JPH0950741A

JPH0950741A - 自励転流式直流遮断装置

Info

Publication number: JPH0950741A
Application number: JP20225595A
Authority: JP
Inventors: Hiromoto Ito; 弘基伊藤; Takashi Moriyama; 貴旨森山; Kenji Kamei; 健次亀井; Suenobu Hamano; 末信浜野; Takeshi Yonezawa; 毅米沢; Naoaki Takeji; 直昭竹治; Koji Takahata; 浩二高畑; Masayuki Hatano; 雅幸畑野
Original assignee: Electric Power Development Co Ltd; Kansai Electric Power Co Inc; Shikoku Electric Power Co Inc; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Electric Power Development Co Ltd; Kansai Electric Power Co Inc; Shikoku Electric Power Co Inc; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-08-08
Filing date: 1995-08-08
Publication date: 1997-02-18

Abstract

(57)【要約】【目的】直流遮断器のアーク電圧に急激な変化を与え
ることで、すみやかにアーク電流を拡大振動させて、直
流を遮断する直流遮断装置を得ることを目的とする。ま
た直流遮断器の転流回路の容量を小さくする。【構成】この自励転流方式直流遮断装置は、主並列コ
ンデンサ３と主並列リアクトル２を有する第１転流回路
の他に、補助コンデンサ６を有する転流回路、または補
助コンデンサ６と補助リアクトルとの直列体を有する転
流回路を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電力系統の直流を通
電遮断する自励転流式直流遮断装置における転流回路の
改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、「平成６年電気学会電力・エネ
ルギー部門大会論文集（論文II）」No．621第824頁，第
825頁に示された一般的な自励転流式直流遮断装置を示
す構成図である。図において、自励転流式直流遮断装置
は、直流遮断器１、転流回路を構成する並列リアクトル
２と並列コンデンサ３、並列コンデンサ３の過電圧を吸
収するために並列コンデンサ３と並列リアクトル２に並
列に接続したサージアブソーバ４、電力系統の直流ライ
ン５で構成される。なお、サージアブソーバ４は単に並
列コンデンサ３に並列に接続しても良い。

【０００３】また、図６は、自励転流式直流遮断装置の
主要部を示す断面図で、パッファ型ガス遮断器を使用す
る場合を示す。１は直流遮断器で、直流を通電する固定
コンタクト１１と可動コンタクト１２を有する。２は並
列リアクトルで、直流遮断器１の固定コンタクト１１に
その１端が接続されている。３は並列コンデンサで、そ
の１端が並列リアクトル２の他端に接続され、その他端
が直流遮断器１の可動コンタクト１２に接続されてい
る。可動コンタクト１２には、パッファシリンダ１３と
共に絶縁ノズル１４が固定されている。可動コンタクト
１２には、ピストンロッド１５が直結され、このロッド
は操作機構１６によって引出し押し出し移動される。１
７は固定されたパッファピストン、１８は開孔で、可動
コンタクト１２とパッファシリンダ１３とパッファピス
トン１７で囲まれた内部のＳＦ６ガスが昇圧されたとき
噴出し、アーク１９に吹き付けられる。２０は固定コン
タクト１１に接続された固定側引出し導体、２１は可動
コンタクト１２に接続された可動側引出し導体である。

