(57)【要約】【課題】電流零点を発生させる外部回路を必要とせず、事故時に発生する大きな直流電流であっても遮断可能で、しかも開閉動作がスムーズに行える直流遮断器を提供することである。【解決手段】超電導限流部１２は、液体窒素ＬＮ２を充填した極低温恒温槽１４に超電導素子１５を浸漬して形成され、所定値以上の事故電流が流れたときは事故電流を限流し、遮断部１３は、消弧媒体を封入した密閉容器１６に遮断スイッチ１７を収納して形成され、超電導限流部１２の超電導素子１５が遮断スイッチ１７に直列接続され、大きな事故電流が発生した場合には、事故電流を遮断部１３で遮断可能範囲まで超電導限流部１２で限流し、その後に、遮断部１３で電流を遮断する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体窒素を充填した極低温恒温槽に超電導素子を浸漬して形成され所定値以上の事故電流が流れたときは前記事故電流を限流する超電導限流部と、
消弧媒体を封入した密閉容器に遮断スイッチを収納して形成され前記超電導限流部の超電導素子が前記遮断スイッチに直列接続される遮断部と、
を備えたことを特徴とする直流遮断器。
【請求項２】
前記消弧媒体は、水素ガスであることを特徴とする請求項１に記載の直流遮断器。
【請求項３】
前記遮断スイッチの開放時に、前記遮断スイッチの固定電極と可動電極との間に発生するアークに磁界を印加し、前記アーク長を引き延ばす磁気発生部を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の直流遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流回路に流れる直流電流を遮断する直流遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、低圧の直流回路では、電流を遮断する機器として限流ヒューズやアークシュート型遮断器が使用されている。一方、直流の大電流を遮断するには直流遮断器が用いられている。直流においては、交流のように電流零点が周期的に発生することがないため、電流遮断を容易にするには電流零点を何らかの手段で発生させる必要がある。一般的な直流遮断器では、交流用遮断器に電流零点を発生させるためのコンデンサなどの外部回路を追加した構成（コンデンサ型）となっている。
【０００３】
そのようなコンデンサ型の直流遮断器に超電導体を直列接続するとともに、その直列回路にＺｎＯ−Ｒを並列接続し、遮断の際には超電導体を常電導に転移させて直流電流を限流した後にコンデンサ型の直流遮断器を開き、残留電流をＺｎＯ−Ｒに転移させて直流電流を確実の限流遮断するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、本出願人は、液体窒素中に遮断スイッチを浸漬して接点を開いたときには、空気中で接点を開いたときよりアーク時間が大幅に短くなるという知見に基づき、液体窒素が充填された極低温恒温槽の液体窒素中に遮断スイッチを浸漬し、遮断スイッチに接続された主導体及び遮断スイッチに開閉指令を伝送する伝送線を極低温恒温槽からブッシングにて引き出すように構成した直流遮断器を発明し、特願２００８−２２３７３にて出願した。
【０００５】
さらに、本出願人は、液体窒素が充填された極低温恒温槽の液体窒素中に遮断スイッチと超電導部とを直列に接続して浸漬し、電流が臨界電流値以上となったときは超電導部で電流を限流し、極低温恒温槽の外部から遮断スイッチの開閉操作を行い、その開閉機構部による遮断スイッチの開操作時に、パッファ機構部により、遮断スイッチの接点部にアークを吹き飛ばすための液体窒素の噴流を発生させ、電流零点を発生させる外部回路を必要とせず、事故時に発生する大きな直流電流であっても遮断可能な直流遮断器を発明し、特願２００８−１４２１１４にて出願した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−３１０５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、コンデンサ型の直流遮断器は回路構成が複雑となり装置が大型化する。一方、限流ヒューズは電流遮断後の再投入ができないし、アークシュート型の直流遮断器は動作が遅く故障電流の限流機能を持たないため、電流遮断までの間に回路に大電流が流れ続けてしまう。また、特許文献１のものでは、コンデンサ型の直流遮断器に加え、超電導体やＺｎＯ−Ｒを用意しなければならないので、さらに構成が複雑となる。
