JPH11120871A - 転流式直流遮断装置 - Google Patents
転流式直流遮断装置Info
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- JPH11120871A JPH11120871A JP28679297A JP28679297A JPH11120871A JP H11120871 A JPH11120871 A JP H11120871A JP 28679297 A JP28679297 A JP 28679297A JP 28679297 A JP28679297 A JP 28679297A JP H11120871 A JPH11120871 A JP H11120871A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】万一、投入動作が失敗して再度開極したときに
電流遮断が可能となるようにして、真空遮断器の破壊や
地絡事故に発展したりすることのないようにする。 【解決手段】真空遮断器１に並列に転流回路３を設け
て、遮断動作時に転流回路３が生成する転流電流ｉC を
負荷電流電流ｉL に重畳させることによって遮断電流ｉ
S に電流零点を生成し、この零点で電流を遮断するよう
にした転流式直流遮断装置２００において、投入動作後
に開極したことを、真空遮断器１の主接点とＯＮ、ＯＦ
Ｆが同期する補助ａ接点４１からの信号Ｓ4 を制御回路
４に入力し、この制御回路４で転流回路３の転流スイッ
チ３３に対する投入指令信号Ｓ2を生成し出力して、負
荷電流ｉL に転流電流ｉC を重畳させて電流零点を生成
して負荷電流ｉL を遮断する。
電流遮断が可能となるようにして、真空遮断器の破壊や
地絡事故に発展したりすることのないようにする。 【解決手段】真空遮断器１に並列に転流回路３を設け
て、遮断動作時に転流回路３が生成する転流電流ｉC を
負荷電流電流ｉL に重畳させることによって遮断電流ｉ
S に電流零点を生成し、この零点で電流を遮断するよう
にした転流式直流遮断装置２００において、投入動作後
に開極したことを、真空遮断器１の主接点とＯＮ、ＯＦ
Ｆが同期する補助ａ接点４１からの信号Ｓ4 を制御回路
４に入力し、この制御回路４で転流回路３の転流スイッ
チ３３に対する投入指令信号Ｓ2を生成し出力して、負
荷電流ｉL に転流電流ｉC を重畳させて電流零点を生成
して負荷電流ｉL を遮断する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、遮断動作時に遮
断器に流れる直流電流に正弦波状に変化する転流電流を
重畳させることによって強制的に電流零点を生成し、こ
の零点で電流遮断させる転流式直流遮断装置に関する。
断器に流れる直流電流に正弦波状に変化する転流電流を
重畳させることによって強制的に電流零点を生成し、こ
の零点で電流遮断させる転流式直流遮断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は従来の転流式直流遮断装置の回路
図である。この図において、転流式直流遮断装置２１０
は直流電源１００と負荷３００との間に設けられて負荷
３００の側で地絡故障などによって負荷電流が急激に上
昇するときにその電流値を検出して負荷電流を遮断する
ものである。交流系統における遮断器は電流の正負が反
転する零点を利用して電流遮断するものであるが、直流
電流の場合は零点がないために転流回路３を設けて、直
流電流を遮断するときに強制的に零点を作って遮断させ
るのが転流式直流遮断装置の原理である。
図である。この図において、転流式直流遮断装置２１０
は直流電源１００と負荷３００との間に設けられて負荷
３００の側で地絡故障などによって負荷電流が急激に上
昇するときにその電流値を検出して負荷電流を遮断する
ものである。交流系統における遮断器は電流の正負が反
転する零点を利用して電流遮断するものであるが、直流
電流の場合は零点がないために転流回路３を設けて、直
流電流を遮断するときに強制的に零点を作って遮断させ
るのが転流式直流遮断装置の原理である。
【０００３】電流零点を設けるために真空遮断器１に並
列に転流回路３が設けられる。転流回路３は転流コンデ
ンサ３１、転流リアクトル３２及び転流スイッチ３３の
直列回路からなっていて、あらかじめ転流コンデンサ３
１が充電回路３４によって所定の電圧に充電された状態
に保っておき、制御回路４０が真空遮断器１に対して遮
断指令信号Ｓ3 を出力した後所定の時間の後に転流スイ
ッチ３３に対して投入指令信号Ｓ2 を出力する。
列に転流回路３が設けられる。転流回路３は転流コンデ
ンサ３１、転流リアクトル３２及び転流スイッチ３３の
直列回路からなっていて、あらかじめ転流コンデンサ３
１が充電回路３４によって所定の電圧に充電された状態
に保っておき、制御回路４０が真空遮断器１に対して遮
断指令信号Ｓ3 を出力した後所定の時間の後に転流スイ
ッチ３３に対して投入指令信号Ｓ2 を出力する。
【０００４】制御回路４０は外部からの遮断指令信号Ｓ
1 の他に、直流変流器５によって負荷電流ｉL が測定さ
れて、この電流ｉL が所定の値以上のときに負荷３００
の側の回路で地絡事故などの事故が発生したと判定した
ことによる事故遮断指令信号Ｓ0 を発生し、前述の外部
遮断指令信号Ｓ1 とのいずれかが High になったときに
真空遮断器１に対する遮断指令信号Ｓ3 と転流スイッチ
３３に対する投入指令信号Ｓ2 を出力する。
1 の他に、直流変流器５によって負荷電流ｉL が測定さ
れて、この電流ｉL が所定の値以上のときに負荷３００
の側の回路で地絡事故などの事故が発生したと判定した