【０００４】次に動作について説明する。パッファ型ガ
ス遮断器は、操作機構１６によりピストンロッド１５を
引き出すと、固定コンタクト１１と可動コンタクト１２
が開極し、両コントクト間にアーク１９が発生する。す
ると、パッファシリンダ１３内のＳＦ６ガスは、パッフ
ァピストン１７で昇圧され、開孔１８より噴出しアーク
１９に吹き付けられる。しかしながら、直流の場合に
は、交流と違って周期的に電流零点をクロスすることが
ないので、このまま直流アークにＳＦ６ガスを吹き付け
ても遮断することは難しい。そこで、直流遮断器１に並
列に並列リアクトル２と並列コンデンサ３を接続するこ
とで、転流回路に電流を転流させる一方、並列リアクト
ル２と並列コンデンサ３及びＳＦ６アークの電圧電流負
特性の相互作用により、アーク電圧電流振動を拡大させ
て電流零点を形成して、パッファピストン１７で昇圧さ
れたＳＦ６ガスを開孔１８から噴出させ、絶縁ノズル１
４からアーク１９に吹き付けてこれを消弧させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】自励転流式直流遮断装
置では、アーク電流を拡大振動させて転流させる並列リ
アクトルと並列コンデンサを有する転流回路が重要な役
割をしているが、装置コストの面からできるだけこの並
列コンデンサの容量を小さくしたいという要求がある。
また、すみやかにアーク電流を拡大振動させるために
は、アーク電圧に急激な変化を与える必要がある。この
発明は以上のような課題を解決するためになされたもの
で、並列コンデンサの容量を小さくする一方、アーク電
圧に急激な変化を与えることで、すみやかにアーク電流
を拡大振動させて、直流を遮断する自励転流式直流遮断
装置を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
わる自励転流式直流遮断装置は、電力系統の直流を通電
遮断する直流遮断器と、この直流遮断器に並列に接続す
る主並列コンデンサと主並列リアクトルを有する第１転
流回路と、上記並列コンデンサのサージアブソーバとを
備える自励転流式直流遮断装置において、上記直流遮断
器に並列に接続する補助コンデンサを有する第２転流回
路を備えたものである。

【０００７】この発明の請求項２に係わる自励転流式直
流遮断装置は、電力系統の直流を通電遮断する直流遮断
器と、この直流遮断器に並列に接続する主並列コンデン
サと主並列リアクトルとの直列体を有する第１転流回路
と、上記並列コンデンサのサージアブソーバとを備える
自励転流式直流遮断装置において、上記直流遮断器に並
列に接続する補助コンデンサと補助リアクトルとの直列
体を有する第２転流回路を備えたものである。この発明
の請求項３に係わる自励転流式直流遮断装置は、電力系
統の直流を通電遮断する直流遮断器と、この直流遮断器
に並列に接続する主並列コンデンサと主並列リアクトル
との直列体を有する第１転流回路と、上記並列コンデン
サのサージアブソーバとを備える自励転流式直流遮断装
置において、上記直流遮断器に並列に接続する補助コン
デンサを有する第２転流回路と、上記直流遮断器に並列
に接続する補助コンデンサと補助リアクトルとの直列体
を有する第３転流回路とを備えたものだある。

【０００８】この発明の請求項４に係わる自励転流式直
流遮断装置は、補助コンデンサの容量は、主並列コンデ
ンサの容量より小さくしたものである。また、この発明
の請求項５に係わる自励転流式直流遮断装置は、直流遮
断器が、直流を通電する固定コンタクトと可動コンタク
トと、開極時に両コンタクト間に発生するアークにＳＦ
６ガスを吹き付けるパッファピストンと絶縁ノズルとを
有するパッファ型ガス遮断器である。

【０００９】

【作用】この発明の請求項１，請求項２，請求項３にお
ける自励転流式直流遮断装置は、主並列コンデンサと主
並列リアクトルを有する第１転流回路の他に、補助コン
デンサを有する転流回路、または補助コンデンサと補助
リアクトルとの直列体を有する転流回路を設けたので、
主並列コンデンサと主並列リアクトルの容量で規定され
る電流電圧振動の周波数に、補助コンデンサの容量、ま
たは補助コンデンサと補助リアクトルとの直列体の容量
で規定される周波数の振動が重畳されるため、アーク電
圧がより激しく変動し、これをきっかけとしてすみやか
にアーク電流を拡大振動させて、直流を遮断する。従っ
て、従来と同じレベルの直流電流を遮断するには、第１
転流回路の主並列コンデンサ容量を小さくできる。

【００１０】この発明の請求項４における自励転流式直
流遮断装置は、補助コンデンサの容量が、主並列コンデ
ンサの容量より小さくしているので、主並列コンデンサ
と主並列リアクトルの容量で規定される電流電圧振動の
周波数に、容量のより小さい補助コンデンサ、または容
量のより小さい補助コンデンサと補助リアクトルとの直
列体で規定される高周波数の振動が重畳されるため、ア
ーク電圧がより激しく変動し、これをきっかけとしてす
みやかにアーク電流を拡大振動させて、直流を遮断す
る。従って、従来と同じレベルの直流電流を遮断するに
は、第１転流回路の主並列コンデンサ容量を小さくでき
る。また、この発明の請求項５における自励転流式直流
遮断装置は、パッファ型ガス遮断器を使用しているの
で、実績に伴う信頼性が得られる。

