JPH06215669A - 直流真空遮断器 - Google Patents
直流真空遮断器Info
- Publication number
- JPH06215669A JPH06215669A JP364293A JP364293A JPH06215669A JP H06215669 A JPH06215669 A JP H06215669A JP 364293 A JP364293 A JP 364293A JP 364293 A JP364293 A JP 364293A JP H06215669 A JPH06215669 A JP H06215669A
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- JP
- Japan
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- commutation
- current
- vacuum valve
- circuit
- time
- Prior art date
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- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】短絡電流から系統を保護するための過電流遮断
動作を、なるべく早い時点でかつ確実に行う。 【構成】真空バルブ１Ａの可動接点１１Ａに明暗模様８
１とこれを読み取る光センサ８を設け、光センサ８の発
光器が発する光を明暗模様８１に照射しその反射光を受
光器で受光してその電気信号となる出力信号を制御装置
７Ａに入力する。制御装置７Ａはこの入力信号を基に転
流回路１０の転流スイッチ６の閉極指令信号を生成して
この信号によって転流スイッチ６が閉極して転流電流Ｉ
t が流れる。これによって、転流電流の流れ始めの時点
は真空バルブ１Ａの開極開始の時点から後の時点にな
り、真空バルブ１Ａが充分開極してからこれに流れる電
流ＩV の最初の零点が来るので、この時点で確実に電流
遮断が完了する。
動作を、なるべく早い時点でかつ確実に行う。 【構成】真空バルブ１Ａの可動接点１１Ａに明暗模様８
１とこれを読み取る光センサ８を設け、光センサ８の発
光器が発する光を明暗模様８１に照射しその反射光を受
光器で受光してその電気信号となる出力信号を制御装置
７Ａに入力する。制御装置７Ａはこの入力信号を基に転
流回路１０の転流スイッチ６の閉極指令信号を生成して
この信号によって転流スイッチ６が閉極して転流電流Ｉ
t が流れる。これによって、転流電流の流れ始めの時点
は真空バルブ１Ａの開極開始の時点から後の時点にな
り、真空バルブ１Ａが充分開極してからこれに流れる電
流ＩV の最初の零点が来るので、この時点で確実に電流
遮断が完了する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電鉄用直流電源の系
統保護に使用される直流遮断器として、真空バルブに流
れる直流電流に交流電流を重畳して瞬時電流が零となる
時点を強制的に生じさせて電流遮断を行うように構成さ
れた直流真空遮断器に関する。
統保護に使用される直流遮断器として、真空バルブに流
れる直流電流に交流電流を重畳して瞬時電流が零となる
時点を強制的に生じさせて電流遮断を行うように構成さ
れた直流真空遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】機械的接点を有する遮断器では、遮断電
流が零となる時点があって始めて接点間に生じたアーク
を消滅させることができることから、直流を遮断する場
合には、遮断電流に交流電流を重畳させて強制的に電流
が零となる時点を発生させる方式が採用される。
流が零となる時点があって始めて接点間に生じたアーク
を消滅させることができることから、直流を遮断する場
合には、遮断電流に交流電流を重畳させて強制的に電流
が零となる時点を発生させる方式が採用される。
【０００３】図３は従来の直流真空遮断器の回路図であ
る。この図において、直流真空遮断器は、真空バルブ
１、これの開閉操作を駆動するために反発コイル２に電
磁力を発生させる反発回路２０及び真空バルブ１に並列
接続されて遮断時に交流電流を重畳して流す転流回路１
０からなっている。反発コイル２と真空バルブ１とは単
に線でつないだ図であるが、実際には反発回路２０に流
れる電流が反発コイル２に流れてこれと図示しない導体
板の間に生ずる電磁力によって真空バルブ１の可動接点
１１が駆動されて固定接点１２から離れることによって
遮断動作に入るように構成されている。
る。この図において、直流真空遮断器は、真空バルブ
１、これの開閉操作を駆動するために反発コイル２に電
磁力を発生させる反発回路２０及び真空バルブ１に並列
接続されて遮断時に交流電流を重畳して流す転流回路１
０からなっている。反発コイル２と真空バルブ１とは単
に線でつないだ図であるが、実際には反発回路２０に流
れる電流が反発コイル２に流れてこれと図示しない導体
板の間に生ずる電磁力によって真空バルブ１の可動接点
１１が駆動されて固定接点１２から離れることによって
遮断動作に入るように構成されている。
【０００４】反発回路２０は、反発コイル２、反発用コ
ンデンサ３０と反発電源５０との並列回路及び反発用ス
イッチ６０がそれぞれ直列接続された閉回路からなって
いる。反発コンデンサ３０は反発用電源５０によってあ
らかじめ充電された状態になっていて、遮断動作が開始
されたときに反発スイッチ６０が投入されて反発コンデ
ンサ３０の電荷が開放されて反発回路２０内に電流が流