ことによる事故遮断指令信号Ｓ0 を発生し、前述の外部
遮断指令信号Ｓ1 とのいずれかが High になったときに
真空遮断器１に対する遮断指令信号Ｓ3 と転流スイッチ
３３に対する投入指令信号Ｓ2 を出力する。
【０００５】なお、遮断状態にある真空遮断器１に投入
指令信号を発するのも制御回路４０であるが、このとき
の投入指令信号の図示は省略してある。転流回路３では
信号Ｓ2 に基づいて転流電流ｉC を発生させるが、転流
電流ｉ C の波形は転流コンデンサ３１のキャパシタンス
と転流リアクトル３２のリアクタンスとで決まる正弦波
振動波形となる。そして、最初の第１波が負荷電流ｉL
とは反対極性の電流になるように充電回路３４によって
転流コンデンサ３１が充電されている。
指令信号を発するのも制御回路４０であるが、このとき
の投入指令信号の図示は省略してある。転流回路３では
信号Ｓ2 に基づいて転流電流ｉC を発生させるが、転流
電流ｉ C の波形は転流コンデンサ３１のキャパシタンス
と転流リアクトル３２のリアクタンスとで決まる正弦波
振動波形となる。そして、最初の第１波が負荷電流ｉL
とは反対極性の電流になるように充電回路３４によって
転流コンデンサ３１が充電されている。
【０００６】転流電流電流ｉC の波高値は遮断指令が出
されるときの負荷電流ｉL の値よりも大きく設定されて
いるので、転流電流ｉC が流れ始めてから少なくとも半
波以内で真空遮断器１の電流ｉS の正負が反転する零点
が生ずる。図８は図７の真空遮断器の構成原理図であ
る。この図において、転流式直流遮断装置２１０の真空
遮断器１は、固定主接点１１Ａ、可動主接点１１Ｂを内
蔵した真空バルブ１１と、可動主接点１１Ｂに固定主接
点１１Ａとの所要接触力を与える加圧用ワイプばね１２
４の力を開閉駆動棒１２２を介して可動主接点１１Ｂに
伝達する絶縁連結バー１２３と、加圧ワイプばね１２４
の足場となるばね座１２５を先端部に一体に有し遮断ば
ね１３１のばね力を回転軸１２３１を持つ絶縁連結バー
１２３を介して開閉駆動棒１２２に伝達する連結バー１
２６と、常時は遮断ばね１３１を開極駆動待機状態に保
持するために先端に係合部を備えるとともに係合部の開
放時に遮断ばね１３１の力で連結バー１２６を図の下方
へ駆動して遮断ばね１３１の力を可動主接点１１Ｂに伝
達させる回転軸１２７１を持つ係合レバー１２７と、係
合レバー１２７の先端の係合部と係合する係合部を備
え、可動主接点１１Ｂの遮断ばね１３１による開極駆動
のために引き外しコイル１３３により引き外し駆動され
て先端の係合部が引き外される回転軸１３２１を持つラ
ッチレバー１３２と、遮断ばね１３１だけによる遮断動
作特性をみるための手動遮断スイッチ１３４と、図７の
制御回路４０から出力される遮断ばね１３１による開極
駆動のための遮断指令信号Ｓ3 をゲートに入力させるサ
イリスタＴｈを主要構成要素として備えている。
されるときの負荷電流ｉL の値よりも大きく設定されて
いるので、転流電流ｉC が流れ始めてから少なくとも半
波以内で真空遮断器１の電流ｉS の正負が反転する零点
が生ずる。図８は図７の真空遮断器の構成原理図であ
る。この図において、転流式直流遮断装置２１０の真空
遮断器１は、固定主接点１１Ａ、可動主接点１１Ｂを内
蔵した真空バルブ１１と、可動主接点１１Ｂに固定主接
点１１Ａとの所要接触力を与える加圧用ワイプばね１２
４の力を開閉駆動棒１２２を介して可動主接点１１Ｂに
伝達する絶縁連結バー１２３と、加圧ワイプばね１２４
の足場となるばね座１２５を先端部に一体に有し遮断ば
ね１３１のばね力を回転軸１２３１を持つ絶縁連結バー
１２３を介して開閉駆動棒１２２に伝達する連結バー１
２６と、常時は遮断ばね１３１を開極駆動待機状態に保
持するために先端に係合部を備えるとともに係合部の開
放時に遮断ばね１３１の力で連結バー１２６を図の下方
へ駆動して遮断ばね１３１の力を可動主接点１１Ｂに伝
達させる回転軸１２７１を持つ係合レバー１２７と、係
合レバー１２７の先端の係合部と係合する係合部を備
え、可動主接点１１Ｂの遮断ばね１３１による開極駆動
のために引き外しコイル１３３により引き外し駆動され
て先端の係合部が引き外される回転軸１３２１を持つラ
ッチレバー１３２と、遮断ばね１３１だけによる遮断動
作特性をみるための手動遮断スイッチ１３４と、図７の
制御回路４０から出力される遮断ばね１３１による開極
駆動のための遮断指令信号Ｓ3 をゲートに入力させるサ
イリスタＴｈを主要構成要素として備えている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような構成の真空
遮断器１において、主接点の開閉を操作する操作機構に
不具合があり、真空遮断器１を投入した後、投入状態を
維持できず、すぐ開極してしまった場合には、転流電流
を供給していないために電流の零点が生ずることがない
ために電流遮断が不可能となる。
遮断器１において、主接点の開閉を操作する操作機構に
不具合があり、真空遮断器１を投入した後、投入状態を
維持できず、すぐ開極してしまった場合には、転流電流
を供給していないために電流の零点が生ずることがない
ために電流遮断が不可能となる。
【０００８】電流は真空遮断器１の主接点間を短絡する
アークとなって流れるため、このアークが継続すると真
空遮断器１の破壊、更には地絡事故に進展する危険性が
ある。操作機構の不具合は例えば、図８において、ラッ
チレバー１３２と係合レバー１２７との係合部の一方又
は双方が磨耗して充分な係合が果たされないために、投
入動作後この係合部が外れて係合レバー１２７が時計方
向に回転する遮断動作をしてしまうというような場合で
ある。
アークとなって流れるため、このアークが継続すると真