【００１１】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の自励転流式直流遮断装置
の実施例を図面と共に説明する。図１は、この発明の自
励転流式直流遮断装置の一実施例を示す構成図である。
図において、１は直流遮断器で、パッファ型ＳＦ６ガス
遮断器である。２は主並列リアクトル、３は主並列コン
デンサで、主並列リアクトル２と主並列コンデンサ３と
の直列体が直流遮断器１に並列に接続されて、直流遮断
器１の第１転流回路を構成している。４はサージアブソ
ーバで、主並列コンデンサ３の過電圧を吸収するために
主並列コンデンサ３と主並列リアクトル２に並列に接続
されている。なお、サージアブソーバ４は単に並列コン
デンサ３に並列に接続しても良い。５は直流ラインであ
る。６は補助コンデンサで、第１転流回路に並列に接続
され、直流遮断器１の第２転流回路を構成する。パッフ
ァ型ＳＦ６ガス遮断器の詳細は、図６と同様な構成であ
るので、説明を省略する。

【００１２】次に動作について説明する。直流遮断器１
の直流を通電する固定コンタクト１１と可動コンタクト
１２を開極すると、両コンタクト間にアーク１９が発生
する（符号は図５も参照）。直流遮断器１には並列に主
並列リアクトル２と主並列コンデンサ３が接続されてい
るので、この第１転流回路に電流を転流させる一方、主
並列リアクトル２と主並列コンデンサ３及びＳＦ６アー
クの電圧電流負特性の相互作用により、アーク電圧電流
振動を拡大させて電流零点を形成して、ＳＦ６ガスをア
ークに吹き付けてこれを消弧させる。この直流遮断器１
には、第１の転流回路に並列に接続した補助コンデンサ
６を有する第２転流回路を設けたので、主並列コンデン
サ３と主並列リアクトル２の容量に規定される電流電圧
振動の周波数に、補助コンデンサ６の容量で規定される
周波数の振動が重畳されるため、アーク電圧がより激し
く変動し、これをきっかけとしてすみやかにアーク電流
を拡大振動させて、直流を遮断することが可能となる。

【００１３】このとき補助コンデンサ６の容量を主並列
コンデンサ３の容量より小さくしておけば、補助コンデ
ンサ６の容量で規定される周波数はより高周波数の振動
となり、その振動が、主並列コンデンサ３と主並列リア
クトル２の容量に規定される電流電圧振動の周波数に、
重畳されるため、アーク電圧がより激しく変動し、これ
をきっかけとしてすみやかにアーク電流を拡大振動させ
て、直流を遮断することが可能となる。図１では、補助
コンデンサ６を有する第２転流回路は、１個だけである
が、補助コンデンサを有する第３転流回路、第４転流回
路、ーーーーを同様に第１転流回路に並列に設けても良い。

【００１４】実施例２．図２は、この発明の自励転流式
直流遮断装置の他の実施例を示す構成図である。図にお
いて、前述と同一符号は、同一又は相当部分を示し、以
下同様とする。７は補助リアクトル、８は補助コンデン
サで、補助リアクトル７と補助コンデンサ８との直列体
を、主並列リアクトル２と主並列コンデンサ３との直列
体に並列に接続する。そして補助リアクトル７と補助コ
ンデンサ８との直列体で、直流遮断器１の第２転流回路
を構成する。

【００１５】次に動作について説明する。直流遮断器１
には、第１の転流回路に並列に接続した、補助リアクト
ル７と補助コンデンサ８との直列体を有する第２転流回
路を設けたので、主並列コンデンサ３と主並列リアクト
ル２の容量に規定される電流電圧振動の周波数に、補助
コンデンサ８と補助リアクトル７の容量で規定される周
波数の振動が重畳されるため、アーク電圧がより激しく
変動し、これをきっかけとしてすみやかにアーク電流を
拡大振動させて、直流を遮断することが可能となる。