【０００８】
本出願人の特願２００８−２２３７３のものは、極低温恒温槽の液体窒素中に遮断スイッチを浸漬したので、遮断スイッチ開放時のアーク時間が短くなり直流の遮断性能が大幅に向上するという顕著な効果を有するが、事故電流が大きくなるにつれて遮断スイッチ開放時のアーク時間が長くなるので、大きな事故電流を遮断することが困難となる。
【０００９】
また、本出願人の特願２００８−１４２１１４のものは、臨界電流値の事故電流が流れたときは超電導部により事故電流を限流して遮断スイッチを流れる電流を抑制し、パッファ機構部により遮断スイッチの開操作時に遮断スイッチの接点部にアークを吹き飛ばすための液体窒素の噴流を発生させるので、事故時に発生する大きな直流電流であっても遮断可能となるという顕著な効果を有するが、装置構成が複雑となるだけでなく、液体窒素中に遮断スイッチを浸漬していることから開閉動作がスムーズに行えない場合がある。
【００１０】
本発明の目的は、電流零点を発生させる外部回路を必要とせず、事故時に発生する大きな直流電流であっても遮断可能で、しかも開閉動作がスムーズに行える直流遮断器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明に係わる直流遮断器は、液体窒素を充填した極低温恒温槽に超電導素子を浸漬して形成され所定値以上の事故電流が流れたときは前記事故電流を限流する超電導限流部と、消弧媒体を封入した密閉容器に遮断スイッチを収納して形成され前記超電導限流部の超電導素子が前記遮断スイッチに直列接続される遮断部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明に係わる直流遮断器は、請求項１の発明において、前記消弧媒体は、水素ガスであることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明に係わる直流遮断器は、請求項１または請求項２の発明において、前記遮断スイッチの開放時に、前記遮断スイッチの固定電極と可動電極との間に発生するアークに磁界を印加し、前記アーク長を引き延ばす磁気発生部を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、超電導限流部で事故電流を限流し、限流した事故電流を水素ガスが封入された遮断部で遮断するので、電流零点を発生させる外部回路を必要とせず事故電流を遮断でき、また遮断器の開閉動作もスムーズとなり高速な遮断が可能となる。
【００１５】
また、消弧媒体として水素ガスを使用した場合には、直流配電系統での運用予想電圧４００Ｖにおいて、より大きな事故電流の遮断が可能となり、超電導限流部の責務が軽く超電導素子の負担も軽減できる。また、アーク長を引き延ばす磁気発生部を設けた場合には、さらにより大きな事故電流の遮断が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係わる直流遮断器の構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係わる直流遮断器における遮断部の遮断スイッチの一例を示す構成図。
【図３】本発明の実施の形態に係わる直流遮断器において、通電電流が３０Ａでギャップ長が５ｍｍであり遮断部の消弧媒体が混合ガスＨ２−Ｎ２（８０％−２０％）である場合及び水素ガスＨ２である場合の遮断性能を示す特性図。
【図４】図３のギャップ長５ｍｍに代えてギャップ長１０ｍｍとした場合の遮断性能を示す特性図。
【図５】本発明の実施の形態に係わる直流遮断器における遮断部の遮断スイッチの一例を示す構成図。
