JPH0737471A - 転流式直流遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主接点と瞬接スイッチとの動作タイミングを
合わせるのが容易で、安定した遮断性能を有する転流式
直流遮断器を提供する。 【構成】 主接点１の可動電極１Ｂに連結したショ−ト
リング７に近接して電磁反発コイル５を設け、この電磁
反発コイル５を転流回路６に接続し、転流回路６の瞬接
スイッチ３を閉路することによって流れるコンデンサ４
の放電電流Ｉ２により電磁反発コイル５を励磁して、主
接点１を開極する操作力を得ると共に主接点１に主回路
電流Ｉ１と逆向きの放電電流Ｉ２を供給して主回路電流
Ｉ１に電流零点を作るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直列接続した瞬接スイ
ッチとコンデンサとを主接点と電気的並列に接続して成
る転流式直流遮断器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の転流式直流遮断器として、特開昭
５４−１４０１７６号公報に記載のものが知られ、これ
を図４に示している。直列接続した瞬接スイッチＳ２と
コンデンサＣ１およびリアクトルＬ１とを、主接点Ｓ１
と電気的並列に接続して構成しており、電流遮断時に
は、先ず主接点Ｓ１を開極し、主接点Ｓ１の開極直後に
瞬時スイッチＳ２を閉路して、主回路電流Ｉ１と逆向き
のコンデンサＣ１の放電々流Ｉ２を主接点Ｓ１に流し、
これによって主回路電流Ｉ１に強制点に電流零点を作
り、主接点Ｓ１で電流遮断を行なうようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように転流式
直流遮断器においては、コンデンサＣ１の放電々流Ｉ２
を流して、主接点Ｓ１を流れる主回路電流Ｉ１に電流零
点を作るようにしているが、コンデンサＣ１の放電時間
は短かいため、主接点Ｓ１の開極と瞬接スイッチＳ２の
閉路のタイミングが合わなければ、遮断不能となってし
まう。例えば、図２に示すように時刻Ｔ１で事故が発生
したのを検出して主接点Ｓ１を開極し、その後の時刻Ｔ
２に瞬時スイッチＳ２をＡの如く閉路すると、電流零点
が発生しても主接点Ｓ１の電極間ギャップが絶縁回復に
必要な寸法だけ開いていないため耐圧できずに遮断不能
となってしまう。一方、時刻Ｔ３に瞬時スイッチＳ２を
Ｂの如く閉路すると、瞬接スイッチＳ２の閉路のタイミ
ングが遅く、コンデンサの放電々流値に対して主回路の
電流値が大きくなっていて電流零点を作れなくなってし
まう。前者のタイミングにおいても良好な遮断性能を得
るには、例えば主接点Ｓ１を構成する真空バルブの真空
度を高めれば良いが、反面、真空バルブの寿命が問題と
なり、また後者のタイミングにおいても良好な遮断性能
を得るには、例えば転流コンデンサＣ１の容量を大きく
すれば良いが、転流コンデンサが大型化してしまう。

【０００４】従って、主接点Ｓ１と瞬接スイッチＳ２と
の動作タイミングを所定の関係に調整する必要がある。
しかしながら、上述した従来の転流式直流遮断器におい
ては、主接点Ｓ１を開極する操作力を発生する駆動装置
と、瞬時スイッチＳ２を閉路する操作力を発生する駆動
装置とをそれぞれ別々に構成していたため、それぞれの
駆動装置の電気系統における動作時間のばらつきは無視
できる程度に抑えることができるのに対し、それぞれの
駆動装置の機械系統における動作時間のばらつきは大き
く、結局、主接点Ｓ１と瞬接スイッチＳ２との動作タイ
ミングを所定の関係に調整するのが難しかった。

【０００５】本発明の目的は、主接点と瞬接スイッチと
の動作タイミングを合わせるのが容易で、安定した遮断
性能を有する転流式直流遮断器を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、瞬時スイッチおよびコンデンサを直列に接
続した転流回路を直流主回路の主接点に並列に接続し、
主接点の可動電極に連結した電磁反発体に電磁反発力を
与えて開極するようにし、上記コンデンサの放電電流を
上記主接点に供給して上記直流主回路の主回路電流に電
流零点を作るようにした転流式直流遮断器において、上
記電磁反発体に対向して電磁反発コイルを設け、この電
磁反発コイルを上記瞬時スイッチおよび上記コンデンサ
と直列に接続したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明による転流式直流遮断器は、上述したよ
うに瞬接スイッチ、コンデンサおよび電磁反発コイルを
直列に接続したため、瞬接スイッチに閉路指令を与える
ことによって、コンデンサの放電々流により電磁反発コ
イルを励磁して主接点を開極することができるから、主
接点と瞬接スイッチとの動作タイミングを合わせるのが
容易で、また瞬時スイッチと主接点をほぼ一定の関係で
同期させて安定した遮断性能を得ることができる。