【００１６】このとき補助コンデンサ８と補助リアクト
ル７の容量を主並列コンデンサ３と主並列リアクトル２
の容量より小さくしておけば、補助コンデンサ８と補助
リアクトル７の容量で規定される周波数はより高周波数
の振動となり、その振動が、主並列コンデンサ３と主並
列リアクトル２の容量に規定される電流電圧振動の周波
数に、重畳されるため、アーク電圧がより激しく変動
し、これをきっかけとしてすみやかにアーク電流を拡大
振動させて、直流を遮断することが可能となる。図２で
は、補助リアクトル７と補助コンデンサ８との直列体を
有する第２転流回路は、１個だけであるが、補助リアク
トルと補助コンデンサとの直列体を有する第３転流回
路、第４転流回路、ーーーーを同様に第１転流回路に並列に
設けても良い。

【００１７】図３は、直流遮断器１での遮断電流ｉ０と
コンデンサの容量Ｃ，リアクトルの容量Ｌとの関係を示
す図である。主並列リアクトルＬ１と主並列コンデンサ
Ｃ１との直列体を有する第１転流回路に、さらに並列に
補助コンデンサＣ２を接続すると、電流が分担されるた
め単純に遮断電流ｉ０が増加するだけでなく、振動の周
波数が大きくなるので、主並列リアクトルの容量の最適
値がＬＰ１からＬＰ２に低下する。即ち、主並列リアク
トルの容量が小さくなりコンパクトにできる。また遮断
電流が増加するので、主並列コンデンサの容量を小さく
できる。

【００１８】また補助リアクトル（図２の７）Ｌ２を接
続した場合も、振動の周波数が大きくなるため、主並列
リアクトルの容量の最適値ＬＰが低下するので、主並列
リアクトルの容量が小さくなりコンパクトにできる。も
ちろん、電流が分担されているので、遮断電流も増加す
る。図１，図２の第２転流回路の補助コンデンサの容量
は、主並列コンデンサの容量より小さい値にすることが
好ましく、その容量は、主並列コンデンサの容量の１／
２、望ましくは１／１０以下とする。

【００１９】実施例３．図４は、この発明の自励転流式
直流遮断装置のさらに他の実施例を示す構成図である。
図において、９は補助リアクトル、１０は補助コンデン
サである。補助リアクトル７と補助コンデンサ８の直列
体が、補助リアクトル２と補助コンデンサ３の直列体に
並列に接続され、直流遮断器１の第２転流回路を構成す
る。同様に、補助リアクトル９と補助コンデンサ１０の
直列体が第３転流回路を構成し、補助コンデンサ６で第
４転流回路を構成する。このように、補助リアクトルと
補助コンデンサの直列体を１個又は複数個、補助コンデ
ンサ６を１個又は複数個をそれぞれ並列に接続しても良
い。補助コンデンサ６又は８を複数個設けると、第１，
第２転流回路のコンデンサ容量が、補助コンデンサ６又
は８が１個の場合より小さくできる。

【００２０】５５０ｋＶクラスのパッファ型ガス遮断器
を用い、直流の遮断電流値が３５００Aクラスの場合、
この遮断器に第１転流回路として接続する主並列リアク
トルの容量は、２００〜６００μH、主並列コンデンサ
の容量は１０〜２５μFとするとよく、そのときの補助
コンデンサの容量は、主並列コンデンサの容量の１／２
望ましくは１／１０以下とすると良い。なお、補助コン
デンサを接続しない場合、主並列コンデンサの容量はよ
り大きく、１８〜４９μFのものが必要である。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１，請
求項２，請求項３における自励転流式直流遮断装置によ
れば、主並列リアクトルと主並列コンデンサとを有する
第１転流回路の他に、補助コンデンサを有する転流回
路、または補助リアクトルと補助コンデンサとの直列体
を有する転流回路を設けたので、遮断性能の高い直流遮
断装置を得ることができる。また、第１転流回路の主並
列コンデンサ容量を小さくすることができる。

