JPH07105793A

JPH07105793A - 直流送電用バイパススイッチ

Info

Publication number: JPH07105793A
Application number: JP5253058A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Kondo; 勝之近藤; Hisatoshi Ikeda; 久利池田; Kozo Matsushita; 耕三松下
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-10-08
Filing date: 1993-10-08
Publication date: 1995-04-21

Abstract

(57)【要約】【目的】高いアーク電圧をコンパクトな構成で実現す
る直流送電用バイパススイッチを提供する。【構成】３つの遮断部２ａ，２ｂ，２ｃが直列に接続
され多点切り構造となっているので、アーク電圧は一遮
断点の場合の約３倍となる。この結果、転流が速やかに
行われる。また、各遮断部２ａ，２ｂ，２ｃは、円筒状
のタンク１内に、各遮断部２ａ，２ｂ，２ｃの長手方向
がタンクの中心軸と平行になるように、かつ、３つの中
心軸が三角形の各頂点を構成するようにタンク１内に配
設されているので、バイパススイッチはコンパクトにな
り、設置面積が縮小される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高電圧の直流送電設備
に用いられるバイパススイッチの改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】電力需要の都市部への集中が進む一方、
都市部では発電所などの電源の建設が困難になってきて
いる。この為、近年では、長距離の大容量送電系統を整
備して電力を広域で運用し、電力供給の効率化を図って
いる。このような広域運用では潮流制御が複雑になるの
で、系統の安定性の確保が課題となる。このような課題
を解決するためには、直流系統の導入が一般的である。

【０００３】直流系統では、長距離を直流で送電する直
流送電、海底ケーブルなどを用いる場合に静電容量が過
度に大きくなるのを避けるための直流送電、系統を分割
する直流連携、あるいは異周波間を繋ぐ周波数変換など
が用いられる。これらは、一般には、多端子網の系統で
はないので、事故発生などの場合には系統全体を停止す
ることになり、遮断器は必要ではない。これに対して、
系統の停止・運転時にサイリスタバルブをバイパスする
目的でバイパススイッチが用いられる。すなわち、バイ
パススイッチは、高電圧の直流電力系統の変換所に用い
られ、サイリスタバルブをインバータ運転からコンバー
タ運転に転換する場合、あるいはその逆を行う場合に、
一旦電流をバイパスし、サイリスタバルブが転換した後
に遮断動作を行うものである。

【０００４】ここで、バイパススイッチが使用される双
極性直流送電系統の一例を図５（回路図）に、また、こ
のような系統に用いられるバイパススイッチの動作推移
を図６（グラフ）に示す。この系統では、変換器ユニッ
ト２１ａの停止状態において、バイパススイッチ２２ａ
を閉じることによって変換器ユニット２１ａに対してバ
イパスが行われている。この状態から変換器ユニット２
１ａを起動する場合、バイパススイッチ２２ａを開極
し、運転を開始した変換器ユニット２１ａに電流を転流
する。このとき、変換器ユニット２１ａではサイリスタ
の順方向電圧降下が生じるので、バイパススイッチ２２
ａのアーク電圧で電流を転流することになる。したがっ
て、転流を速やかに行うにはバイパススイッチのアーク
電圧を高くすることが必要である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、高電圧の系
統をコンパクト化するためには、絶縁性能に優れたＳＦ
₆ガスを機器絶縁に用いることが有効であり、バイパス
スイッチとしても、ＳＦ₆ガス絶縁の開閉器が用いられ
る。このようなＳＦ₆ガス絶縁の開閉器としてはパッフ
ァ形など、ガス吹き付けのガス遮断器が最も一般的であ
る。そして、ガス遮断器におけるアークについて、定常
状態でのアーク電圧はアークの長さに依存するが、他の
条件ではアーク電圧はほとんど変化しない。このため、
アーク電圧を高くするためには、ガス遮断器の遮断部に
おける接触子間距離を長くするか、接点数を多くするか
が最も効果的な方法と考えられる。

【０００６】しかしながら、接触子間距離を増大させる
と機械的な複雑さが増大して信頼性が低下する可能性が
あり、また、接点数を多くすると機器が大型化するとい
う問題がある。

【０００７】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたもので、その目的は、高い
アーク電圧をコンパクトな構成で実現する直流送電用バ
イパススイッチを提供することである。また、本発明の
他の目的は、高いアーク電圧を単純な構成で実現する直
流送電用バイパススイッチを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、請求項１の直流送電用バイパススイッチは、円筒状
の金属タンクと、前記タンク内に設けられた３つの遮断
部と、を有し、前記各遮断部は、直列に接続され、各遮
断部の中心軸がタンクの中心軸と平行でかつ三角形の各
頂点を構成するように配設されたことを特徴とする。