れて電磁力が発生し、前述のようにこの電磁力によって
真空バルブ１の開極動作が行われる。
ンデンサ３０と反発電源５０との並列回路及び反発用ス
イッチ６０がそれぞれ直列接続された閉回路からなって
いる。反発コンデンサ３０は反発用電源５０によってあ
らかじめ充電された状態になっていて、遮断動作が開始
されたときに反発スイッチ６０が投入されて反発コンデ
ンサ３０の電荷が開放されて反発回路２０内に電流が流
れて電磁力が発生し、前述のようにこの電磁力によって
真空バルブ１の開極動作が行われる。
【０００５】真空バルブ１に並列に接続された転流回路
１０は、遮断動作時に真空バルブ１に流れる主回路の電
流Ｉに交流電流Ｉt を重畳させて遮断電流が零となる時
点を強制的に発生させるものである。転流回路１０は、
転流コンデンサ３と転流電源５の並列回路、転流リアク
トル４及び転流スイッチ６の直列回路からなっていて、
転流コンデンサ３は遮断動作前にあらかじめ転流電源５
によって充電された状態になっている。
１０は、遮断動作時に真空バルブ１に流れる主回路の電
流Ｉに交流電流Ｉt を重畳させて遮断電流が零となる時
点を強制的に発生させるものである。転流回路１０は、
転流コンデンサ３と転流電源５の並列回路、転流リアク
トル４及び転流スイッチ６の直列回路からなっていて、
転流コンデンサ３は遮断動作前にあらかじめ転流電源５
によって充電された状態になっている。
【０００６】遮断動作は過電流継電器７１によっ所定の
値の過電流が検出されたその旨の信号が制御装置７に出
力され、制御装置７は反発スイッチ６０に対する閉極信
号Ｓ 1 を、転流スイッチ６に対する閉極信号Ｓ2 をそれ
ぞれ同時に出力する。図４は直流真空遮断器の遮断動作
時における電流などの時間変化を示す波形図である。こ
の図において、横軸は時間、縦軸はそれぞれの瞬時値で
あり、一番上の段が主回路電流Ｉと転流電流Ｉt の和と
なる真空バルブ１に流れる遮断電流Ｉ V であり、主回路
電流Ｉと転流電流Ｉt も併記してある。次の段は反発回
路２０に流れる反発電流ＩC 、次の段が反発コイル２に
発生する電磁力で反発電流ＩCの自乗に略比例した波形
となる。最下段は真空バルブ１の開閉の動作を示す。各
時間軸に示す時点は、時点ｔ1 は負荷側で短絡事故が発
生して主回路電流Ｉが上昇し始める時点、時点ｔ2 は過
電流が検出され制御装置から遮断指令が出力されて反発
スイッチ６０と転流スイッチ６とが同時に投入された時
点、時点ｔ3 は電流ＩV の最初の零点、時点ｔ4 は真空
バルブ１が開局を開始した時点、時点ｔ5は遮断電流Ｉ
V の２回目の零点、時点ｔ6 は真空バルブ１の遮断動作
完了時点である。
値の過電流が検出されたその旨の信号が制御装置７に出
力され、制御装置７は反発スイッチ６０に対する閉極信
号Ｓ 1 を、転流スイッチ６に対する閉極信号Ｓ2 をそれ
ぞれ同時に出力する。図４は直流真空遮断器の遮断動作
時における電流などの時間変化を示す波形図である。こ
の図において、横軸は時間、縦軸はそれぞれの瞬時値で
あり、一番上の段が主回路電流Ｉと転流電流Ｉt の和と
なる真空バルブ１に流れる遮断電流Ｉ V であり、主回路
電流Ｉと転流電流Ｉt も併記してある。次の段は反発回
路２０に流れる反発電流ＩC 、次の段が反発コイル２に
発生する電磁力で反発電流ＩCの自乗に略比例した波形
となる。最下段は真空バルブ１の開閉の動作を示す。各
時間軸に示す時点は、時点ｔ1 は負荷側で短絡事故が発
生して主回路電流Ｉが上昇し始める時点、時点ｔ2 は過
電流が検出され制御装置から遮断指令が出力されて反発
スイッチ６０と転流スイッチ６とが同時に投入された時
点、時点ｔ3 は電流ＩV の最初の零点、時点ｔ4 は真空
バルブ１が開局を開始した時点、時点ｔ5は遮断電流Ｉ
V の２回目の零点、時点ｔ6 は真空バルブ１の遮断動作
完了時点である。
【０００７】これらの図に示す直流真空遮断器の遮断動
作を図４によって時間を追って説明する。 短絡事故発生まで（ｔ＜ｔ1 ） 時点ｔ1 において主回路に短絡事故が発生したとして、
その前は真空バルブに流れる電流ＩV は主回路電流Ｉで
あり定格電流レベルの小さな電流が流れている。 遮断動作開始まで（ｔ1 ＜ｔ＜ｔ2 ） 時点ｔ1 で負荷側で短絡事故が発生し、その後の電流Ｉ
V は短絡位置までのインダクタンクの値に応じた上昇速
度で上昇してゆく。一定の値に到達した時点で過電流継
電器７２によって過電流として検出されて制御装置７０
に入力され、これを基に制御装置７０から遮断指令Ｓ2
が出力され、時点ｔ2 において転流回路１０の転流スイ
ッチ６と反発回路２０の反発スイッチ６０とが同時に投
入されて、転流電流Ｉt と反発電流ＩC が同時に流れ始
める。転流コンデンサ３及び反発コンデンサ３０はそれ
ぞれ転流電源５及び反発電源５０によってあらかじめ所
定の電圧に充電された状態が保持されていたものであ
る。転流回路１０、反発回路２０はいずれもＬＣ直列共
振回路であるから、それぞれの回路定数で決まる共振周
波数と波高値で振動する交流電流が流れる。
作を図４によって時間を追って説明する。 短絡事故発生まで（ｔ＜ｔ1 ） 時点ｔ1 において主回路に短絡事故が発生したとして、
その前は真空バルブに流れる電流ＩV は主回路電流Ｉで
あり定格電流レベルの小さな電流が流れている。 遮断動作開始まで（ｔ1 ＜ｔ＜ｔ2 ） 時点ｔ1 で負荷側で短絡事故が発生し、その後の電流Ｉ
V は短絡位置までのインダクタンクの値に応じた上昇速
度で上昇してゆく。一定の値に到達した時点で過電流継
電器７２によって過電流として検出されて制御装置７０
に入力され、これを基に制御装置７０から遮断指令Ｓ2