【図６】本発明の実施の形態に係わる直流遮断器において、通電電流が３０Ａでギャップ長が５ｍｍであり磁束密度が４７ｍＴの磁界を印加したときの遮断部の消弧媒体が混合ガスＨ２−Ｎ２（８０％−２０％）である場合及び水素ガスＨ２である場合の遮断性能を示す特性図。
【図７】本発明の実施の形態に係わる直流遮断器において、電極間の電圧を４００Ｖで一定としギャップ長が５ｍｍであり磁束密度が４７ｍＴの磁界を印加したときの遮断部の消弧媒体が混合ガスＨ２−Ｎ２（８０％−２０％）である場合及び水素ガスＨ２である場合の遮断性能を示す特性図。
【図８】本発明の実施の形態に係わる直流遮断器において、電極間の電圧を４００Ｖで一定としギャップ長が５ｍｍであり磁束密度が４７ｍＴの磁界を印加したときの遮断部の消弧媒体が０．１ＭＰａの空気、二酸化炭素ＣＯ２、六フッ化硫黄ガスＳＦ６である場合の遮断性能を示す特性図。
【図９】本発明の実施の形態に係わる直流遮断器において、電極間の電圧を４００Ｖで一定としギャップ長が５ｍｍであり遮断部の消弧媒体が０．１ＭＰａの水素ガスＨ２であるときの磁束密度が２５ｍＴ、４７ｍＴ、６０ｍＴの磁界を印加した場合の遮断性能を示す特性図。
【図１０】本発明の実施の形態に係わる直流遮断器の遮断時における電流及び電圧の一例を示す波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる直流遮断器の構成図である。遮断器本体１１は超電導限流部１２と遮断部１３とからなり、超電導限流部１２は、液体窒素ＬＮ２を充填した極低温恒温槽１４に超電導素子１５を浸漬して形成され、また、遮断部１３は、消弧媒体である水素ガスＨ２を封入した密閉容器１６に遮断スイッチ１７を収納して形成されている。
【００１８】
超電導限流部１２の超電導素子１５は、内部導体１８ａにて遮断部１３の遮断スイッチ１７に直列接続されるとともに、内部導体１８ｂによりブッシング１９ａを介して外部導体２０ａに接続される。また、密閉容器１３の遮断スイッチ１７は、内部導体１８ａにて超電導限流部１２の超電導素子１５に直列接続されるとともに、内部導体１８ｃによりブッシング１９ｂを介して外部導体２０ｂに接続される。
【００１９】
極低温恒温槽１４の超電導素子１５は、クエンチ時の抵抗が高いＹＢＣＯ（イットリウム系超電導体）が用いられ、所定値以上の事故電流が流れたときは、事故電流による発熱で事故電流を限流する特性を有するものである。そして、遮断部１３の遮断スイッチ１７は、極低温恒温槽１４の超電導素子１５で限流された事故電流を遮断する。
【００２０】
図２は、遮断部１３の遮断スイッチ１７の一例を示す構成図である。遮断スイッチ１７は、固定電極２１と可動電極２２とを有し、固定電極２１は、図２では図示省略の内部導体１８ａを介して極低温恒温槽１４の超電導素子１５に接続され、可動電極２２は、図２では図示省略の内部導体１８ｃにてブッシング１９ｂを介して外部導体２０ｂに接続されている。可動電極２２は駆動機構２３により駆動操作され、通電状態のときは、可動電極２２は固定電極２１に接触しており、開放状態のときは、可動電極２２は固定電極２１から離脱する。開放状態のときの固定電極２１と可動電極２２とのギャップ長は、例えば、５ｍｍあるいは１０ｍｍである。
【００２１】
次に、遮断部１３の遮断性能について説明する。遮断部１３の遮断性能は遮断スイッチ１７を開極したときのアーク時間で評価できる。アーク時間は電極が開極してから遮断が完了するまでの時間である。すなわち、固定電極２１と可動電極２２とが接触している状態から可動電極２２が固定電極２１から離れ、開放状態のギャップ長を維持した状態でアークが消滅するまでの時間である。
【００２２】
