(57)【要約】  直流遮断器の試験装置（１００）は、試験対象の直流遮断器（５）に流す第１の試験電流を生成する交流電源（１）と、直流遮断器に流す第２の試験電流を生成する電圧源回路（１０）と、電圧源回路と直流遮断器との間に設けられ、交流電源から直流遮断器に第１の試験電流が流れ始める時点で開状態であり、直流遮断器が第１の試験電流の遮断を実行した後の規定のタイミングで閉状態となり電圧源回路を直流遮断器に接続する投入スイッチ（９）と、を備え、電圧源回路は、投入スイッチが閉じると、直流遮断器が備えているエネルギー吸収ユニット（８）の制限電圧よりも高い電圧まで充電された状態のコンデンサ（１３）を放電させて第２の試験電流を生成する。
2017199397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験対象の直流遮断器である供試直流遮断器に流す第１の試験電流を生成する交流電源と、
前記供試直流遮断器に流す第２の試験電流を生成する電圧源回路と、
前記電圧源回路と前記供試直流遮断器との間に設けられ、前記交流電源から前記供試直流遮断器に前記第１の試験電流が流れ始める時点で開状態であり、前記供試直流遮断器が前記第１の試験電流の遮断を実行した後の規定のタイミングで閉状態となり前記電圧源回路を前記供試直流遮断器に接続するスイッチと、
を備え、
前記電圧源回路は、前記スイッチが閉じると、前記供試直流遮断器が備えているエネルギー吸収ユニットの制限電圧よりも高い電圧まで充電された状態のコンデンサを放電させて前記第２の試験電流を生成する、
ことを特徴とする直流遮断器の試験装置。
【請求項２】
前記スイッチを放電ギャップとすることを特徴とする請求項１に記載の直流遮断器の試験装置。
【請求項３】
前記交流電源と前記供試直流遮断器との間に設けられ、前記スイッチが閉じた後に前記交流電源から前記供試直流遮断器に流れる前記第１の試験電流を遮断する補助遮断器、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の直流遮断器の試験装置。
【請求項４】
前記補助遮断器を真空遮断器とすることを特徴とする請求項３に記載の直流遮断器の試験装置。
【請求項５】
前記電圧源回路および前記スイッチからなる直流性電流生成回路を複数備え、
前記直流性電流生成回路の各々は、前記供試直流遮断器が前記第１の試験電流の遮断を実行した後の異なる規定のタイミングで順番に、前記供試直流遮断器に前記第２の試験電流を流す、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の直流遮断器の試験装置。
【請求項６】
直流遮断器を試験するための試験方法であって、
交流電源が生成する第１の試験電流を試験対象の直流遮断器である供試直流遮断器に流す第１のステップと、
前記供試直流遮断器が前記第１の試験電流を遮断する第２のステップと、
電圧源回路が生成する第２の試験電流を前記第２のステップを実行した後の規定のタイミングで前記供試直流遮断器に流す第３のステップと、
を含み、
前記電圧源回路は、前記供試直流遮断器が備えているエネルギー吸収ユニットの制限電圧よりも高い電圧まで充電した状態のコンデンサを放電させて前記第２の試験電流を生成する、
ことを特徴とする試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流遮断器の試験装置および試験方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多端子高電圧直流（ＨＶＤＣ：High  Voltage  Direct  Current）送電の実現に向け、近年、高電圧直流遮断器（ＤＣＣＢ：Direct  Current  Circuit  Breakers）の開発が各国で加速している。しかし、高電圧ＤＣＣＢについての工業規格は現状存在していない。また、高電圧ＤＣＣＢの遮断性能の検証試験方法および形式試験方法も確立されていない。試験方法の規格化へ向けては、実際のＨＶＤＣ系統と等価となるストレス、または包含するストレスを被試験機すなわち供試高電圧ＤＣＣＢへ与えることが重要である。しかしながら、ＨＶＤＣ系統をそのまま再現するような理想的な試験回路による試験（以下、「理想ＤＣ電源法」と称する）を実施しようとすると、実系統相当の大規模試験設備が必要となる。そのため、どのような大電力試験所であっても、この方法の実現は事実上不可能である。【０００３】
一方、従来の試験方法として、交流短絡発電機による正弦波短絡電流波形の立ち上がり部を直流事故電流の立ち上がり部に見立て、その上昇過程で供試高電圧ＤＣＣＢにより零点形成して遮断する試験方法（以下、「交流短絡発電機法」と称する）が存在する。交流電流を利用してＤＣＣＢの試験を行う方法としては非特許文献１および２に記載された方法が存在する。【０００４】
