JPS6282622A - 直流しや断器回路 - Google Patents

直流しや断器回路

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JPS6282622A
JPS6282622A JP22285785A JP22285785A JPS6282622A JP S6282622 A JPS6282622 A JP S6282622A JP 22285785 A JP22285785 A JP 22285785A JP 22285785 A JP22285785 A JP 22285785A JP S6282622 A JPS6282622 A JP S6282622A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、直流しゃ断器回路に関するものであシ、特
に核融合電源や直流送電に用いられるアークレス型直流
しゃ断回路に関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は、例えば本出願に係る特公昭lI/−/2に3
3号公報に示されている従来の直流しゃ断器回路の概略
構成図である。この第3図において、(1)は直流電源
(1)の両端間には、負荷(2)としゃ断器(3)との
直列回路が接続されており、更に、スイッチ(船、イン
ダクタ(y)およびコンデンサ電源(6)の直列回路が
前記しゃ断器(3)と並列接続されている。
また、第9図には、第3図の従来の直流しゃ断器回路例
でしゃ断動作が行なわれたときにしゃ断器(3)を流れ
る電流波形図が例示されている。
以下、前記第3図および第V図を参照しながら、従来例
の動作について説明する。いま、時点(t7)において
しゃ断器(3)を開き、これと同時(しゃ断器(3)が
所定のストロークだけ開極した時刻)にスイッチ(りを
閉じるものとする。このときには、予め充電されている
コンデンサ電源(6)の極性に依存して、(→極性のと
きKは波形b(→に示す如く時点(tユ)において、ま
た、(+)極性のときには波形L(+)に示す如く時点
(tユ′)において、しゃ断器(3)を流れる電流(I
)がゼロになり、これにしたがって所期のしゃ断が行わ
れることになる。そして、この時点(tユ)または(t
;、’)におけるしゃ断が失敗に終ったときには、次に
続くサイクルでしゃ断器(3)を流れる直流がゼロにな
る時点で、前記所期のしゃ断がくり返して行われる。な
お、インダクタ(r)は、しゃ断器(3)が開いてから
、これを流れる電流がゼロになるまでの時間を規定する
時定数を調節するだめのものである。
従来の公知の直流しゃ断器回路は以上のように構成され
ているので、しゃ断器が開いてからしゃ断器を流れる電
流がゼロになるまでの間にしゃ断器の電極間にアークプ
ラズマが発生することがある。そして、このアークプラ
ズマのために前記しゃ断器の電極が損傷を受けて、その
寿命が短かくなってしまう。
また、前記アークプラズマが存在することから、しゃ断
器を流れる電流がゼロになることがらっでも、次の瞬間
には、それまでとは逆方向の電流が流れ易くなシ、しゃ
断が失敗してしまう可−目性がある等の問題点があった
このような公知の直流しゃ断器回路の欠点に鑑み、本発
明者は先に本出願人が出願した特願昭1.0−/’i/
’79!号において、第5図に示すような改良された直
流しゃ断器回路の提案を行った。
第5図において、(7)は可変電圧式直流電源であシ、
これは、しゃ断器(ざ)およびダイオード(//)のよ
うな整流器からなる直列回路を介して負荷コイル(/3
)に接続されている。また、しゃ断器(、r)とダイオ
ード(//)との直列回路には、コンデンサ電源(9)
およびスイッチ(10)からなる直列回路ならひにエネ
ルギーを吸収するためのしゃ断抵抗(/2)がそれぞれ
並列に接続されている。そして、クローバスイッチ(ハ
0が直流電1(’7)と並列に接続てれており、直流セ
ンサ(15)がしゃ断器Cg)の電流全検出するように
設けられ−Cいる。なお、コンデンサ電源(9)および
スイッチ(10)からなる直列回路には、必要に応じて
インダクタ(/6)が介挿される。