また、消弧媒体については、水素ガスＨ２はアーク電圧が高く消弧の際の時定数が小さいことがわかっている。水素ガスＨ２は耐電圧が空気よりも低いので装置を小型化すると絶縁破壊を起こす可能性があるが、ガス圧を上げることで絶縁耐力を増し遮断性能を向上できるという特徴を有する。一方、ハイブリッドカーに使われている直流遮断器では、水素ガスＨ２だけでは絶縁耐力が弱いので、水素ガスＨ２と窒素ガスＮ２とを８０％−２０％の割合で混合した混合ガスＨ２−Ｎ２を使用したものがある。そこで、ガス圧が０．１ＭＰａ及び０．２ＭＰａの混合ガスＨ２−Ｎ２（８０％−２０％）及び水素ガスＨ２について遮断性能を実験により調査した。
【００２３】
図３は、通電電流が３０Ａでギャップ長が５ｍｍであり遮断部１３の消弧媒体が混合ガスＨ２−Ｎ２（８０％−２０％）である場合及び水素ガスＨ２である場合の遮断性能を示す特性図である。図３の縦軸はアーク時間であり、横軸は遮断スイッチ１７に印加する電圧（電極を開放した場合には固定電極２１と可動電極２２との間の開放電圧）である。
【００２４】
図３において、特性曲線Ｓ１は遮断部１３の封入ガスが０．１ＭＰａの混合ガスＨ２−Ｎ２（８０％−２０％）である場合の特性曲線、特性曲線Ｓ２は遮断部１３の封入ガスが０．２ＭＰａの混合ガスＨ２−Ｎ２（８０％−２０％）である場合の特性曲線、特性曲線Ｓ３は遮断部１３の封入ガスが０．１ＭＰａの水素ガスＨ２である場合の特性曲線、特性曲線Ｓ４は遮断部１３の封入ガスが０．２ＭＰａの水素ガスＨ２である場合の特性曲線である。
【００２５】
特性曲線Ｓ１〜Ｓ４の場合の遮断限界電圧Ｖ１〜Ｖ４を比較すると、消弧媒体としての封入ガスが０．２ＭＰａの水素ガスＨ２である特性曲線Ｓ４の遮断限界電圧Ｖ４が最も高く、最も遮断性能がよいことが分かる。すなわち、消弧媒体としての封入ガスは混合ガスＨ２−Ｎ２（８０％−２０％）よりも水素ガスＨ２の方がよく、封入ガスの圧力が高い程遮断性能がよいことが分かる。
【００２６】
図４は、図３のギャップ長５ｍｍに代えてギャップ長１０ｍｍとした場合の遮断性能を示す特性図である。ギャップ長を大きくすると、特性曲線Ｓ１〜Ｓ４のいずれの場合も遮断限界電圧Ｖ１〜Ｖ４が高くなり遮断性能が向上する。これはギャップ長を大きくしたことで、アークの駆動範囲が広くなりアーク長が伸びてアーク電圧が上昇したからであると考えられる。
【００２７】
次に、図５に示すように、遮断部１３の固定電極２１と可動電極２２との間に磁気発生部２４を設け、遮断スイッチ１７の開放時に、磁気発生部２４により固定電極２１と可動電極２２との間に発生するアーク２５に磁界２６を印加してアーク長を引き延ばすことを検討した。
【００２８】
図６は、通電電流が３０Ａでギャップ長が５ｍｍであり磁束密度が４７ｍＴの磁界を印加したときの遮断部１３の消弧媒体が混合ガスＨ２−Ｎ２（８０％−２０％）である場合及び水素ガスＨ２である場合の遮断性能を示す特性図である。
【００２９】
図６において、特性曲線Ｓ１は遮断部１３の封入ガスが０．１ＭＰａの混合ガスＨ２−Ｎ２（８０％−２０％）である場合の特性曲線、特性曲線Ｓ２は遮断部１３の封入ガスが０．２ＭＰａの混合ガスＨ２−Ｎ２（８０％−２０％）である場合の特性曲線、特性曲線Ｓ３は遮断部１３の封入ガスが０．１ＭＰａの水素ガスＨ２である場合の特性曲線、特性曲線Ｓ４は遮断部１３の封入ガスが０．２ＭＰａの水素ガスＨ２である場合の特性曲線である。
【００３０】
特性曲線Ｓ１〜Ｓ４を比較すると、消弧媒体としての封入ガスが０．２ＭＰａの水素ガスＨ２である特性曲線Ｓ４が最もアーク時間が短く最も遮断性能がよいことが分かる。また、磁界を印加しない図３の場合と比較して、図３の場合では遮断不能だった電圧がアーク２５に磁界２６を印加することで図６のように遮断可能になり遮断性能が向上していることがわかる。このように遮断性能が向上した理由は、アーク２５に磁界２６を印加することで、さらにアーク２５が駆動するようになり、アーク長が伸びてアーク電圧が上昇したからだと考えられる。
【００３１】
以上のことから、遮断部１３の消弧媒体として混合ガスＨ２−Ｎ２（８０％−２０％）より水素ガスＨ２の方が遮断性能がよく、消弧媒体の封入圧力が高い方が遮断性能がよく、アークに磁界を印加した方が遮断性能がよいことが分かった。
【００３２】