空遮断器１の破壊、更には地絡事故に進展する危険性が
ある。操作機構の不具合は例えば、図８において、ラッ
チレバー１３２と係合レバー１２７との係合部の一方又
は双方が磨耗して充分な係合が果たされないために、投
入動作後この係合部が外れて係合レバー１２７が時計方
向に回転する遮断動作をしてしまうというような場合で
ある。
【０００９】このような投入失敗という問題が生ずる確
率が甚だ小さいし、磨耗故障の一種でもあるので定期的
点検において事前にその兆候を発見できることから、特
に対策をとる必要がないと考えられていたが、更なる信
頼性の向上のためにこの問題の対策も検討されるように
なった。この発明の目的はこのような問題を解決し、万
一、投入動作が失敗して遮断器の主接点が再度開極した
ときに電流遮断が可能となるようにして事故に発展する
ことのない転流式直流遮断装置を提供することにある。
率が甚だ小さいし、磨耗故障の一種でもあるので定期的
点検において事前にその兆候を発見できることから、特
に対策をとる必要がないと考えられていたが、更なる信
頼性の向上のためにこの問題の対策も検討されるように
なった。この発明の目的はこのような問題を解決し、万
一、投入動作が失敗して遮断器の主接点が再度開極した
ときに電流遮断が可能となるようにして事故に発展する
ことのない転流式直流遮断装置を提供することにある。
【００１０】
【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、遮断器に並列に転流回路が設けら
れて、遮断動作時に転流回路が生成する転流電流を負荷
電流に重畳させることによって電流零点を生成し、この
零点で電流遮断させるべくしてなる転流式直流遮断装置
において、投入動作後に遮断器の主接点が開極したこと
を検出して負荷電流に転流電流を重畳させて電流零点を
生成することによって、電流を遮断できるようにする。
にこの発明によれば、遮断器に並列に転流回路が設けら
れて、遮断動作時に転流回路が生成する転流電流を負荷
電流に重畳させることによって電流零点を生成し、この
零点で電流遮断させるべくしてなる転流式直流遮断装置
において、投入動作後に遮断器の主接点が開極したこと
を検出して負荷電流に転流電流を重畳させて電流零点を
生成することによって、電流を遮断できるようにする。
【００１１】その場合、主接点が開極したことを検出す
る方法として、遮断器の主接点と同期してＯＮ、ＯＦＦ
する補助ａ接点からの信号を利用すればよい。また、投
入後の開極を遮断器の主接点のＯＮ、ＯＦＦに反転して
ＯＮ、ＯＦＦする補助ｂ接点からの信号を利用すること
もできる。投入後に流れる負荷電流が所定の値を越えた
と判定されたときに負荷電流に転流電流を重畳させるよ
うにすれば、負荷電流が零、又は遮断器が遮断できる程
度の微弱な電流の場合には転流電流を重畳させる必要が
ないことから、負荷電流に転流電流を重畳させるための
エネルギーが節約できる。負荷電流が所定の時間継続し
たときに転流電流を重畳させる、すなわち、負荷電流が
流れたとしても所定の時間以内に何らかの理由でなくな
ってしまったときには転流電流を重畳させないようにす
れば更にエネルギーの節約になる。
る方法として、遮断器の主接点と同期してＯＮ、ＯＦＦ
する補助ａ接点からの信号を利用すればよい。また、投
入後の開極を遮断器の主接点のＯＮ、ＯＦＦに反転して
ＯＮ、ＯＦＦする補助ｂ接点からの信号を利用すること
もできる。投入後に流れる負荷電流が所定の値を越えた
と判定されたときに負荷電流に転流電流を重畳させるよ
うにすれば、負荷電流が零、又は遮断器が遮断できる程
度の微弱な電流の場合には転流電流を重畳させる必要が
ないことから、負荷電流に転流電流を重畳させるための
エネルギーが節約できる。負荷電流が所定の時間継続し
たときに転流電流を重畳させる、すなわち、負荷電流が
流れたとしても所定の時間以内に何らかの理由でなくな
ってしまったときには転流電流を重畳させないようにす
れば更にエネルギーの節約になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】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転流式直流遮
断装置の回路図であり、図７と同じ構成要素には同じ符
号を付けて重複する説明を省く。図１の図７と異なる点
は、制御回路４に真空遮断器１の主接点とＯＮ・ＯＦＦ
が同期する補助ａ接点４１の信号Ｓ4 を入力した点であ
る。主接点の補助ａ接点は種々の目的に使用されること
から多数用意されている。したがって、その中の一つを
補助ａ接点４１として流用すればよい。
説明する。図１はこの発明の実施例を示す転流式直流遮
断装置の回路図であり、図７と同じ構成要素には同じ符
号を付けて重複する説明を省く。図１の図７と異なる点
は、制御回路４に真空遮断器１の主接点とＯＮ・ＯＦＦ
が同期する補助ａ接点４１の信号Ｓ4 を入力した点であ
る。主接点の補助ａ接点は種々の目的に使用されること
から多数用意されている。したがって、その中の一つを
補助ａ接点４１として流用すればよい。
【００１３】制御回路４には投入動作後この補助ａ接点
４１の出力信号Ｓ4 がＯＮからＯＦＦになったことを検
出して、真空遮断器１の主接点が投入後開極してしまっ
た、いわゆる投入失敗したことを知り、その後所定の時
間経過後に転流スイッチ３３に対する投入指令信号Ｓ2
を出力する機能が追加されている。図２は図１の転流式
直流遮断装置２００が投入失敗時の電流波形並びにタイ
ムチャートを示すグラフである。この図において、横軸
は時間であり、最上段は真空遮断器１に流れる遮断電流
ｉS 、その下の段は真空遮断器１の主接点のＯＮ、ＯＦ