が出力され、時点ｔ2 において転流回路１０の転流スイ
ッチ６と反発回路２０の反発スイッチ６０とが同時に投
入されて、転流電流Ｉt と反発電流ＩC が同時に流れ始
める。転流コンデンサ３及び反発コンデンサ３０はそれ
ぞれ転流電源５及び反発電源５０によってあらかじめ所
定の電圧に充電された状態が保持されていたものであ
る。転流回路１０、反発回路２０はいずれもＬＣ直列共
振回路であるから、それぞれの回路定数で決まる共振周
波数と波高値で振動する交流電流が流れる。
【０００８】反発コイル２に発生する電磁力は電流Ｉt
の自乗に略比例するから電流が流れる方向に関係しな
い。一方、転流電流Ｉt は最初の半波の間に遮断電流に
零点が生ずるようにするために図示のように最初の半波
で主回路電流Ｉとは反対の方向に電流が流れるように転
流コンデンサ３を充電しておく。通常、転流回路１０と
転流回路１０の共振周波数は数ｋHz程度に設定される。 真空バルブ開極まで（ｔ2 ＜ｔ＜ｔ4 ） 主回路電流Ｉに転流電流Ｉt が重畳することによって真
空バルブ１を流れる遮断電流ＩV は減少を始める。一
方、反発コイル２に反発電流ＩC が流れることによって
電磁力が発生しこれが真空バルブ１を開極する駆動力に
なる。真空バルブ１が閉極の状態では接点同士を所定の
圧力で接触させる図の鎖線で示す大きさの接触力を与え
てあるので、この接触力に打ち勝つ程度に電磁力が大き
くなる時点ｔ4 になって始めて真空バルブ１は開極を開
始する。開極を開始しても極間はアークで短絡されて電
流ＩV が継続して流れ続ける。 真空バルブの電流遮断まで（ｔ4 ＜ｔ＜ｔ5 ） 電流ＩV の２回目の零点となる時点ｔ5 まで電流ＩV は
継続して流れるがこの時点ｔ5 でアークが切れてこの時
点以降は電流は流れず真空バルブ１の電流遮断動作を終
了する。ただ、時点ｔ5 では真空バルブ１は開極過程に
あってこの時点で電流がいったん遮断された後の回復電
圧に耐えるだけの極間耐圧値になっている必要がある。
そうでない場合には零点通過後も再度電流が流れだして
次の零点で遮断されることになる。 真空バルブの電流遮断以降（ｔ5 ＜ｔ） 真空バルブ１は時点ｔ6 で開極動作が完了する。実際に
は電流遮断が行われる零点は図示のように時点ｔ6 の前
の場合もあれば後になる場合もある。
の自乗に略比例するから電流が流れる方向に関係しな
い。一方、転流電流Ｉt は最初の半波の間に遮断電流に
零点が生ずるようにするために図示のように最初の半波
で主回路電流Ｉとは反対の方向に電流が流れるように転
流コンデンサ３を充電しておく。通常、転流回路１０と
転流回路１０の共振周波数は数ｋHz程度に設定される。 真空バルブ開極まで（ｔ2 ＜ｔ＜ｔ4 ） 主回路電流Ｉに転流電流Ｉt が重畳することによって真
空バルブ１を流れる遮断電流ＩV は減少を始める。一
方、反発コイル２に反発電流ＩC が流れることによって
電磁力が発生しこれが真空バルブ１を開極する駆動力に
なる。真空バルブ１が閉極の状態では接点同士を所定の
圧力で接触させる図の鎖線で示す大きさの接触力を与え
てあるので、この接触力に打ち勝つ程度に電磁力が大き
くなる時点ｔ4 になって始めて真空バルブ１は開極を開
始する。開極を開始しても極間はアークで短絡されて電
流ＩV が継続して流れ続ける。 真空バルブの電流遮断まで（ｔ4 ＜ｔ＜ｔ5 ） 電流ＩV の２回目の零点となる時点ｔ5 まで電流ＩV は
継続して流れるがこの時点ｔ5 でアークが切れてこの時
点以降は電流は流れず真空バルブ１の電流遮断動作を終
了する。ただ、時点ｔ5 では真空バルブ１は開極過程に
あってこの時点で電流がいったん遮断された後の回復電
圧に耐えるだけの極間耐圧値になっている必要がある。
そうでない場合には零点通過後も再度電流が流れだして
次の零点で遮断されることになる。 真空バルブの電流遮断以降（ｔ5 ＜ｔ） 真空バルブ１は時点ｔ6 で開極動作が完了する。実際に
は電流遮断が行われる零点は図示のように時点ｔ6 の前
の場合もあれば後になる場合もある。
【０００９】真空バルブ１の電流ＩV が零になっても主
回路電流Ｉは流れ続ける。この電流Ｉは転流回路１０を
介して負荷側に流れることになる。すなわち、主回路電
流Ｉは真空バルブ１から転流回路１０に転流したことに
なる。時点ｔ5 以降の電流Ｉ V や転流電流Ｉt の図示し
た波形は真空バルブ１の電流遮断が行われなかったとし
たときのものであり、実際には時点ｔ5 以降は転流電流
Ｉt と主回路電流Ｉとはその値が一致し符号が反対の波
形になる。真空バルブ１が開極を完了すると後はラッチ
がかかって反発コイル２の電磁力の大きさには関係なく
開極状態に維持される。
回路電流Ｉは流れ続ける。この電流Ｉは転流回路１０を
介して負荷側に流れることになる。すなわち、主回路電
流Ｉは真空バルブ１から転流回路１０に転流したことに
なる。時点ｔ5 以降の電流Ｉ V や転流電流Ｉt の図示し
た波形は真空バルブ１の電流遮断が行われなかったとし
たときのものであり、実際には時点ｔ5 以降は転流電流
Ｉt と主回路電流Ｉとはその値が一致し符号が反対の波
形になる。真空バルブ１が開極を完了すると後はラッチ
がかかって反発コイル２の電磁力の大きさには関係なく
開極状態に維持される。
【００１０】転流回路１０には転流コンデンサ３が直列
に接続されているから主回路電流Ｉはこの転流コンデン
サ３を充電することになる。その充電の方向は遮断動作
開始前とは反対で、遮断動作開始前は図の右側が＋、左
側が−であったのに対して、時点ｔ5 以降は図の左側が
＋になるように充電される。その結果、図の右側の負荷
側にかかる電圧は図の左側の電源電圧から転流コンデン