非特許文献１には、リアクトルの直流性放電を利用してＤＣＣＢの試験を行う方法が記載され、非特許文献２には、交流短絡発電機の低速運転による低周波電流を利用してＤＣＣＢの試験を行う方法が記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】S.Tokoyoda,  M.Sato,  K.Kamei,  D.Yoshida,  M.Miyashita,  K.Kikuchi,  H.Ito,  ”High  Frequency  Interruption  Characteristics  of  VCB  and  its  Application  to  High  Voltage  DC  Circuit  Breaker”,  ICEPE-ST  2015,  pp117-121(2015)
【非特許文献２】R.P.P.Smeets,  A.Yanushkevich,  N.A.Belda,  R.Scharrenberg,  “Design  of  Test-Circuits  for  HVDC  Circuit  Breakers”,  ICEPE-ST  2015,  pp229-234(2015)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の交流電流を利用して行う試験方法では、「遮断電流波形」はＨＶＤＣ実系統とほぼ等価な波形が得られる。しかしながら、「電流遮断後にＤＣＣＢ極間に発生する過渡回復電圧（ＴＲＶ：Transient  Recovery  Voltage）波形および回復電圧波形」、および、ＤＣＣＢに並列に装備される「避雷器の処理エネルギー」といったストレスは、ＨＤＶＣ実系統で想定されるよりも小さくなり、試験対象の直流遮断器へ実系統と等価なストレスを与えることができないという問題があった。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、試験対象の直流遮断器に対して実系統での動作時に近いストレスを与えることが可能な直流遮断器の試験装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる直流遮断器の試験装置は、試験対象の直流遮断器である供試直流遮断器に流す第１の試験電流を生成する交流電源と、供試直流遮断器に流す第２の試験電流を生成する電圧源回路と、を備える。また、直流遮断器の試験装置は、電圧源回路と供試直流遮断器との間に設けられ、交流電源から供試直流遮断器に第１の試験電流が流れ始める時点で開状態であり、供試直流遮断器が第１の試験電流の遮断を実行した後の規定のタイミングで閉状態となり電圧源回路を供試直流遮断器に接続するスイッチを備え、電圧源回路は、スイッチが閉じると、供試直流遮断器が備えているエネルギー吸収ユニットの制限電圧よりも高い電圧まで充電された状態のコンデンサを放電させて第２の試験電流を生成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、試験対象の直流遮断器に対して実系統での動作時に近いストレスを与えることが可能となる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１にかかる直流遮断器の試験装置の概略構成の一例を示す図
【図２】実施の形態１にかかる直流遮断装置の試験装置の回路構成例を示す図
【図３】実施の形態１にかかる直流遮断装置の試験装置が試験を行う直流遮断器の具体的な構成例を示す図
【図４】実施の形態１にかかる直流遮断装置の試験装置の動作例を示す図
【図５】交流短絡発電機法を実現するための試験回路を示す図
【図６】交流短絡発電機法を実現するための試験回路の動作を示す図
【図７】理想ＤＣ電源法を実現するための試験回路を示す図
【図８】理想ＤＣ電源法を実現するための試験回路の動作を示す図
【図９】実施の形態２にかかる直流遮断装置の試験装置の回路構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態にかかる直流遮断器の試験装置および試験方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる直流遮断器の試験装置の概略構成の一例を示す図である。
【００１３】
直流遮断器の試験装置１００は、図１では記載を省略している被試験装置の直流遮断器（ＤＣＣＢ）に流すための第１の試験電流を生成する第１の試験電流生成部１０１と、被試験装置の直流遮断器に流すための第２の試験電流を生成する第２の試験電流生成部１０２と、被試験装置の直流遮断器を接続するための端子１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃおよび１０３Ｄを備えて構成された被試験装置接続部１０３と、第２の試験電流生成部１０２の図１では記載を省略しているコンデンサを充電する充電回路１０４と、第１の試験電流生成部１０１、第２の試験電流生成部１０２、被試験装置接続部１０３に接続された直流遮断器、および充電回路１０４を制御する制御装置１０５と、を備える。