Ｆを、その下段はこの主接点の補助ａ接点４１の出力信
号Ｓ4 の High 、 Lowをそれぞれ示すタイムチャート、
最下段は転流スイッチ３３への投入指令信号Ｓ2 のタイ
ムチャートである。これらの図において、時点ｔ1 にお
いて、真空遮断器１が投入動作を行ってその主接点がＯ
Ｎになったとする。したがって、この後負荷電流ｉL が
流れるが、この時点では転流電流ｉC はないのでこの負
荷電流ｉL は同時に図示の遮断電流ｉS である。主接点
はＯＮになったあと係止されなくて時点ｔ2 になって開
極してＯＦＦになっとたとする。信号Ｓ4 は主接点とと
もに時点ｔ1 でＯＮになり時点ｔ2 でＯＦＦとなる。制
御回路４によってこの信号Ｓ4 がＯＦＦになったことが
検出されて、時点ｔ2 から少し遅れた時点ｔ3 に転流ス
イッチ３３への投入指令信号Ｓ2 を出力する。その結果
遮断電流ｉS に正弦波形の転流電流が重畳して図示のよ
うに時点ｔ4 で電流零点が生ずる。この時点では主接点
は開極しているからこの電流零点で主接点間を短絡して
いたアークが消滅して電流は遮断されて以後の真空遮断
器１の破壊や地絡事故への進展を防止する。時点ｔ4 の
後の破線で示す電流ｉS の波形はもしも時点ｔ4 で電流
遮断されなかったとしたときの電流を表す。
４１の出力信号Ｓ4 がＯＮからＯＦＦになったことを検
出して、真空遮断器１の主接点が投入後開極してしまっ
た、いわゆる投入失敗したことを知り、その後所定の時
間経過後に転流スイッチ３３に対する投入指令信号Ｓ2
を出力する機能が追加されている。図２は図１の転流式
直流遮断装置２００が投入失敗時の電流波形並びにタイ
ムチャートを示すグラフである。この図において、横軸
は時間であり、最上段は真空遮断器１に流れる遮断電流
ｉS 、その下の段は真空遮断器１の主接点のＯＮ、ＯＦ
Ｆを、その下段はこの主接点の補助ａ接点４１の出力信
号Ｓ4 の High 、 Lowをそれぞれ示すタイムチャート、
最下段は転流スイッチ３３への投入指令信号Ｓ2 のタイ
ムチャートである。これらの図において、時点ｔ1 にお
いて、真空遮断器１が投入動作を行ってその主接点がＯ
Ｎになったとする。したがって、この後負荷電流ｉL が
流れるが、この時点では転流電流ｉC はないのでこの負
荷電流ｉL は同時に図示の遮断電流ｉS である。主接点
はＯＮになったあと係止されなくて時点ｔ2 になって開
極してＯＦＦになっとたとする。信号Ｓ4 は主接点とと
もに時点ｔ1 でＯＮになり時点ｔ2 でＯＦＦとなる。制
御回路４によってこの信号Ｓ4 がＯＦＦになったことが
検出されて、時点ｔ2 から少し遅れた時点ｔ3 に転流ス
イッチ３３への投入指令信号Ｓ2 を出力する。その結果
遮断電流ｉS に正弦波形の転流電流が重畳して図示のよ
うに時点ｔ4 で電流零点が生ずる。この時点では主接点
は開極しているからこの電流零点で主接点間を短絡して
いたアークが消滅して電流は遮断されて以後の真空遮断
器１の破壊や地絡事故への進展を防止する。時点ｔ4 の
後の破線で示す電流ｉS の波形はもしも時点ｔ4 で電流
遮断されなかったとしたときの電流を表す。
【００１４】図３は転流スイッチ３３への投入指令信号
Ｓ2 を生成するための制御回路４内に設けられる論理回
路である。この図において、４２１，４２２は単安定マ
ルチバイブレータ（略称モノステ）、４３は双安定マル
チバイブレータ（略称フリップフロップ）、４４１は遅
延素子、４５１，４５２，４５３は反転素子、４６１，
４６２はＡＮＤ素子である。また、入力信号としての信
号Ｓ4 、信号Ｓ1 及び出力信号としての信号Ｓ2 は前述
の通りであり、信号Ｓ0 は制御装置４の中で直流変流器
５の出力信号をもとに地絡事故などの異常あったときに
High 、それ以外は Lowとなる事故検出信号である。図
で○数字はその位置での信号を表す。
Ｓ2 を生成するための制御回路４内に設けられる論理回
路である。この図において、４２１，４２２は単安定マ
ルチバイブレータ（略称モノステ）、４３は双安定マル
チバイブレータ（略称フリップフロップ）、４４１は遅
延素子、４５１，４５２，４５３は反転素子、４６１，
４６２はＡＮＤ素子である。また、入力信号としての信
号Ｓ4 、信号Ｓ1 及び出力信号としての信号Ｓ2 は前述
の通りであり、信号Ｓ0 は制御装置４の中で直流変流器
５の出力信号をもとに地絡事故などの異常あったときに
High 、それ以外は Lowとなる事故検出信号である。図
で○数字はその位置での信号を表す。
【００１５】なお、信号Ｓ0 、信号Ｓ1 が High になる
ことによる遮断指令が出されたときの信号Ｓ2 生成のた
めの論理回路はこの図には示していない。図４は図３の
論理回路の動作説明のためのタイムチャートである。こ
の図において、横軸は時間で時点ｔ1 、時点ｔ2 は図２
のそれと同じである。図２では信号Ｓ4 がＯＦＦとなる
時点ｔ2 に対して信号Ｓ2 は少し遅れた時点ｔ3 で立ち
上がるように図示してあるが、この遅れは例えば、信号
Ｓ2 生成の論理回路の最終段を遮断動作時の信号Ｓ2 生
成の論理回路と共用した場合に生ずるものなので、ここ
ではその点を無視して図２の時点ｔ3 は図４では時点ｔ
2 に一致しているとして図示してある。
ことによる遮断指令が出されたときの信号Ｓ2 生成のた
めの論理回路はこの図には示していない。図４は図３の
論理回路の動作説明のためのタイムチャートである。こ
の図において、横軸は時間で時点ｔ1 、時点ｔ2 は図２
のそれと同じである。図２では信号Ｓ4 がＯＦＦとなる
時点ｔ2 に対して信号Ｓ2 は少し遅れた時点ｔ3 で立ち
上がるように図示してあるが、この遅れは例えば、信号
Ｓ2 生成の論理回路の最終段を遮断動作時の信号Ｓ2 生