【００２２】この発明の請求項４における自励転流式直
流遮断装置によれば、補助コンデンサの容量が、主並列
コンデンサの容量より小さくしているので、主並列コン
デンサと主並列リアクトルの容量で規定される電流電圧
振動の周波数に、容量のより小さい補助コンデンサ、ま
たは容量のより小さい補助コンデンサと補助リアクトル
との直列体で規定される高周波数の振動が重畳されるた
め、アーク電圧がより激しく変動し、これをきっかけと
してすみやかにアーク電流を拡大振動させて、直流を遮
断する。従って、従来と同じレベルの直流電流を遮断す
るには、第１転流回路の主並列コンデンサ容量を小さく
できる。また、この発明の請求項５における自励転流式
直流遮断装置によれば、パッファ型ガス遮断器を使用し
ているので、実績に伴う信頼性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の自励転流式直流遮断装置の一実施
例を示す構成図である。

【図２】この発明の自励転流式直流遮断装置の他の実
施例を示す構成図である。

【図３】この発明に係わる遮断電流とコンデンサの容
量，リアクトルの容量の関係を示す図である。

【図４】この発明の自励転流式直流遮断装置のさらに
他の実施例を示す構成図である。

【図５】従来の自励転流式直流遮断装置を示す構成図
である。

【図６】従来の自励転流式直流遮断装置の主要部の構
成を示す断面図である。

【符号の説明】

１直流遮断器２主並列リ
アクトル３主並列コンデンサ４サージア
ブソーバ５直流ライン６補助コン
デンサ７補助リアクトル８補助コン
デンサ９補助リアクトル１０補助コン
デンサ１１固定コンタクト１２可動コ
ンタクト１９アーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤弘基尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社伊丹製作所内 (72)発明者森山貴旨尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社伊丹製作所内 (72)発明者亀井健次尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社伊丹製作所内 (72)発明者浜野末信尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社伊丹製作所内 (72)発明者米沢毅尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社伊丹製作所内 (72)発明者竹治直昭大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号関西電力株式会社内 (72)発明者高畑浩二香川県高松市丸の内２番５号四国電力株式会社内 (72)発明者畑野雅幸東京都中央区銀座六丁目15番１号電源開発株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電力系統の直流を通電遮断する直流遮断
器と、この直流遮断器に並列に接続する主並列コンデン
サと主並列リアクトルを有する第１転流回路と、上記並
列コンデンサのサージアブソーバとを備える自励転流式
直流遮断装置において、上記直流遮断器に並列に接続す
る補助コンデンサを有する第２転流回路を備えたことを
特徴とする自励転流式直流遮断装置。
【請求項２】電力系統の直流を通電遮断する直流遮断
器と、この直流遮断器に並列に接続する主並列コンデン
サと主並列リアクトルとの直列体を有する第１転流回路
と、上記並列コンデンサのサージアブソーバとを備える
自励転流式直流遮断装置において、上記直流遮断器に並
列に接続する補助コンデンサと補助リアクトルとの直列
体を有する第２転流回路を備えたことを特徴とする自励
転流式直流遮断装置。
【請求項３】電力系統の直流を通電遮断する直流遮断
器と、この直流遮断器に並列に接続する主並列コンデン
サと主並列リアクトルとの直列体を有する第１転流回路
と、上記並列コンデンサのサージアブソーバとを備える
自励転流式直流遮断装置において、上記直流遮断器に並
列に接続する補助コンデンサを有する第２転流回路と、
上記直流遮断器に並列に接続する補助コンデンサと補助
リアクトルとの直列体を有する第３転流回路とを備えた
ことを特徴とする自励転流式直流遮断装置。
【請求項４】補助コンデンサの容量は、主並列コンデ
ンサの容量より小さいことを特徴とする請求項１〜３の
いずれか１項に記載の自励転流式直流遮断装置。
【請求項５】直流遮断器は、直流を通電する固定コン
タクトと可動コンタクトと、開極時に両コンタクト間に
発生するアークにＳＦ６ガスを吹き付けるパッファピス
トンと絶縁ノズルとを有するパッファ型ガス遮断器であ
る請求項１〜４のいずれか１項に記載の自励転流式直流
遮断装置。