次に、第S図による直流しゃ断器回路の動作波形を示し
た第6図をも参照しながら、第5図の回路動作について
説明する。始めに直ff1t源(7)を付勢し、負荷コ
イル(/3)に流れる電流を立上げ一定(工、)にする
。このとき、負荷コイル(/3)を流れる電流としゃ断
器(す)を流れる電流とは互いに略々等しいものである
。この通電により負荷コイル(/3)に所定のエネルギ
が蓄積された後で、クローバスイッチ(ハ・が閉成され
、負荷コイル(/3)を流れる電流はクローバスイッチ
(ハ・によってクローバされ、直流電源(7)は回路か
ら切離される。
次いで、故障等の発生に伴って時点(t、)において、
スイッチ(10)が閉成され、コンデンサ電源(ワ)よ
シ過渡的な電流(工、)が直流(工、)とは逆向きにし
ゃ断器(r)を流れ始め時間とともに減少する。このた
め、時点(t41)において、双方の電流(工、)と(
エユ)との差はゼロになるが、このときの電流変化率は
しゃ断器(r)に直列接続されたダイオード(//)で
耐えられる範囲になるように設定されるものであシ、一
般的には、時点(t、)と時点(1,)との間の時間差
は極めて短かいものとなる。
そして、時点(t、)においてしゃ断器(、r)を流れ
る電流がゼロになったことが電流センサ(15)によっ
て感知されてしゃ断器(r)に開極指令信号が指令回路
(/り)よシ与えられ、これらの一定の遅れ時間後の時
点(t、)においてしゃ断器(、r)が開成される。こ
のときには、しゃ断器(r) Kは電流が流れていない
ことから、そのしゃ断器の電極間にアークプラズマが生
じることはない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の本発明者が先に開発した従来の直流しゃ断器回路
は種々の長所を有するが、しゃ断に成功した後、コンデ
ンサ電源(9)からの放電電流により抵抗(/2)に電
圧降下を生じ、このしゃ断器両端に発生する電圧によっ
てコンデンサ電源(9)が逆充電されるという問題点が
あった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、しゃ断器電極の損傷がなく且つしゃ断を短時
間で確実に行うことができるとともに、コンデンサ電源
を保護できる直流しゃ断器回路を得ることを目的とする
〔問題点を解決するだめの手段〕
この発明に係る直流しゃ断器回路は、直流電源と負荷と
の間にしゃ断器と整流素子との直列回路が設けられ、こ
の直列回路と並列にコンデンサ電源とスイッチとの直列
回路が設けられ、さらに、コンデンサ電源に並列にバイ
パススイッチを設けたものである。
〔作用〕
この発明によれば、コンデンサ電源と直列接続されたス
イッチを閉じることによりコンデンサ電源から流れる電
流によってしゃ断器に流れる電流がゼロにされ、このゼ
e+電流を検出してしゃ断器を開にし、しゃ断動作をア
ークの発生無しで行う。
しゃ断器には、コンデンサ電源をバイパススイッチで短
絡してその逆充電を防いでいる。
〔実施例〕
以下、この発明に係る直流しゃ断器回路の一実施例を図
について説明する。
第1図は、上記実施列の構成図であり、また、第2図は
、上記実施例におけるしゃ断器電流の波形図を示してい
る。
先ず、第1図において、第S図と異なる処は、しゃ断抵
抗(/2)をコンデンサ電源(?)の放電回路に挿入し
、コンデンサ電源(テ)には並列に電圧検知回路(/テ
)及びバイパススイッチ(コ0)を接続した点である。
電圧検知回路(/り)はバイパススイッチ(20)を開
閉制御できるようになっている。その他の部分又は素子
については第5図と同様であるので説明は省略する。
次に、第2図を参照しながら、第1図に示されている上
記実施例の動作について説明する。尚、第2図の波形図
は基本的には第6図のものと同じである。
先ず、直流電源(り)を負荷コイル(/3)に接続して
、これに通電し、励磁する。この負荷コイル(/、7)
t−流れる電流が、ある一定の値(工、)まで達してか
ら、直流電源(7)の電圧を低下させると、クローバダ
イオード又はスイッチ(ハ0の作用により、ダイオード
(//)、しゃ断器(t)、負荷(/3)及びスイッチ