成の論理回路と共用した場合に生ずるものなので、ここ
ではその点を無視して図２の時点ｔ3 は図４では時点ｔ
2 に一致しているとして図示してある。
【００１６】信号Ｓ4 はモノステ４２１によって一定の
幅と波高値の長方形パルスに整形されて信号となった
上でフリップフロップ４３のＳで示すセット端子に入力
される。フリップフロップ４３のＲで示すリセット端子
にはフリップフロップ４３の出力信号である信号に遅
延素子４４１によって遅延された信号が入力されるの
で、信号は信号が High になると同時に High とな
り遅延素子４４１で決まる時間ＴD1を経過後に Lowにな
りＡＮＤ素子４６１に入力される。一方、信号Ｓ 4 は反
転素子４５１によって High と Lowが反転された信号
となってＡＮＤ素子４６１に入力される。ＡＮＤ素子４
６１は信号と信号のＡＮＤ演算がされて両方が Hig
h のときだけ High 、それ以外は Lowとなる信号を出
力してＡＮＤ素子４６２に入力される。このＡＮＤ素子
４６２には事故検出信号Ｓ0 と外部遮断指令信号Ｓ1 と
がそれぞれ反転素子４５２，４５３によって反転されて
入力されている。したがって、投入動作直後では信号Ｓ
0 、信号Ｓ1 ともに Lowなのでその反転信号はともに H
igh になっているので、ＡＮＤ素子４６１の出力信号
が LowのときはＡＮＤ素子４６２の出力信号も Low、信
号が High のときにＡＮＤ素子４６２の出力信号も H
igh になる。一方、信号Ｓ0 、信号Ｓ1 のどちらかが H
igh 、すなわち、真空遮断器１に対して遮断指令が出さ
れているときにはその反転信号は Lowになるので、信号
が High 、 LowのどちらであってもＡＮＤ素子４６２
の出力信号は Lowになる。すなわち、投入直後のように
遮断指令が出ていないときにはＡＮＤ素子４６２の出力
信号は信号Ｓ4 がいったんオンになってからオフになっ
たことによって High になり、それ以外では Lowのまま
なので、信号が何らかの理由で間違って High になっ
たとしても遮断指令が出ているときにはＡＮＤ素子４６
２の出力信号が High になることはない。
幅と波高値の長方形パルスに整形されて信号となった
上でフリップフロップ４３のＳで示すセット端子に入力
される。フリップフロップ４３のＲで示すリセット端子
にはフリップフロップ４３の出力信号である信号に遅
延素子４４１によって遅延された信号が入力されるの
で、信号は信号が High になると同時に High とな
り遅延素子４４１で決まる時間ＴD1を経過後に Lowにな
りＡＮＤ素子４６１に入力される。一方、信号Ｓ 4 は反
転素子４５１によって High と Lowが反転された信号
となってＡＮＤ素子４６１に入力される。ＡＮＤ素子４
６１は信号と信号のＡＮＤ演算がされて両方が Hig
h のときだけ High 、それ以外は Lowとなる信号を出
力してＡＮＤ素子４６２に入力される。このＡＮＤ素子
４６２には事故検出信号Ｓ0 と外部遮断指令信号Ｓ1 と
がそれぞれ反転素子４５２，４５３によって反転されて
入力されている。したがって、投入動作直後では信号Ｓ
0 、信号Ｓ1 ともに Lowなのでその反転信号はともに H
igh になっているので、ＡＮＤ素子４６１の出力信号
が LowのときはＡＮＤ素子４６２の出力信号も Low、信
号が High のときにＡＮＤ素子４６２の出力信号も H
igh になる。一方、信号Ｓ0 、信号Ｓ1 のどちらかが H
igh 、すなわち、真空遮断器１に対して遮断指令が出さ
れているときにはその反転信号は Lowになるので、信号
が High 、 LowのどちらであってもＡＮＤ素子４６２
の出力信号は Lowになる。すなわち、投入直後のように
遮断指令が出ていないときにはＡＮＤ素子４６２の出力
信号は信号Ｓ4 がいったんオンになってからオフになっ
たことによって High になり、それ以外では Lowのまま
なので、信号が何らかの理由で間違って High になっ
たとしても遮断指令が出ているときにはＡＮＤ素子４６
２の出力信号が High になることはない。
【００１７】ＡＮＤ素子４６２の出力信号が High にな
ると、その信号はモノステ４２２によって整形されて信
号Ｓ2 となる。時点ｔ4 は前述の動作から分かるように
時点ｔ2 よりも充分後であればどの時点でもよい。一般
には遅延素子４４１の遅延時間ＴD1は投入動作時に主接
点がＯＮしてから係止が掛からないときにＯＦＦする時
間Ｔよりも充分長く設定されてあればよい。時間Ｔは図
８に示した機構及び図示しない機構によって決まるが、
２０ミリ秒程度である。これに対して遅延時間ＴD1は３
０ミリ秒程度が適当である。
ると、その信号はモノステ４２２によって整形されて信
号Ｓ2 となる。時点ｔ4 は前述の動作から分かるように
時点ｔ2 よりも充分後であればどの時点でもよい。一般
には遅延素子４４１の遅延時間ＴD1は投入動作時に主接
点がＯＮしてから係止が掛からないときにＯＦＦする時
間Ｔよりも充分長く設定されてあればよい。時間Ｔは図
８に示した機構及び図示しない機構によって決まるが、
２０ミリ秒程度である。これに対して遅延時間ＴD1は３
０ミリ秒程度が適当である。
【００１８】図５は図３とは異なる投入指令信号Ｓ2 を
生成するための制御回路４内に設けられる論理回路図で
あり、図３と同じ動作の論理素子には同じ符号を付け、
同じ機能の論理素子には頭２桁を同じにして重複する説
明を省く。図５が図３と異なる点は負荷電流有無信号Ｓ
5 を入力信号として追加した点である。すなわち、投入
失敗したとしても負荷電流が零又は真空遮断器１が遮断
できる程度の微弱な電流であれば、敢えて転流電流を流