【０００８】

【実施例】以下本発明の実施例を図面によって説明す
る。

【０００９】図１は本発明の一実施例による転流式直流
遮断器の概略構成図で、直流主回路２に転流回路６を電
気的並列に接続して構成されている。直流主回路２に設
けられた主接点１は固定電極１Ａと可動電極１Ｂを有す
る真空バルブであり、可動電極１Ｂにはショートリング
７等の電磁反発体が連結され、このショートリング７の
主接点１側には電磁反発コイル５が電気的に絶縁された
状態で近接して配置されている。転流回路６は、瞬接ス
イッチ３、コンデンサ４および電磁反発コイル５を電気
的直列に接続して構成されている。

【００１０】次に、上述した構成の転流式直流遮断器に
おける電流遮断について図１および図３を用いて説明す
る。先ず、図３に示すように時刻Ｔ１で事故発生が検出
されると、時刻Ｔ２で瞬接スイッチ３を閉路する。する
と、図１に示した瞬接スイッチ３……コンデンサ４……
電磁反発コイル５……主接点１……瞬接スイッチ３の閉
回路が形成されてコンデンサ４が放電する。コンデンサ
４の放電々流Ι２は電磁反発コイル５を励磁してショー
トリング７との間に電磁反発力を発生させ、これにより
主接点１の可動電極１Ｂは開極を開始すると共に、先の
放電々流Ι２は開極した主接点１に対して主回路電流Ι
１と逆方向に流れて強制的に電流零点を作り、電流遮断
が行なわれる。

【００１１】このとき、主接点１の開極に直流主回路２
に接続したコンデンサ４を利用しているため、大きな電
磁反発力を得ることができ、この大きな電磁反発力によ
って瞬接スイッチ３が閉路してから主接点１が開極する
までの動作にばらつきが発生するのが防止される。つま
り従来の構成においては、主接点１と瞬接スイッチ３に
は操作用電源に接続したコンデンサをそれぞれ利用して
いたため、電源の違いによって大きな駆動力を期待する
ことができず、機械系における動作ばらつきが主接点１
と瞬接スイッチ３の動作タイミングのばらつきとなって
いたが、上述したように直流主回路２に接続したコンデ
ンサ４を利用して大きな電磁反発力を得ているため、機
械系における動作タイミングのばらつきは殆ど無視され
るようになる。従って、瞬接スイッチ３が閉路してから
主接点１が開極するまでの時間は常にほぼ一定となる。
またコンデンサ４と電磁反発コイル５のインダクタンス
分によって決まる放電々流Ι２の周波数特性も一定であ
るから、主接点１の開極と主回路電流Ι１の電流零点の
関係も常にほぼ一定となり、安定した遮断性能を得るこ
とができる。また図３に示すように、主接点１の開極に
先行してコンデンサ４の放電々流Ι２を主接点１に供給
するため、主接点１が開極するときそこを流れる主回路
電流Ι１はすでに減衰しており、主接点１の開極に伴っ
て発生するア−クによる電極１Ａ，１Ｂの消耗は抑制さ
れる。

【００１２】さらに従来の構成においては、図４に示し
たように電磁反発コイル５とは別に専用のリアクトルＬ
１を用いて放電々流Ι２の周波数特性を決めていたが、
このリアクトルＬ１は図１に示す電磁反発コイル５のよ
うに主接点１の近傍に配置するものではなく、むしろ配
電盤内の残余空間に配置するものであったため、その両
端を主接点１とコンデンサ４とに電気的に接続するため
に用いる導体の長さは増大し、その分だけ回路抵抗も増
加して放電々流Ι２を抑えてしまっていた。しかし本実
施例においては、図１に示すように電磁反発コイル５を
放電々流Ι２の周波数特性を決めるリアクトルＬ１とし
て兼用し、しかも、この電磁反発コイル５は主接点１の
可動電極１Ｂの近傍に配置されるものであり、その電気
的な接続のために用いる導体の長さは従来の場合よりも
短縮され、その分だけ回路抵抗も減少して放電々流Ι２
を大きくして、電流零点を容易に得ることができる。
尚、上述の実施例では従来のリアクトルＬ１と電磁反発
コイル５のインダクタンス分を合わせたが、リアクトル
Ｌ１を、電磁反発コイル５としての操作力発生用と放電
々流Ι２の周波数特性調整用とに分割して配置しても良
い。