サ３の充電電圧を差し引いた値になって時間経過ととも
に減少しついには零になり主回路電流Ｉも零になる。主
回路にはインダクタンスがあるから転流コンデンサ３の
キャパシタンスとで共振を起こし前述に比べて現象はも
う少し複雑であるが、図の左側の図示しない直流電源は
整流器であるから、反対方向に電流が流れることはな
く、したがって、主回路電流Ｉが零になった時点以降は
主回路電流Ｉも零のままとなり、その後転流スイッチ６
を「開」にすることによって負荷側は電源側から完全に
遮断され、ここに直流真空遮断器としての遮断動作が完
了する。
に接続されているから主回路電流Ｉはこの転流コンデン
サ３を充電することになる。その充電の方向は遮断動作
開始前とは反対で、遮断動作開始前は図の右側が＋、左
側が−であったのに対して、時点ｔ5 以降は図の左側が
＋になるように充電される。その結果、図の右側の負荷
側にかかる電圧は図の左側の電源電圧から転流コンデン
サ３の充電電圧を差し引いた値になって時間経過ととも
に減少しついには零になり主回路電流Ｉも零になる。主
回路にはインダクタンスがあるから転流コンデンサ３の
キャパシタンスとで共振を起こし前述に比べて現象はも
う少し複雑であるが、図の左側の図示しない直流電源は
整流器であるから、反対方向に電流が流れることはな
く、したがって、主回路電流Ｉが零になった時点以降は
主回路電流Ｉも零のままとなり、その後転流スイッチ６
を「開」にすることによって負荷側は電源側から完全に
遮断され、ここに直流真空遮断器としての遮断動作が完
了する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、真空バルブ
１の開極開始時点ｔ4 は反発コイル２によって生ずる電
磁力が接触力を越えた時点としたが、実際には機械的な
遊びや摩擦などがあって開極開始時点ｔ4 はこの接触力
を越えた時点より遅れる傾向があり、また遊びや摩擦は
製品によってバラツキがあり、また経年変化によって変
化することもあり得る。そのために、真空バルブ１の開
極開始時点ｔ4 及びその完了時点ｔ5 が遅れて２回目の
零点の時点ｔ5 でも電流遮断が失敗することも有りうる
という問題がある。電流遮断時点が遅くなるとその間継
続するアークによって接点の消耗と周辺の絶縁物に金属
蒸気が付着することによる絶縁性能の劣化など種々の問
題が派生して生ずることになる。
１の開極開始時点ｔ4 は反発コイル２によって生ずる電
磁力が接触力を越えた時点としたが、実際には機械的な
遊びや摩擦などがあって開極開始時点ｔ4 はこの接触力
を越えた時点より遅れる傾向があり、また遊びや摩擦は
製品によってバラツキがあり、また経年変化によって変
化することもあり得る。そのために、真空バルブ１の開
極開始時点ｔ4 及びその完了時点ｔ5 が遅れて２回目の
零点の時点ｔ5 でも電流遮断が失敗することも有りうる
という問題がある。電流遮断時点が遅くなるとその間継
続するアークによって接点の消耗と周辺の絶縁物に金属
蒸気が付着することによる絶縁性能の劣化など種々の問
題が派生して生ずることになる。
【００１２】この発明の目的はこのような問題を解決
し、遮断電流がなるべく早い零点になる時点で確実に遮
断することのできる直流真空遮断器を提供することにあ
る。
し、遮断電流がなるべく早い零点になる時点で確実に遮
断することのできる直流真空遮断器を提供することにあ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、主回路電流を流す真空バルブ、
この真空バルブの開閉動作を駆動する駆動装置、前記真
空バルブに並列接続さられてこの真空バルブの開極時に
主回路電流に重畳させる交流電流を生成する転流回路、
及びこれらを制御する制御装置からなり、前記転流回路
が、転流電源、この転流電源に並列接続された転流コン
デンサ及びこの並列回路に転流リアクトルと転流スイッ
チとの直列回路からなる直流真空遮断器において、前記
真空バルブの開極の開始を検出し出力する開極検出手段
を備え、この開極検出手段の出力信号を基に前記制御装
置が前記転流スイッチの閉極指令信号を生成し出力する
ものとし、また、開極検出手段が、真空バルブの可動接
点の操作棒に設けた明暗の模様とこれを読み取る光セン
サからなるものとし、また、制御装置が、開極検出手段
の出力信号が入力されて出力する転流スイッチの閉極指
令信号との間に所定の時間差を設けてなるものとする。
に、この発明によれば、主回路電流を流す真空バルブ、
この真空バルブの開閉動作を駆動する駆動装置、前記真
空バルブに並列接続さられてこの真空バルブの開極時に
主回路電流に重畳させる交流電流を生成する転流回路、
及びこれらを制御する制御装置からなり、前記転流回路
が、転流電源、この転流電源に並列接続された転流コン
デンサ及びこの並列回路に転流リアクトルと転流スイッ
チとの直列回路からなる直流真空遮断器において、前記
真空バルブの開極の開始を検出し出力する開極検出手段
を備え、この開極検出手段の出力信号を基に前記制御装
置が前記転流スイッチの閉極指令信号を生成し出力する
ものとし、また、開極検出手段が、真空バルブの可動接
点の操作棒に設けた明暗の模様とこれを読み取る光セン
サからなるものとし、また、制御装置が、開極検出手段
の出力信号が入力されて出力する転流スイッチの閉極指
令信号との間に所定の時間差を設けてなるものとする。
【００１４】
【作用】この発明の構成において、開極検出手段を設け
て真空バルブの開極が開始したことを検出しその出力信
号を制御装置に入力する。制御装置はこの入力信号を基
に転流スイッチの開極指令信号を生成して転流スイッチ