す必要がないことから、このような場合には転流スイッ
チ３３への投入指令信号Ｓ2 を出力しないようにしたも
のである。転流電流を流すということは転流コンデンサ
３１に蓄積されていたエネルギーを放出することから、
不要なときに転流電流を流さないようにすることはエネ
ルギーの節約になる。
生成するための制御回路４内に設けられる論理回路図で
あり、図３と同じ動作の論理素子には同じ符号を付け、
同じ機能の論理素子には頭２桁を同じにして重複する説
明を省く。図５が図３と異なる点は負荷電流有無信号Ｓ
5 を入力信号として追加した点である。すなわち、投入
失敗したとしても負荷電流が零又は真空遮断器１が遮断
できる程度の微弱な電流であれば、敢えて転流電流を流
す必要がないことから、このような場合には転流スイッ
チ３３への投入指令信号Ｓ2 を出力しないようにしたも
のである。転流電流を流すということは転流コンデンサ
３１に蓄積されていたエネルギーを放出することから、
不要なときに転流電流を流さないようにすることはエネ
ルギーの節約になる。
【００１９】負荷電流有無信号Ｓ5 はそのままと、遅延
素子４４３によって遅延した信号とがＡＮＤ素子４６
３に入力されて信号が出力され、この信号はＡＮＤ
素子４６４に入力される。一方、信号Ｓ4 は反転素子４
５４によって反転された信号となって同じくＡＮＤ素
子４６４に入力される。ＡＮＤ素子４６４の出力信号
はＡＮＤ素子４６２に入力されるが、このＡＮＤ素子４
６２には図３と同じく信号Ｓ0 と信号Ｓ1 との反転信号
が入力されていて、以下の動作は図３、図４と同じであ
る。
素子４４３によって遅延した信号とがＡＮＤ素子４６
３に入力されて信号が出力され、この信号はＡＮＤ
素子４６４に入力される。一方、信号Ｓ4 は反転素子４
５４によって反転された信号となって同じくＡＮＤ素
子４６４に入力される。ＡＮＤ素子４６４の出力信号
はＡＮＤ素子４６２に入力されるが、このＡＮＤ素子４
６２には図３と同じく信号Ｓ0 と信号Ｓ1 との反転信号
が入力されていて、以下の動作は図３、図４と同じであ
る。
【００２０】図６は図５の論理回路の動作説明のための
タイムチャートであり、図４と同じ、又は類似の事項に
ついては重複する説明を省く。この図とともに図５の論
理回路の動作説明をすると次の通りである。時点ｔ1 に
おいて投入動作が行われ真空遮断器１の主接点がＯＮす
るとこの時点から負荷電流が流れるものとする。この負
荷電流は図１の直流変流器５によって測定されて制御回
路４に入力されて所定の値よりも小さいときに負荷電流
は実質的に無い、大きいときに有りと判定される。この
判定回路もこの実施例では追加される事項であるが、従
来の技術の範囲で容易に作成できるものなので詳しい説
明は省く。信号Ｓ5 は負荷電流が無いと判定されたとき
に Low、有ると判定されたときに High となる。負荷電
流の有無を判定するための値は定格負荷電流の１００分
の１程度に設定される。この値は真空遮断器１が零点な
しに遮断できる電流よりも小さな値となるものであり、
したがって、負荷電流無しと判定された場合にはその電
流は主接点の開極によって遮断されるので、真空遮断器
１の破壊や地絡事故への波及の恐れはない。
タイムチャートであり、図４と同じ、又は類似の事項に
ついては重複する説明を省く。この図とともに図５の論
理回路の動作説明をすると次の通りである。時点ｔ1 に
おいて投入動作が行われ真空遮断器１の主接点がＯＮす
るとこの時点から負荷電流が流れるものとする。この負
荷電流は図１の直流変流器５によって測定されて制御回
路４に入力されて所定の値よりも小さいときに負荷電流
は実質的に無い、大きいときに有りと判定される。この
判定回路もこの実施例では追加される事項であるが、従
来の技術の範囲で容易に作成できるものなので詳しい説
明は省く。信号Ｓ5 は負荷電流が無いと判定されたとき
に Low、有ると判定されたときに High となる。負荷電
流の有無を判定するための値は定格負荷電流の１００分
の１程度に設定される。この値は真空遮断器１が零点な
しに遮断できる電流よりも小さな値となるものであり、
したがって、負荷電流無しと判定された場合にはその電
流は主接点の開極によって遮断されるので、真空遮断器
１の破壊や地絡事故への波及の恐れはない。
【００２１】信号Ｓ5 が時点ｔ1 で Lowから High にな
り、そのままＡＮＤ素子４６３に入力されるとともに遅
延素子４４３によって遅延された信号もＡＮＤ素子４
６３に入力される。信号Ｓ5 が High の状態を継続して
いるときには図６に示すようにＡＮＤ素子４６３の出力
信号は信号と同じになる。信号はＡＮＤ素子４６
４に入力されるが、このＡＮＤ素子４６４には信号Ｓ4
の反転信号も一緒に入力されて、信号Ｓ4 が High か
ら Lowにかわる時点ｔ2 でも信号Ｓ5 が Highの状態を
維持しているときにはＡＮＤ素子４６４の出力信号は
High になる。この後は図３，図４と同様にＡＮＤ素子
４６２の出力信号、信号Ｓ2 が生成される。
り、そのままＡＮＤ素子４６３に入力されるとともに遅
延素子４４３によって遅延された信号もＡＮＤ素子４
６３に入力される。信号Ｓ5 が High の状態を継続して
いるときには図６に示すようにＡＮＤ素子４６３の出力
信号は信号と同じになる。信号はＡＮＤ素子４６
４に入力されるが、このＡＮＤ素子４６４には信号Ｓ4
の反転信号も一緒に入力されて、信号Ｓ4 が High か
ら Lowにかわる時点ｔ2 でも信号Ｓ5 が Highの状態を
維持しているときにはＡＮＤ素子４６４の出力信号は
High になる。この後は図３，図４と同様にＡＮＤ素子
４６２の出力信号、信号Ｓ2 が生成される。