【００１３】図５は上述した転流式直流遮断器のより詳
細な回路図を示している。

【００１４】直流主回路２に設けた主接点１や、直流主
回路２に電気的並列に接続した転流回路６の瞬接スイッ
チ３およびコンデンサ４等から成る基本的な構成は、図
１と同じである。瞬接スイッチ３は、固定電極３Ａと可
動電極３Ｂを有する真空バルブによって構成され、可動
電極３Ｂにはショートリング８等の電磁反発体が連結さ
れ、このショートリング８に対向して電気的に絶縁され
た状態で電磁反発コイル９が配置されている。電磁反発
コイル９には低圧コンデンサ１３とサイリスタ１４とが
接続され、また直流主回路２に設けた電流検出部１１に
は制御装置１２が接続され、この制御装置１２によって
サイリスタ１４が点弧されるように成されて瞬接スイッ
チ３の駆動装置１０が構成されている。

【００１５】今、電流検出部１１が事故電流を検出する
と、これを制御装置１２で取り込み遮断指令として駆動
装置１０に閉路動作信号を与える。すると、サイリスタ
１４が点弧されて電磁反発コイル９が励磁されてショー
トリング８との間に閉路操作力となる電磁反発力を発生
させる。この電磁反発力によってショートリング８が駆
動され固定電極３Ａと可動電極３Ｂ間が接触して瞬接ス
イッチ３が閉路され、コンデンサ４……電磁反発コイル
５……主接点１……瞬接スイッチ３の閉回路が形成さ
れ、コンデンサ４が放電して放電々流Ｉ２を電磁反発コ
イル５と主接点１に供給し、上述したように電流遮断が
なされる。この説明から分かるように、瞬接スイッチ３
は低圧コンデンサ１３とサイリスタ１４等から成る駆動
装置１０が必要であるのに対し、主接点１は同様に構成
した専用の駆動装置を必要としないため、制御装置１２
は瞬接スイッチ３の電磁反発コイル９の駆動装置１０の
みを制御すれば良くその構成を単純化することができ
る。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の転流式直流
遮断器によれば、主接点の駆動用の電磁反発コイルを瞬
接スイッチおよびコンデンサから成る転流回路に接続し
て、コンデンサの放電々流により励磁して主接点の操作
力を得るようにしたため、瞬接スイッチの閉路後に主接
点を開極させるタイミングを常にほぼ一定にして安定し
た遮断性能を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による転流式直流遮断器の要
部を示す概略構成図である。

【図２】従来の転流式直流遮断器における主接点と瞬接
スイッチの動作順序とタイミングを示す波形図である。

【図３】図１に示した転流式直流遮断器における主接点
と瞬接スイッチの動作順序とタイミングを示す波形図で
ある。

【図４】従来の転流式直流遮断器の回路図である。

【図５】本発明の一実施例による転流式直流遮断器の詳
細を示す回路構成図である。

【符号の説明】

１ 主接点 ２ 直流主回路 ３ 瞬接スイッチ ４ コンデンサ ５ 電磁反発コイル ７ ショートリング １０ 駆動装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大出 進一 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 瞬時スイッチおよびコンデンサを直列に
   接続した転流回路を直流主回路の主接点に並列に接続
   し、主接点の可動電極に連結した電磁反発体に電磁反発
   力を与えて開極するようにし、上記コンデンサの放電電
   流を上記主接点に供給して上記直流主回路の主回路電流
   に電流零点を作るようにした転流式直流遮断器におい
   て、上記電磁反発体に対向して電磁反発コイルを設け、
   この電磁反発コイルを上記瞬時スイッチおよび上記コン
   デンサと直列に接続したことを特徴とする転流式直流遮
   断器。
2. 【請求項２】 請求項１記載のものにおいて、上記瞬時
   スイッチに、遮断指令によって閉路操作する駆動装置を
   設けたことを特徴とする転流式直流遮断器。
3. 【請求項３】 瞬時スイッチ、リアクトルおよびコンデ
   ンサを直列に接続した転流回路を直流主回路の主接点に
   並列に接続し、主接点の可動電極に連結した電磁反発体
   に電磁反発力を与えて開極するようにし、上記コンデン
   サの放電電流を上記主接点に供給して上記直流主回路の
   主回路電流に電流零点を作るようにした転流式直流遮断
   器において、上記リアクトルを兼用した電磁反発コイル
   を上記電磁反発体に対向して設け、この電磁反発コイル
   を上記瞬時スイッチおよび上記コンデンサと直列に接続
   したことを特徴とする転流式直流遮断器。