を開極させて転流電流を流す。これによって、転流電流
の流れ始めの時点は真空バルブの開極開始の時点よりも
後になるので、真空バルブが充分開極してからこれに流
れる電流の零点が来るようにすることができることか
ら、遮断失敗の可能性をなくなる。
て真空バルブの開極が開始したことを検出しその出力信
号を制御装置に入力する。制御装置はこの入力信号を基
に転流スイッチの開極指令信号を生成して転流スイッチ
を開極させて転流電流を流す。これによって、転流電流
の流れ始めの時点は真空バルブの開極開始の時点よりも
後になるので、真空バルブが充分開極してからこれに流
れる電流の零点が来るようにすることができることか
ら、遮断失敗の可能性をなくなる。
【００１５】また、開極検出手段を、真空バルブの可動
接点に設けた明暗の模様とこれを読み取る光センサで構
成することによって、非接触かつ高速な開極検出手段と
なる。また、開極検出手段の出力信号が制御装置に入力
されて出力する転流スイッチの閉極指令信号を入力信号
に対して所定の時間遅らせて出力することによって、真
空バルブが充分の回復電圧を持つまで極間隔が開いた後
に最初の零点が生ずるようにすることができる。
接点に設けた明暗の模様とこれを読み取る光センサで構
成することによって、非接触かつ高速な開極検出手段と
なる。また、開極検出手段の出力信号が制御装置に入力
されて出力する転流スイッチの閉極指令信号を入力信号
に対して所定の時間遅らせて出力することによって、真
空バルブが充分の回復電圧を持つまで極間隔が開いた後
に最初の零点が生ずるようにすることができる。
【００１６】
【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施例を示す直流真空遮断器の回路図
であり、図３と同じ回路要素には同じ符号を付け、ま
た、図３と基本的に同じ機能のものには添字Ａを付けて
共通な事項に対する詳しい説明を省く。この図におい
て、真空バルブ１Ａの可動接点１１Ａの表面にバーコー
ドのような白黒の縞模様からなる明暗模様８１を設け、
これに光センサ８の符号を付さない発光器から光をあて
てその反射光を符号を付さない受光器で受けて電気信号
に変換した上で制御装置７Ａに入力する。可動接点１１
Ａが静止しているときには光センサ８の出力信号Ｓ3 は
時間的な変化がなく、可動接点１１Ａが動くと出力信号
Ｓ3 は繰り返しパルスの波形となる。したがって、この
ような信号が入力された制御装置７Ａに入力信号の変化
を検知する機能を設けてその検知信号によって転流スイ
ッチ６を開極させる信号Ｓ2 を生成し出力すればよい。
入力信号の変化を検知し転流スイッチ６の開極信号を生
成するための電子回路は種々のものがあるが、いずれに
しても現在の電子回路技術で容易に実現できる程度のも
のなので詳しい説明を省略する。
図１はこの発明の実施例を示す直流真空遮断器の回路図
であり、図３と同じ回路要素には同じ符号を付け、ま
た、図３と基本的に同じ機能のものには添字Ａを付けて
共通な事項に対する詳しい説明を省く。この図におい
て、真空バルブ１Ａの可動接点１１Ａの表面にバーコー
ドのような白黒の縞模様からなる明暗模様８１を設け、
これに光センサ８の符号を付さない発光器から光をあて
てその反射光を符号を付さない受光器で受けて電気信号
に変換した上で制御装置７Ａに入力する。可動接点１１
Ａが静止しているときには光センサ８の出力信号Ｓ3 は
時間的な変化がなく、可動接点１１Ａが動くと出力信号
Ｓ3 は繰り返しパルスの波形となる。したがって、この
ような信号が入力された制御装置７Ａに入力信号の変化
を検知する機能を設けてその検知信号によって転流スイ
ッチ６を開極させる信号Ｓ2 を生成し出力すればよい。
入力信号の変化を検知し転流スイッチ６の開極信号を生
成するための電子回路は種々のものがあるが、いずれに
しても現在の電子回路技術で容易に実現できる程度のも
のなので詳しい説明を省略する。
【００１７】図２は図１の直流真空遮断器の遮断動作時
の電流などの時間変化を示す波形図であり、図４と同じ
ものについては詳しい説明を省略する。この図におい
て、真空バルブ１Ａの開極動作は、図４に説明したよう
に、電磁力が接触力を越えた時点ｔ3 で開始される筈で
あるが、実際に前述のように機械的な遊びや摩擦などが
あるために時間τ1 だけ遅れる。この時間τ1 は前述の
ようにばらつきや経年変化があって一定ではない。時間
τ1 だけ時間が経過した後の時点ｔ4 で真空バルブ１Ａ
の開極が開始するとこれが前述の光センサ８で検出され
て信号Ｓ3 が生成され制御装置７Ａに入力され、時間τ
2 だけ遅れた時点ｔ5 に立ち上がる転流スイッチ６の開
極信号Ｓ2 が出力される。実際には真空バルブ１Ａが開
極を開始する時点ｔ4 に対して光センサ８の出力信号に
よって開極の開始が検出される時点には遅れがあるがこ
こでは無視している。
の電流などの時間変化を示す波形図であり、図４と同じ
ものについては詳しい説明を省略する。この図におい
て、真空バルブ１Ａの開極動作は、図４に説明したよう
に、電磁力が接触力を越えた時点ｔ3 で開始される筈で
あるが、実際に前述のように機械的な遊びや摩擦などが
あるために時間τ1 だけ遅れる。この時間τ1 は前述の
ようにばらつきや経年変化があって一定ではない。時間
τ1 だけ時間が経過した後の時点ｔ4 で真空バルブ１Ａ
の開極が開始するとこれが前述の光センサ８で検出され
て信号Ｓ3 が生成され制御装置７Ａに入力され、時間τ
2 だけ遅れた時点ｔ5 に立ち上がる転流スイッチ６の開
極信号Ｓ2 が出力される。実際には真空バルブ１Ａが開