ここで、太陽光発電や風力発電等の分散電源設備で発電された直流電力の直流配電系統の電圧は、将来的に４００Ｖ程度で運用されると考えられており、その場合の事故電流（短絡電流）は数１００ｋＡと考えられている。そこで、超電導限流部１２の超電導素子１５で事故電流を２００Ａ程度に限流し、遮断部１３において２００Ａ程度の電流を遮断できるように構成することを考える。
【００３３】
図７は、遮断スイッチ１７に印加する電圧を４００Ｖで一定としギャップ長が５ｍｍであり磁束密度が４７ｍＴの磁界を印加したときの遮断部１３の消弧媒体が混合ガスＨ２−Ｎ２（８０％−２０％）である場合及び水素ガスＨ２である場合の遮断性能を示す特性図である。図７の縦軸はアーク時間であり、横軸は遮断電流である。
【００３４】
図７において、特性曲線Ｓ１は遮断部１３の封入ガスが０．１ＭＰａの混合ガスＨ２−Ｎ２（８０％−２０％）である場合の特性曲線、特性曲線Ｓ２は遮断部１３の封入ガスが０．２ＭＰａの混合ガスＨ２−Ｎ２（８０％−２０％）である場合の特性曲線、特性曲線Ｓ３は遮断部１３の封入ガスが０．１ＭＰａの水素ガスＨ２である場合の特性曲線、特性曲線Ｓ４は遮断部１３の封入ガスが０．２ＭＰａの水素ガスＨ２である場合の特性曲線である。
【００３５】
特性曲線Ｓ１〜Ｓ４から分かるように、いずれの場合であっても２００Ａの電流を遮断することができる。従って、混合ガスＨ２−Ｎ２（８０％−２０％）及び水素ガスＨ２のいずれの消弧媒体であっても使用できる。なお、特性曲線Ｓ１〜Ｓ４の場合の遮断限界電流Ｉ１〜Ｉ４を比較すると、特性曲線Ｓ４の場合、つまり、消弧媒体としての封入ガスが０．２ＭＰａの水素ガスＨ２である場合は、遮断限界電流Ｉ４が最も大きく６５０Ａ程度の電流であっても遮断できることが分かる。
【００３６】
次に、水素ガスＨ２よりも絶縁耐力の強い空気、二酸化炭素ＣＯ２、六フッ化硫黄ガスＳＦ６を消弧媒体として遮断部１３の密閉容器１６に封入し磁気駆動により遮断性能実験を行った。図８は、電極間の開放電圧を４００Ｖで一定としギャップ長が５ｍｍであり磁束密度が４７ｍＴの磁界を印加したときの遮断部１３の消弧媒体が０．１ＭＰａの空気、二酸化炭素ＣＯ２、六フッ化硫黄ガスＳＦ６、水素ガスＨ２である場合の遮断性能を示す特性図である。図８の縦軸はアーク時間であり、横軸は遮断電流である。
【００３７】
図８において、特性曲線Ｓａは遮断部１３の封入ガスが空気である場合の特性曲線、特性曲線Ｓｂは遮断部１３の封入ガスが二酸化炭素ＣＯ２である場合の特性曲線、特性曲線Ｓｃは遮断部１３の封入ガスが六フッ化硫黄ガスＳＦ６である場合の特性曲線、特性曲線Ｓｄは遮断部１３の封入ガスが水素ガスＨ２である場合の特性曲線である。なお、特性曲線Ｓｄは図７の特性曲線Ｓ３と同じ特性曲線である。
【００３８】
特性曲線Ｓａ〜Ｓｄから分かるように、いずれの場合であっても２００Ａの電流を遮断することができる。従って、空気、二酸化炭素ＣＯ２、六フッ化硫黄ガスＳＦ６を消弧媒体として使用できる。なお、特性曲線Ｓａ〜Ｓｄの場合の遮断限界電流Ｉａ〜Ｉｄを比較すると、消弧媒体としての封入ガスが０．１ＭＰａの水素ガスＨ２である特性曲線Ｓｄの場合が最も遮断性能がよいことが分かる。
【００３９】
次に、遮断スイッチ１７の電極間の磁束密度を変えたときの遮断性能実験を行った。図９は、遮断スイッチ１７に印加する電圧を４００Ｖで一定としギャップ長が５ｍｍであり遮断部１３の消弧媒体が０．１ＭＰａの水素ガスＨ２であるときの磁束密度が２５ｍＴ、４７ｍＴ、６０ｍＴの磁界を印加した場合の遮断性能を示す特性図である。
【００４０】
図９において、特性曲線Ｓ１１は磁束密度が２５ｍＴである場合の特性曲線、特性曲線Ｓ１２は磁束密度が４７ｍＴである場合の特性曲線、特性曲線Ｓ１３は磁束密度が６０ｍＴである場合の特性曲線である。なお、特性曲線Ｓ１２は図７の特性曲線Ｓ３と同じ特性曲線である。
【００４１】
特性曲線Ｓ１１〜Ｓ１３から分かるように、いずれの場合であっても２００Ａの電流を遮断することができる。特性曲線Ｓ１１〜Ｓ１３の場合の遮断限界電流Ｉ１１〜Ｉ１３を比較すると、磁束密度が６０ｍＴである特性曲線Ｓ１３の場合が最も遮断性能がよいことが分かる。これは磁束密度の値が高いほどアーク２５に力が働きアーク２５がさらに引き伸ばされアーク電圧が高くなるので遮断性能がよくなっていると考えられる。