【００２２】遅延素子４４３による信号Ｓ5 の遅延時間
ＴD2は時間Ｔに比べて小さい値、例えば前述のように時
間Ｔが２０ミリ秒程度のときには１０ミリ秒程度に設定
される。この遅延時間ＴD2は「有り」と判定される程度
の大きさの負荷電流がある時間継続して流れて始めて実
際に「有り」と判定するためである。ただ、投入失敗と
いう現象は非常に稀な現象なので、たとえ負荷電流の流
れる時間が短いときでも転流電流を重畳させるようにす
る、すなわち、遅延素子４４３とＡＮＤ素子４６３を省
いて信号Ｓ5 を信号とする回路構成であっても差し支
えない場合が多い。
ＴD2は時間Ｔに比べて小さい値、例えば前述のように時
間Ｔが２０ミリ秒程度のときには１０ミリ秒程度に設定
される。この遅延時間ＴD2は「有り」と判定される程度
の大きさの負荷電流がある時間継続して流れて始めて実
際に「有り」と判定するためである。ただ、投入失敗と
いう現象は非常に稀な現象なので、たとえ負荷電流の流
れる時間が短いときでも転流電流を重畳させるようにす
る、すなわち、遅延素子４４３とＡＮＤ素子４６３を省
いて信号Ｓ5 を信号とする回路構成であっても差し支
えない場合が多い。
【００２３】なお、転流スイッチ３３に対する投入信号
Ｓ2 を生成する論理回路として示した図３、図５は単な
る一例であって、この発明の目的に反しない限り従来の
技術の範囲でどのような回路構成を採用しても差し支え
ない。真空遮断器１の主接点のＯＮ、ＯＦＦに同期する
記号として補助ａ接点からの信号Ｓ4 を採用したが、こ
の信号Ｓ4 とＯＮ、ＯＦＦが反転する補助ｂ接点からの
信号を採用することもできる。この場合、例えば図３で
信号Ｓ4 が補助ｂ接点の信号であるとすれば、信号Ｓ4
を反転素子によって反転した上でモノステ４２１に入力
し、ＡＮＤ素子４６１への信号は反転素子４５１を取
り去って信号Ｓ 4 そのものとすればよい。図５の場合も
同様である。
Ｓ2 を生成する論理回路として示した図３、図５は単な
る一例であって、この発明の目的に反しない限り従来の
技術の範囲でどのような回路構成を採用しても差し支え
ない。真空遮断器１の主接点のＯＮ、ＯＦＦに同期する
記号として補助ａ接点からの信号Ｓ4 を採用したが、こ
の信号Ｓ4 とＯＮ、ＯＦＦが反転する補助ｂ接点からの
信号を採用することもできる。この場合、例えば図３で
信号Ｓ4 が補助ｂ接点の信号であるとすれば、信号Ｓ4
を反転素子によって反転した上でモノステ４２１に入力
し、ＡＮＤ素子４６１への信号は反転素子４５１を取
り去って信号Ｓ 4 そのものとすればよい。図５の場合も
同様である。
【００２４】
【発明の効果】この発明は前述のように、投入動作後に
遮断器の主接点が開極したことを検出して転流電流を負
荷電流に重畳させて電流零点を生成すれば、開極した主
接点間を短絡して生じていたアークがこの零点で消滅し
て負荷電流が遮断されることから、アークが継続するこ
とによる転流式直流遮断装置の破壊、更に波及的に生ず
る地絡事故を未然に防止することができるという効果が
得られる。その場合、開極したことを検出する方法とし
て、遮断器の主接点と同期してＯＮ、ＯＦＦする補助ａ
接点からの信号を利用すればよい。また、投入後の開極
を遮断器の主接点のＯＮ、ＯＦＦに反転してＯＮ、ＯＦ
Ｆする補助ｂ接点からの信号を利用することもできる。
遮断器の主接点が開極したことを検出して転流電流を負
荷電流に重畳させて電流零点を生成すれば、開極した主
接点間を短絡して生じていたアークがこの零点で消滅し
て負荷電流が遮断されることから、アークが継続するこ
とによる転流式直流遮断装置の破壊、更に波及的に生ず
る地絡事故を未然に防止することができるという効果が
得られる。その場合、開極したことを検出する方法とし
て、遮断器の主接点と同期してＯＮ、ＯＦＦする補助ａ
接点からの信号を利用すればよい。また、投入後の開極
を遮断器の主接点のＯＮ、ＯＦＦに反転してＯＮ、ＯＦ
Ｆする補助ｂ接点からの信号を利用することもできる。
【００２５】投入後に流れる負荷電流が所定の値を越え
たと判定されたときに転流電流を重畳させるようにすれ
ば、負荷電流が零、又は遮断器が遮断できる程度の微弱
な電流の場合には転流電流を重畳させる必要がないこと
から、転流電流を重畳させるためのエネルギーの節約に
なるという効果が得られる。負荷電流が所定の時間継続
したときに転流電流を重畳させる、すなわち、負荷電流
が所定の時間以内に何らかの理由でなくなってしまった
ときには転流電流を重畳させないようにすれば更にエネ
ルギーの節約になる。
たと判定されたときに転流電流を重畳させるようにすれ
ば、負荷電流が零、又は遮断器が遮断できる程度の微弱
な電流の場合には転流電流を重畳させる必要がないこと
から、転流電流を重畳させるためのエネルギーの節約に
なるという効果が得られる。負荷電流が所定の時間継続
したときに転流電流を重畳させる、すなわち、負荷電流
が所定の時間以内に何らかの理由でなくなってしまった
ときには転流電流を重畳させないようにすれば更にエネ
ルギーの節約になる。
【図１】この発明の実施例を示す転流式直流遮断装置の
回路図
回路図
【図２】図１の動作説明のための波形図
【図３】図２の信号Ｓ2 生成のための論理回路図
【図４】図３の動作説明のためのタイムチャート
【図５】図３とは別の信号Ｓ2 生成のための論理回路図
【図６】図５の動作説明のためのタイムチャート
【図７】従来の転流式直流遮断装置の回路図
【図８】図５の真空遮断器の構成原理図
２００，２１０…転流式直流遮断装置、１…真空遮断
器、２…非線形抵抗、３…転流回路、３１…転流コンデ
ンサ、３２…転流リアクトル、３３…転流スイッチ、Ｓ
1 …外部遮断指令信号、Ｓ2 …転流スイッチの投入指令