極を開始する時点ｔ4 に対して光センサ８の出力信号に
よって開極の開始が検出される時点には遅れがあるがこ
こでは無視している。
【００１８】転流スイッチ６は半導体スイッチで構成さ
れるがその動作は真空バルブ１Ａのような機械的接点の
ものに比べてはるかに高速なので、閉極信号Ｓ2 が転流
スイッチ６に入力されると殆ど時間遅れなしに閉極する
としてよい。時点ｔ5 で転流スイッチ６が閉極すること
によって転流電圧Ｉt が流れ始め、時点ｔ6 で真空バル
ブ１Ａに流れる電圧ＩV に零点が生じるが、この時点で
は真空バルブ１Ａの極間距離は充分に大きくなっている
ので、結局最初の零点が生ずる時点ｔ6 で真空バルブ１
Ａによる電流遮断が完了する。以下の直流真空遮断器と
しての動作は前述の動作と同じなので説明を省略する。
れるがその動作は真空バルブ１Ａのような機械的接点の
ものに比べてはるかに高速なので、閉極信号Ｓ2 が転流
スイッチ６に入力されると殆ど時間遅れなしに閉極する
としてよい。時点ｔ5 で転流スイッチ６が閉極すること
によって転流電圧Ｉt が流れ始め、時点ｔ6 で真空バル
ブ１Ａに流れる電圧ＩV に零点が生じるが、この時点で
は真空バルブ１Ａの極間距離は充分に大きくなっている
ので、結局最初の零点が生ずる時点ｔ6 で真空バルブ１
Ａによる電流遮断が完了する。以下の直流真空遮断器と
しての動作は前述の動作と同じなので説明を省略する。
【００１９】時間τ2 は電流ＩV の最初の零点が生ずる
時点ｔ6 で真空バルブ１Ａが充分極間距離を確保してい
るように設定するものであり、この時間遅れτ2 を設け
ないと時点ｔ6 が早くなって真空バルブ１Ａが充分開極
していない時点になって２回目の零点で電流遮断が完了
することになりかえって真空バルブ１Ａの開極から電流
遮断までの時間が長くなるからである。
時点ｔ6 で真空バルブ１Ａが充分極間距離を確保してい
るように設定するものであり、この時間遅れτ2 を設け
ないと時点ｔ6 が早くなって真空バルブ１Ａが充分開極
していない時点になって２回目の零点で電流遮断が完了
することになりかえって真空バルブ１Ａの開極から電流
遮断までの時間が長くなるからである。
【００２０】図１において、可動接点１１Ａの操作棒に
設ける明暗模様８１を白黒が交互に配置されたバーコー
ド様のものとしたが、これに代えて図の右側を黒、左側
を白に色分けし真空バルブ１Ａが閉極状態では黒の位置
で反射するようにしておき可動接点１１Ａが移動すると
きに境界線を越えて黒から白に移るように設定しておい
てもよい。この場合には、黒から白に移ることによって
光センサの出力信号がLow から High に変化するのでそ
の時点を図２の時点ｔ4 とする。更には、可動接点１１
Ａの操作棒の円筒面に光をあてて検出するのではなく、
操作棒の右端面に図の右側から光をあてて移動距離を計
測する光距離計を設け、これで計測される距離が変化し
たことを検出する構成を採用することも可能である。こ
のような構成の場合でも、可動接点１１Ａが動き始める
瞬間の時点を検出する必要はなく、少し遅れた時点又は
位置を検出すればよい。
設ける明暗模様８１を白黒が交互に配置されたバーコー
ド様のものとしたが、これに代えて図の右側を黒、左側
を白に色分けし真空バルブ１Ａが閉極状態では黒の位置
で反射するようにしておき可動接点１１Ａが移動すると
きに境界線を越えて黒から白に移るように設定しておい
てもよい。この場合には、黒から白に移ることによって
光センサの出力信号がLow から High に変化するのでそ
の時点を図２の時点ｔ4 とする。更には、可動接点１１
Ａの操作棒の円筒面に光をあてて検出するのではなく、
操作棒の右端面に図の右側から光をあてて移動距離を計
測する光距離計を設け、これで計測される距離が変化し
たことを検出する構成を採用することも可能である。こ
のような構成の場合でも、可動接点１１Ａが動き始める
瞬間の時点を検出する必要はなく、少し遅れた時点又は
位置を検出すればよい。
【００２１】以上のような構成を採用すると、単に直流
真空遮断器の遮断動作が確実になるばかりではなく、万
一真空バルブ１Ａが何らかの理由で開極動作をしなかっ
た場合に過電流検出器７１によって検出されて遮断指令
が出された時点ｔ2 から所定の時間経過しても光センサ
から開極したことの信号が発せられないので、真空バル
ブ１Ａに異常あるとして適切な処置を講ずる機能を制御
装置７Ａに設けることも容易である。
真空遮断器の遮断動作が確実になるばかりではなく、万
一真空バルブ１Ａが何らかの理由で開極動作をしなかっ
た場合に過電流検出器７１によって検出されて遮断指令
が出された時点ｔ2 から所定の時間経過しても光センサ
から開極したことの信号が発せられないので、真空バル
ブ１Ａに異常あるとして適切な処置を講ずる機能を制御
装置７Ａに設けることも容易である。
【００２２】
【発明の効果】この発明は前述のように、開極検出手段
を設けてこれによって真空バルブの開極が開始したこと
を検出しその出力信号を制御装置に入力する。制御装置
はこの入力信号を基に転流スイッチの閉極指令信号を生
成して転流スイッチを閉極させて転流電流を流す。これ
によって、転流電流の流れ始めは真空バルブの開極開始
の時点から後の時点になるので、真空バルブが充分開極
してからこれに流れる電流の零点が来るようにすること
ができる。したがって、真空バルブの遮断遅れ又は遮断
失敗の可能性がなくなり信頼性の高い直流真空遮断器に
なるという効果が得られる。
を設けてこれによって真空バルブの開極が開始したこと
を検出しその出力信号を制御装置に入力する。制御装置
はこの入力信号を基に転流スイッチの閉極指令信号を生