【０００９】また、請求項２の発明は、請求項１記載の
直流送電用バイパススイッチにおいて、前記各遮断部は
同一の方向から駆動されるように構成されたことを特徴
とする。

【００１０】

【作用】上記のような構成を有する本発明は、次のよう
な作用を有する。すなわち、請求項１のバイパススイッ
チでは、３つの各遮断部が直列に接続されており、か
つ、動作時には各遮断部の接触子でそれぞれアークが発
生する。このため、バイパススイッチ全体ではアーク電
圧が一遮断点の場合の約３倍となり、サイリスタバルブ
への電流の転流が速やかに行われる。

【００１１】そして、３つの各遮断部は、円筒状のタン
ク内に、各遮断部の長手方向である中心軸がタンクの中
心軸と平行になり、かつ、三角形の各頂点を構成するよ
うにタンク内に配設されているので、バイパススイッチ
がコンパクトになる。

【００１２】また、請求項２のバイパススイッチでは、
全ての遮断部が同一方向から駆動されるので、バイパス
スイッチの構成が単純になり、機械的な信頼性向上がは
かられる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の直流送電用バイパススイッチ
の複数の実施例について、図面にしたがって具体的に説
明する。なお、本実施例の目的は、高いアーク電圧をコ
ンパクトな構成で実現する直流送電用バイパススイッチ
を提供することである。また、本実施例の他の目的は、
高いアーク電圧を単純な構成で実現する直流送電用バイ
パススイッチを提供することである。

【００１４】（１）第１実施例第１実施例は、３つの遮断部を直列に接続した３点切り
の直流送電用バイパススイッチ（以下「本装置」とい
う）であり、図１は本装置の平面断面図、図２は同装置
を正面から見た構造を示す断面図である。

【００１５】すなわち、本装置は、図１に示すように、
円筒状の金属タンク１と、このタンク内に設けられた３
つのパッファ形の遮断部２ａ，２ｂ，２ｃとを有する。
これら各遮断部２ａ，２ｂ，２ｃは、中心軸が、タンク
１の中心軸方向である鉛直方法に平行となるように、か
つ、正三角形の各頂点を構成するように配設されてい
る。また、図２に示すように、遮断部２ａ，２ｂ，２ｃ
はそれぞれ支持絶縁筒３ａ，３ｂ，３ｃによってタンク
１内に支持固定されている。

【００１６】また、各遮断部２ａ，２ｂ，２ｃは、可動
部４と固定部５とを有し、可動部４に設けられる接触子
４１、４２と、固定部５に設けられる接触子５１、５２
は、それぞれ、一対で電気的接点を構成する。また、可
動部４は、パッファシリンダ４３を有し、このパッファ
シリンダ４３は、各支持絶縁筒３に支持されたパッファ
ピストン３１と共に、パッファガスの圧縮室６を構成す
る。なお、遮断部２ａ，２ｂ，２ｃの各可動部４は、そ
れぞれ、絶縁棒７ａ，７ｂ，７ｃを介して図示しない外
部の操作機構に接続されている。

【００１７】また、遮断部２ａの上側端子、および、遮
断部２ｃの下側端子には、タンク１外部への口出し導体
８ａ，８ｂが接続され、これら導体８ａ，８ｂは、それ
ぞれ、絶縁スペーサ９ａ，９ｂでタンクフランジ１０
ａ，１０ｂに支持される。また、遮断部２ａの下側端子
と遮断部２ｂの上側端子、及び、遮断部２ｂの下側端子
と遮断部２ｃの上側端子はそれぞれ導体８ｃ，８ｄによ
って電気的に接続されている。

【００１８】上記のような構成を有する第１実施例で
は、バイパススイッチからサイリスタバルブへ電流を転
流する際（図５）、信号などの指令を受けた前記操作機
構が、絶縁棒７ａ，７ｂ，７ｃを介して各遮断部２ａ，
２ｂ，２ｃそれぞれの可動接触子４１，４２を駆動し、
これによって３つの遮断部２ａ，２ｂ，２ｃの各接触子
間４１，５１間にアークが発生する。このとき、３つの
遮断部２ａ，２ｂ，２ｃが直列に接続され多点切り構造
となっているので、アーク電圧は一遮断点の場合の約３
倍となる。この結果、転流が速やかに行われる。

