を前記抵抗
   体と前記抵抗遮断部の接続点に電気的に接続した抵抗遮
   断方式遮断器の性能検証法。
5. 【請求項５】請求項１において、多点切り遮断器の一点
   を供試遮断部他を補助遮断部として用いるとき供試遮断
   部側の抵抗体を短絡した抵抗遮断方式遮断器の性能検証
   法。
6. 【請求項６】一対の固定電極と可動電極からなる主遮断
   部と一対の固定電極と可動電極からなる抵抗遮断部と抵
   抗体をもち、抵抗遮断部の一端子と前記抵抗体の一端子
   を電気的に接続した直列回路を前記主遮断部と並列に接
   続したもの、もしくは前記抵抗体と前記主遮断部の並列
   回路の一端子を前記抵抗遮断部の一端子と電気的に直列
   接続したものにおいて、実用される系統条件より低電圧
   の電流源と、電圧源との組合せ回路を用いた等価試験に
   より遮断性能を検証する際に、前記抵抗体の抵抗値を正
   規実用値より小さくしたことを特徴とする抵抗遮断方式
   遮断器の性能検証法。