成して転流スイッチを閉極させて転流電流を流す。これ
によって、転流電流の流れ始めは真空バルブの開極開始
の時点から後の時点になるので、真空バルブが充分開極
してからこれに流れる電流の零点が来るようにすること
ができる。したがって、真空バルブの遮断遅れ又は遮断
失敗の可能性がなくなり信頼性の高い直流真空遮断器に
なるという効果が得られる。
【００２３】また、開極検出手段を、真空バルブの可動
接点に設けた明暗模様とこれを読み取る光センサで構成
することによって、非接触かつ高速な開極検出手段が得
られる。また、が制御装置に入力されて出力する転流ス
イッチの閉極指令信号を開極検出手段の出力信号に対し
て所定の時間遅らせることによって、真空バルブの極間
隔が充分開いた後に最初の零点が生ずるようにして真空
バルブの開極時点から遮断完了時点までの時間を短くす
ることによって真空バルブの接点の消耗が低減されると
いう効果がえられる。
接点に設けた明暗模様とこれを読み取る光センサで構成
することによって、非接触かつ高速な開極検出手段が得
られる。また、が制御装置に入力されて出力する転流ス
イッチの閉極指令信号を開極検出手段の出力信号に対し
て所定の時間遅らせることによって、真空バルブの極間
隔が充分開いた後に最初の零点が生ずるようにして真空
バルブの開極時点から遮断完了時点までの時間を短くす
ることによって真空バルブの接点の消耗が低減されると
いう効果がえられる。
【図１】この発明の実施例を示す直流真空遮断器の回路
図
図
【図２】図１の直流真空遮断器の断動作時の電流などの
時間変化を示す波形図
時間変化を示す波形図
【図３】従来の直流真空遮断器の回路図
【図４】図３の直流真空遮断器の遮断動作時の電流など
の時間変化を示す波形図
の時間変化を示す波形図
１ 真空バルブ １１Ａ 可動接点 １２ 固定接点 １０ 転流回路 ３ 転流コンデンサ ４ 転流リアクトル ５ 転流電源 ６ 転流スイッチ ２０ 反発回路 ７Ａ 制御装置 ７１ 過電流検出器 ８ 光センサ（開極検出手段） ８１ 明暗模様
Claims (3)
- 【請求項１】主回路電流を流す真空バルブ、この真空バ
ルブの可動接点を駆動する反発回路、前記真空バルブに
並列接続されてこの真空バルブの開極動作時に主回路電
流に重畳させる交流電流を生成する転流回路、及びこれ
らを制御する制御装置からなり、前記転流回路が、転流
電源、この転流電源に並列接続された転流コンデンサ及
びこの並列回路に直列に接続される転流リアクトルと転
流スイッチとからなる直流真空遮断器において、前記真
空バルブの開極の開始を検出し出力する開極検出手段を
備え、この開極検出手段の出力信号を基に前記制御装置
が前記転流スイッチの閉極指令信号を生成し出力するこ
とを特徴とする直流真空遮断器。 - 【請求項２】開極検出手段が、真空バルブの可動接点に
設けた明暗模様とこれを読み取る光センサからなること
を特徴とする請求項１記載の直流真空遮断器。 - 【請求項３】制御装置が、開極検出手段の出力信号に対
して転流スイッチの閉極指令信号を所定の時間遅らせて
なることを特徴とする請求項１又は２記載の直流真空遮
断器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP364293A JPH06215669A (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 直流真空遮断器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP364293A JPH06215669A (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 直流真空遮断器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06215669A true JPH06215669A (ja) | 1994-08-05 |
Family
ID=11563140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP364293A Pending JPH06215669A (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 直流真空遮断器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06215669A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010048785A1 (zh) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | 国网武汉高压研究院 | 一种高压、超高压大电流断路器 |
| JP2011175925A (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Toshiba Corp | 直流遮断器 |
| JP2011233517A (ja) * | 2010-04-23 | 2011-11-17 | Lsis Co Ltd | ハイブリッド限流器 |
| JP2018538677A (ja) * | 2015-12-28 | 2018-12-27 | サイブレーク アーベーＳｃｉｂｒｅａｋ Ａｂ | 電流を遮断する装置、システム及び方法 |
| JP2019519902A (ja) * | 2016-06-30 | 2019-07-11 | メルセン フランス エスベー ソシエテ パ アクシオンス シンプリフィエ | 半導体遮断装置 |