信号、Ｓ4 …補助ａ接点からの信号、４，４０…制御回
路、１００…直流電源、３００…負荷、４１…補助ａ接
点、４２１，４２２…モノステ、４３…フリップフロッ
プ、４４１，４４３…遅延素子、４５１，４５２，４５
３，４５４…反転素子、４６１，４６２，４６３，４６
４…ＡＮＤ回路
器、２…非線形抵抗、３…転流回路、３１…転流コンデ
ンサ、３２…転流リアクトル、３３…転流スイッチ、Ｓ
1 …外部遮断指令信号、Ｓ2 …転流スイッチの投入指令
信号、Ｓ4 …補助ａ接点からの信号、４，４０…制御回
路、１００…直流電源、３００…負荷、４１…補助ａ接
点、４２１，４２２…モノステ、４３…フリップフロッ
プ、４４１，４４３…遅延素子、４５１，４５２，４５
３，４５４…反転素子、４６１，４６２，４６３，４６
４…ＡＮＤ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三俣 正人 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】遮断器に並列に転流回路が設けられて、遮
断動作時に転流回路が生成する転流電流を負荷電流に重
畳させることによって電流零点を生成し、この零点で電
流遮断させるべくしてなる転流式直流遮断装置におい
て、投入動作後に遮断器の主接点が開極したことを検出
して負荷電流に転流電流を重畳させて電流零点を生成す
ることを特徴とする転流式直流遮断装置。 - 【請求項２】投入後の開極を、遮断器の主接点と同期し
てＯＮ、ＯＦＦする補助ａ接点からの信号によって検出
することを特徴とする請求項１記載の転流式直流遮断装
置。 - 【請求項３】投入後の開極を、遮断器の主接点のＯＮ、
ＯＦＦに反転してＯＮ、ＯＦＦする補助ｂ接点からの信
号によって検出することを特徴とする請求項１記載の転
流式直流遮断装置。 - 【請求項４】請求項１乃至３記載の転流式直流遮断装置
において、投入後に流れる負荷電流が所定の値を越えた
と判定されたときに負荷電流に転流電流を重畳させるこ
とを特徴とする転流式直流遮断装置。 - 【請求項５】投入後に流れる負荷電流が所定の値を越
え、かつ所定の時間継続したときに負荷電流に転流電流
を重畳させることを特徴とする請求項４記載の転流式直
流遮断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28679297A JP3777750B2 (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | 転流式直流遮断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28679297A JP3777750B2 (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | 転流式直流遮断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11120871A true JPH11120871A (ja) | 1999-04-30 |
| JP3777750B2 JP3777750B2 (ja) | 2006-05-24 |
Family
ID=17709108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28679297A Expired - Lifetime JP3777750B2 (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | 転流式直流遮断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3777750B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011233517A (ja) * | 2010-04-23 | 2011-11-17 | Lsis Co Ltd | ハイブリッド限流器 |
| US9413157B2 (en) | 2012-05-01 | 2016-08-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Direct-current circuit breaker |
| CN114076844A (zh) * | 2020-08-21 | 2022-02-22 | 深圳绿米联创科技有限公司 | 过零控制方法、电子设备及存储介质 |
-
1997
- 1997-10-20 JP JP28679297A patent/JP3777750B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011233517A (ja) * | 2010-04-23 | 2011-11-17 | Lsis Co Ltd | ハイブリッド限流器 |
| US9413157B2 (en) | 2012-05-01 | 2016-08-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Direct-current circuit breaker |
| CN114076844A (zh) * | 2020-08-21 | 2022-02-22 | 深圳绿米联创科技有限公司 | 过零控制方法、电子设备及存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3777750B2 (ja) | 2006-05-24 |
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