(/lI)からなる回路について設定された時定数の範
囲で一定の電流が流れるとともに、直流電源(7)は負
荷コイル(/3)から切離されることKなる。この時、
負荷コイル(/3)に流れる電流はしゃ断器(g)に流
れる電流(工、)と等しく、これによってエネルギーが
負荷コイル(/3)に蓄積されている。
次いで故障等の発生に伴い時点(t、)において、外部
からの指令により第2スイツチ(/Q)が閉じられ、予
め充電されているコンデンサ電源(q)から電流(エユ
)が抵抗(//)を通ってしゃ断器(ざ)に流れ込む。
この電流(エユ)の方向は、前にしゃ断器(r)に流れ
ていた電流(工、)とは逆であシ、この結果、全しゃ断
器電流(I、−Iユ)は時点(t、7)よシ減少し始め
、時点(tや)においてゼロになる。
第2図において、一点破線はしゃ断器(f)と直列にダ
イオード(//)を挿入せず且つしゃ断器(g)を閉状
聾にしたままの時の電流波形であシ、時点(t、)から
(t、)の間は負の値をとり時点(tよ)において再度
電流はゼロになるが、実線で示すようなダイオード(/
/)を挿入した場合は、一点破線のようKしゃ断電流は
反転せずコンデンサ電源(9)の充放電回路定数によっ
て定まる期間(T)にわたって、ゼロ電流値が保持され
る。このゼロ直流値を電流センサ(15)が検出し、指
令回路(/り)によりしゃ断器(ざ)を開くよう指令す
る。したがって、この期間(T)中はしゃ断器(r)に
は電流が流れていないので、しゃ断器(ざ)を開いても
しゃ断器電極間にアークプラズマは発生しない。そして
、このように完全にしゃ断動作が行われることによって
電圧がしゃ断器(r)の電極間に発生する時には、電極
間隔が広がっているので、アークプラズマが無いことも
あり、しゃ断器(r)は、高い絶縁耐圧を有することが
できる。ここまでの動作は第5図の場合と同様である。
一方、指令回路(/7)からのしゃ断指令に、+l:+
しゃ断が開始することによって、コンデンサ電源(デ)
は抵抗(/2)、負荷(/3)、スイッチ(/す、第2
スイツチ(/θ)、及び必要ならインダクタ(/3)を
介して逆方向に充電されようとするが、コンデンサ電源
(q)のゼロ又は逆電圧を電圧検知回路(/9)によっ
て検出し、大きな逆電圧になる前にバイパススイッチ(
21に指令信号を送って閉成させ、コンデンサ電源(9
)に逆充電しないように短絡し、しゃ断抵抗(/2)を
通してKmを減衰させ完全なしゃ断を行うことができる
なお、上記実施例においては、負荷としてコイル音用い
た場合について説明したが、これに限ることなく、負荷
抵抗を用いた場合についても同様の効果が奏せらハ、る
。ただし、この場合にはしゃ断抵抗(/2)は必要なく
なる。また、時定数を調節するためにインダクタ(/3
)を除去しても構わない。
更に、しゃ断器(f)は機械的に電極を動かすものが一
般的であるので、開信号が入ってから開状態になるのに
所定時間がかかる場合には、電流検出とは別に、前取っ
て開信号を入れておいてもよい。即ち、故障等の発生に
応じてまずしゃ断器(す)に開信号を与え、上記の所定
時間よシ時効(t、)から(t、)の時間に相当する時
間だけ早く第2スイツチ(10)を開くようにしてもよ
い。この場合には電流センサ(15)は必要ない。また
、第2スイツチ(10)も所定の遅延動作時間を必要と
する場合には、第2スイツチ(/θ)も予め早目に動作
指令をしておけばよい。
〔発明の効果〕
以上説明されたようK、この発明による直流しや断器回
路は、スイッチを閉にしたときにコンデンサ電源から流
れる電流によってしゃ断器を流れる電流がゼロにされ、
この電流ゼロを検出してしゃ断動作が行われるが、しゃ
断動作時に、コンデンサ電源をバイパススイッチにより
短絡するようKしたため、コンデンサ電源が逆電圧で充
電されることなく、コンデンサ電源の損傷を防止出来る
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例である直流しゃ断器回路の
概略構成図、第2図は上記実施例のしゃ断器電流の波形
図、第3図は従来の公知の直流しゃ断器回路の概略構成
図、第を図は第3図の従来例のしゃ断器電流の波形図、