| KR20200100402A (ko) * | 2019-02-18 | 2020-08-26 | 엘에스일렉트릭(주) | 진공차단기용 접점 감시 장치 및 이를 갖는 진공차단기 |
| KR20200100421A (ko) * | 2019-02-18 | 2020-08-26 | 엘에스일렉트릭(주) | 진공차단기용 접점 감시 장치 및 이를 갖는 진공차단기 |
| WO2020171328A1 (ko) * | 2019-02-18 | 2020-08-27 | 엘에스일렉트릭(주) | 진공차단기용 접점 감시 장치 및 이를 포함하는 진공차단기 |
| WO2020204397A1 (ko) * | 2019-04-05 | 2020-10-08 | 엘에스일렉트릭(주) | 진공차단기용 접점 감시 장치 및 그에 따른 보정 방법 |
| KR20200117711A (ko) * | 2019-04-05 | 2020-10-14 | 엘에스일렉트릭(주) | 진공차단기용 접점 감시 장치 및 이를 갖는 진공차단기 |
| KR20200117707A (ko) * | 2019-04-05 | 2020-10-14 | 엘에스일렉트릭(주) | 진공차단기용 접점 감시 장치 및 그에 따른 보정 방법 |
| KR20200117699A (ko) * | 2019-04-05 | 2020-10-14 | 엘에스일렉트릭(주) | 진공차단기용 접점 감시 장치 및 그에 따른 보정 방법 |
| KR20200118576A (ko) * | 2019-04-08 | 2020-10-16 | 엘에스일렉트릭(주) | 진공차단기의 동작 감지 장치 및 이를 갖는 진공차단기 |
| WO2021201537A1 (ko) * | 2020-04-03 | 2021-10-07 | 엘에스일렉트릭(주) | 전력 기기용 인입출 위치 검출 장치 및 이를 갖는 인입출 모니터링 시스템 |
| US20220139651A1 (en) * | 2019-02-18 | 2022-05-05 | Ls Electric Co., Ltd. | Motion sensing device for vacuum circuit breaker and vacuum circuit breaker comprising same |
-
1993
- 1993-01-13 JP JP364293A patent/JPH06215669A/ja active Pending
Cited By (27)
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| US20220139651A1 (en) * | 2019-02-18 | 2022-05-05 | Ls Electric Co., Ltd. | Motion sensing device for vacuum circuit breaker and vacuum circuit breaker comprising same |
| CN113439318A (zh) * | 2019-02-18 | 2021-09-24 | Ls电气株式会社 | 真空断路器用触头监测装置及包括该装置的真空断路器 |
| WO2020171328A1 (ko) * | 2019-02-18 | 2020-08-27 | 엘에스일렉트릭(주) | 진공차단기용 접점 감시 장치 및 이를 포함하는 진공차단기 |
| US11875954B2 (en) * | 2019-02-18 | 2024-01-16 | Ls Electric Co., Ltd. | Motion sensing device for vacuum circuit breaker and vacuum circuit breaker comprising same |
| US11875956B2 (en) | 2019-02-18 | 2024-01-16 | Ls Electric Co., Ltd. | Contact point monitoring device for vacuum circuit breaker, and vacuum circuit breaker comprising same |
| KR20200100402A (ko) * | 2019-02-18 | 2020-08-26 | 엘에스일렉트릭(주) | 진공차단기용 접점 감시 장치 및 이를 갖는 진공차단기 |
| KR20200100421A (ko) * | 2019-02-18 | 2020-08-26 | 엘에스일렉트릭(주) | 진공차단기용 접점 감시 장치 및 이를 갖는 진공차단기 |
| JP2022520272A (ja) * | 2019-02-18 | 2022-03-29 | エルエス、エレクトリック、カンパニー、リミテッド | 真空遮断器用接点監視装置、及びこれを含む真空遮断器 |
| KR20200117699A (ko) * | 2019-04-05 | 2020-10-14 | 엘에스일렉트릭(주) | 진공차단기용 접점 감시 장치 및 그에 따른 보정 방법 |
| KR20200117711A (ko) * | 2019-04-05 | 2020-10-14 | 엘에스일렉트릭(주) | 진공차단기용 접점 감시 장치 및 이를 갖는 진공차단기 |
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