【００１９】そして、各遮断部２ａ，２ｂ，２ｃは、円
筒状のタンク１内に、各遮断部２ａ，２ｂ，２ｃの長手
方向がタンクの中心軸と平行になるように、かつ、３つ
の中心軸が三角形の各頂点を構成するようにタンク１内
に配設されているので、バイパススイッチはコンパクト
になり、設置面積が縮小される。特に、第１実施例で
は、各遮断部２ａ，２ｂ，２ｃがその中心軸が正三角形
の各頂点を構成するようにタンク１内に配設されている
ので、特にコンパクトなバイパススイッチが実現され
る。

【００２０】また、第１実施例では、全ての遮断部２
ａ，２ｂ，２ｃの接触子４１，４２を一方向から駆動操
作できるので、構成も単純になり、機械的な信頼性向上
がはかられる。

【００２１】また、第１実施例では、過大な電圧が発生
することもない。すなわち、ガス遮断器の一遮断点当た
りの電圧はすでに５５０ｋＶを達成している。したがっ
て、遮断点の極間絶縁の観点からは、±５００ｋＶ直流
送電においても一遮断点で十分と考えることもできる。
しかし、バイパススイッチとしては遮断点相互あるいは
遮断点とタンク１との間の絶縁が十分確保される必要が
ある。第１実施例では、各遮断部２ａ，２ｂ，２ｃでは
必要なアーク電圧の１／３の電圧が生じるが、最大電圧
としても、遮断部２ａの上部と遮断部２ｃの上部、およ
び、遮断部１ｂの下部と遮断部１ｃの下部に、それぞ
れ、必要なアーク電圧の２／３の電圧が生じるに止ま
る。このように、第１実施例では、過大な電圧が発生し
ないので、十分な絶縁が実現される。

【００２２】（２）第２実施例また、図３は、本発明の第２実施例の構成を示す平面断
面図であり、図４は、本発明の第２実施例の構成を示す
正面断面図である。すなわち、第２実施例は、３つの遮
断部２ａ，２ｂ，２ｃが直列に接続されたもので、第１
実施例と略同様の構成を有するが、遮断部２ａと２ｂが
下部で、遮断部２ｂと２ｃが上部でそれぞれ、導体８
ｅ，８ｆによって接続されている点が、第１実施例と異
なる。このような第２実施例では、アークの発生時にお
ける固定接触子５１と可動接触子４１のアーク電圧の極
性が交互に位置することとなるので、過大な電圧の発生
が一層確実に抑止され、絶縁性が一層向上する。

【００２３】（３）他の実施例なお、本発明は、上記各実施例によって限定されるもの
ではなく、その要旨を変更しない範囲で種々変形して実
施し得るものであるから、次のような他の実施例をも包
含するものである。例えば、金属タンクについて、材質
は自由であり、また、形状の「円筒状」とは、完全な円
筒のみならず一部に平面部分を含む略円筒状のものを含
む。また、遮断部はパッファ型には限定されず、他の形
式のガス遮断器などを用いてもよい。

【００２４】また、上記各実施例では、各遮断部の中心
軸が正三角形の各頂点に位置するように配設されている
が、各遮断部は、例えば二等辺三角形の各頂点に位置す
るように配設してもよい。また、各遮断部間の接続構造
も自由に選択することができる。また、タンク及び各遮
断部は水平に配設してもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、高いア
ーク電圧をコンパクトな構成で実現する直流送電用バイ
パススイッチを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の直流送電用バイパススイ
ッチの構成を示す平面断面図。

【図２】本発明の第１実施例の直流送電用バイパススイ
ッチの構成を示す正面断面図。

【図３】本発明の第２実施例の直流送電用バイパススイ
ッチの構成を示す平面断面図。

【図４】本発明の第２実施例の直流送電用バイパススイ
ッチの構成を示す正面断面図。

【図５】本発明及び従来において、バイパススイッチが
使用される双極性直流送電系統の構成の一例を示す回路
図。

【図６】本発明及び従来において、バイパススイッチの
動作推移を示すグラフ。

【符号の説明】

１…タンク２…遮断部３…支持絶縁筒４…可動部５…固定部６…圧縮室７…絶縁棒８…タンク外部への口出し導体９…絶縁スペーサ１０…タンクフランジ２１…交換器ユニット２２…バイパススイッチ３１…パッファピストン４１，４２，５１，５２…接触子４３…パッファシリンダ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状の金属タンクと、前記タンク内に設けられた３つの遮断部と、を有し、前記各遮断部は、直列に接続され、各遮断部の中心軸が
タンクの中心軸と平行でかつ三角形の各頂点を構成する
ように配設されたことを特徴とする直流送電用バイパス
スイッチ。
【請求項２】前記各遮断部は同一の方向から駆動され
るように構成されたことを特徴とする請求項１記載の直
流送電用バイパススイッチ。