第5図は本出願人の先の出願に係る従来の直流しゃ断器
回路の概略構成図、及び第6図は第5図の直流しゃ断器
回路のしゃ断器電流の波形図、である。 (7)・・直流電源、(r)・・しゃ断器、(?)・・
コンデンサ電源、(10)・・スイッチ、(//)・・
整流素子、(/ユ)・・しゃ断抵抗、(/3)・・負荷
、(/夕)・・tKセンサ、(/7)・・指令回路、(
/9)・・電圧検知回路、(20)・・バイパススイッ
チ。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 帛1図 7.直流@派 8、しゃ断器 9、コシデ゛シサ電源 10; 第2スイツ士 II  整ソ紙素子 12 、 しゃ断、扛U光 13:9荷コイル 15、電職七ンサ 17゛宿全回路 19:電圧検知回路 20、穴子ベススイッす 鬼2図 しゃ断器電流 t3 :范2ズイヅナ(14)か閉り口なる時点、t4
 : しw断器電流力)゛セ:ロ[=なう時点t5ニジ
ゃ断器を閉じたまよの時に、再度しゃ断器電旋が流れ始
める時点 T : しゃ断器に聞[ニすへ゛き期間i(−>:(−
)持J住の時の雷シ麿乃彫巨+) ’ (+)極小生の
時の電fb伎彫第5図 丁 届と Y市 正 書(自発) 昭訂J6q、町11月1′1日 待1.′1庁長官殿 1、 事件の表示 昭和60年1寺許願第222857  号2、 ブδ明
の名称 直流しゃ断器回路 3、  t+li tlモをする名。 事件との関係  特許出願人 住 所”     東京都千代1111区丸の内−丁I
I 2 辱3号と 弥  (601)三菱電機株式会社
代表名゛志岐守哉 4、代理人 住 所     東京都千代111区丸の内二rlll
1号5、補正の対象 (1)明細書の発明の詳細な説明の欄 6、 補正の内容 +l+  明細書第3頁第14行目の「しゃ断」を「し
ゃ断動作」と補正する。 (2)  同第5頁第11行目の「介挿される。」の後
K、「電流センナ(15)には指令回路(17)が接続
されており、指令回路(17)の出力信号によってしゃ
断器(8)が開閉動作するようになっている。」を挿入
する。 (3)  同第10頁第2〜5行目の「閉じられ」を「
閉成され」と補正し、同第4行目の「抵抗(11)を通
って」を削除し、同第16〜14行目の「実線で示すよ
うな」を削除する。 (4)  同第11頁第14行目の「逆電圧」の前に「
わずかな」を挿入し、同第15行目の「大きな」を削除
する。 (5)  同第12頁第4〜5行目の「時定数を調節す
るために」を「通常、浮遊インダクタンスが含まれてい
るので時定数を調節することにより」と補正し、同第2
0行目の「された」を「した」と補正する。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)直流電源と負荷との間に設けられたしや断器によ
    つて直流しや断を行う直流しや断器回路において、該し
    や断器と直列接続された整流素子、該しや断器と整流素
    子との直列回路に対して並列接続された少なくともコン
    デンサ電源とスイッチとの直列回路、上記しや断器を流
    れる電流がゼロになつたときこれを検知して上記しや断
    器を開指令する手段、及び上記コンデンサ電源の逆電圧
    を検出して該コンデンサ電源を短絡する手段、を備えた
    ことを特徴とする直流しや断器回路。
  2. (2)上記開指令する手段が、上記しや断器電流を検知
    する電流センサと、該センサがゼロしや断器電流を検知
    したとき上記しや断器へ開指令信号を出力する指令回路
    と、から成る特許請求の範囲第1項記載の直流しや断器
    回路。
  3. (3)上記短絡する手段が、上記コンデンサ電源の両端
    に接続され、上記逆電圧を検出したとき該コンデンサ電
    源の短絡指令信号を発生する電圧検知回路と、上記コン
    デンサ電源の両端に接続され上記短絡指令信号により閉
    成するバイパススイッチと、から成る特許請求の範囲第
    1項又は第2項記載の直流しや断器回路。
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