【００４２】
以上の検討事項から、消弧媒体としては、水素ガスＨ２、Ｈ２−Ｎ２（８０％−２０％）混合ガス、二酸化炭素ガスＣＯ２、六フッ化硫黄ガスＳＦ６などを用いることが可能である。望ましくは、水素ガスを用いる。また、遮断スイッチ１７の電極間に磁界を印加すると遮断性能が向上するので、必要に応じて磁気発生部を設ける。
【００４３】
図１０は、本発明の実施の形態に係わる直流遮断器の遮断時における電流及び電圧の一例を示す波形図である。図１０では、電極間の開放電圧が４００Ｖ、電極間のギャップ長が５ｍｍ、アークに印加される磁界の磁束密度が４７ｍＴ、消弧媒体が０．１ＭＰａの水素ガスＨ２である場合の遮断時の電流及び電圧の波形を示している。図１０の縦軸は電流及び電圧であり、横軸は時間である。
【００４４】
いま、時点０以前において遮断スイッチ１７が閉じており、固定電極２１と可動電極２２とが接触しているとし、時点０で事故が発生して大きな事故電流Ｉｆが流れたとする。超電導限流部１２の超電導素子１５は大きな事故電流Ｉｆにより発熱し、クエンチ現象により超電導状態から常電導状態となり大きな抵抗Ｒとして働く。これにより、事故電流Ｉｆを限流し、遮断部１３の遮断スイッチ１７を流れる電流Ｉｘを遮断スイッチ１７で遮断可能な電流値以下に限流する。例えば２００Ａ以下（図１０では１５０Ａ以下）に限流する。また、超電導素子１５の両端の電圧Ｖｘは、常電導状態になり抵抗Ｒとして働くことから、電流Ｉｘと抵抗Ｒとの積で定まる電圧となる。
【００４５】
そして、時点９の近傍で遮断スイッチ１７が開極し始めると、アークが発生し始めて時点９の近傍から時点１４の近傍の間でアークが継続する。このアーク時間は４〜５［ｍｓ］である。アークは、時点１２の近傍から時点１４の近傍において大きくなっており、この間の電極間の電圧Ｖｔは、０［Ｖ］〜２０００［Ｖ］で変動している。そして、時点１４の近傍でアークが消滅し、これに伴い電流Ｉｘは０になり、超電導素子１５の両端の電圧Ｖｘも０となる。一方、遮断スイッチ１７の固定電極２１と可動電極２２との電極間の電圧は、電極間の開放電圧４００Ｖとなる。
【００４６】
このように、時点０において、事故電流発生後の数ｍｓ以内に超電導素子１５がクエンチし、事故電流が１５０Ａ以下に限流されている。この限流された事故電流が時点１４付近で遮断部１３の遮断スイッチ１７により遮断されていることがわかる。
【００４７】
本発明の実施の形態では、液体窒素ＬＮ２中に配置した超電導限流部１２と、遮断性能に優れた水素ガスＨ２などを用いた遮断部１３とを組み合わせて構成し、例えば、短絡事故が発生し大きな事故電流が発生した場合には、事故電流を遮断部１３で遮断可能範囲まで超電導限流部１２で限流し、その後に、遮断部１３で電流を遮断する。
【００４８】
本発明の実施の形態によれば、超電導限流部１２と遮断部１３とを組み合わせることで直流遮断性能は大幅に向上するため、電流零点を発生させる外部回路を必要とせず、機器構成の簡素化が可能となる。また、特願２００８−１４２１１４のものと比較し、遮断スイッチ１７の開閉動作もスムーズとなり繰り返しの使用が可能となる。また、直流配電系統での運用予想電圧４００Ｖにおいて、より大きな事故電流の遮断が可能となり、超電導限流部１２の責務を軽減でき超電導素子１５の負担軽減が可能となる。従って、超電導素子１５の必要量を減らすことでコスト削減も見込める。
【符号の説明】
【００４９】
１１…遮断器本体、１２…超電導限流部、１３…遮断部、１４…極低温恒温槽、１５…超電導素子、１６…密閉容器、１７…遮断スイッチ、１８…内部導体、１９…ブッシング、２０…外部導体、２１…固定電極、２２…可動電極、２３…駆動機構、２４…磁気発生部、２５…アーク、２６…磁界
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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