【００１４】
充電回路１０４は、例えば、交流電源から供給された交流電力をトランスで所望の電圧まで昇圧した後、整流および平滑化を行うことにより、充電用の直流電力を生成する回路と、充電対象のコンデンサへの充電用電力の供給開始および停止を行うスイッチとにより実現され、このスイッチは制御装置１０５により制御される。
【００１５】
制御装置１０５は、例えば、プロセッサ、メモリおよび周辺回路により実現される。すなわち、第１の試験電流生成部１０１、第２の試験電流生成部１０２、被試験装置接続部１０３に接続された直流遮断器、および充電回路１０４を制御するためのプログラムをメモリが保持しておき、メモリで保持されているプログラムをプロセッサが実行することにより制御装置１０５を実現することが可能である。
【００１６】
試験装置１００は、制御装置１０５が第１の試験電流生成部１０１および第２の試験電流生成部１０２の動作を制御することにより、被試験装置の直流遮断器、すなわち被試験装置接続部１０３に接続された直流遮断器に対して第１の試験電流および第２の試験電流を流すタイミングを制御し、実系統での動作時に近いストレスを与える。
【００１７】
図２は、実施の形態１にかかる直流遮断装置の試験装置１００の回路構成例を示す図である。なお、図２では、図１に示した充電回路１０４の記載を省略している。また、図２では、供試直流遮断器、すなわち、被試験装置としての直流遮断器５も併せて記載している。
【００１８】
試験装置１００の第１の試験電流生成部１０１は、短絡発電機などである交流電源１と、補助遮断器４とを備えて構成されている。なお、図２には、第１の試験電流生成部１０１を構成する試験回路が有している抵抗成分およびインダクタンス成分を抵抗２およびインダクタ３として示している。
【００１９】
第１の試験電流生成部１０１は、試験状態に応じて、交流電源１の出力電圧を変圧器で変圧する構成としてもよい。すなわち、補助遮断器４を介して直流遮断器５に印加する直流電圧を変圧する変圧器を第１の試験電流生成部１０１に設けてもよい。また、電源容量アップのために、並列に接続された複数の交流電源が交流電源１を構成するようにしてもよい。なお、交流電源１の運転周波数については特に規定しない。本実施の形態にかかる直流遮断器の試験装置は、交流電源の運転周波数によらず適用できる。
【００２０】
補助遮断器４は、交流電源１と直流遮断器５との間に設けられ、直流遮断器５の過渡回復電圧の継続期間（ＴＲＶ継続期間）において、交流電源１を直流遮断器５から切り離し、過渡回復電圧および回復電圧に対して交流電源１が及ぼす影響を低減する。また、補助遮断器４は、直流遮断器５が遮断失敗した場合には、交流電源１から供給される試験電流である第１の試験電流の電流零点において、交流電源１と直流遮断器５との間に流れる電流を遮断する。補助遮断器４は、制御装置１０５により制御される。補助遮断器４は、高周波消弧性能が高い真空遮断器（ＶＣＢ：Vacuum  Circuit  Breaker）を使用することが望ましい。
【００２１】
第２の試験電流生成部１０２は、直流遮断器５に第２の試験電流を流すための投入スイッチ９および第２の試験電流を生成する電圧源回路１０を備える。電圧源回路１０は、波形調整用のリアクトル１１、波形調整用の抵抗１２およびコンデンサ１３が直列に接続された構成の回路であり、直流性の電流である第２の試験電流を生成する。
【００２２】
投入スイッチ９は、電圧源回路１０と直流遮断器５とを適切なタイミングで接続するためのスイッチであり、例えば放電ギャップ装置で実現される。投入スイッチ９は制御装置１０５により制御される。すなわち、投入スイッチ９は、制御装置１０５からの指示に従って電路の開閉を行う。
【００２３】
電圧源回路１０が生成する第２の試験電流は、直流遮断器５が遮断動作を実行した後の過渡回復電圧期間において直流遮断器５へ注入するためのエネルギーである。直流遮断器５の試験を開始する前の状態、具体的には、投入スイッチ９が開放された状態においてコンデンサ１３が充電され、直流遮断器５の試験が開始された後の過渡回復電圧期間において制御装置１０５が投入スイッチ９を投入することにより、コンデンサ１３に蓄積されたエネルギーが直流遮断器５に注入される。波形調整用のリアクトル１１および抵抗１２は、投入スイッチ９が投入されることによりコンデンサ１３が放電するときの放電電流波形および電圧波形を調整する。第２の試験電流生成部１０２から直流遮断器５に注入されるエネルギーは、主に、後述するエネルギー吸収ユニット８に注入される。
【００２４】
直流遮断器５は、被試験装置接続部１０３の端子１０３Ａおよび１０３Ｂを介して第１の試験電流生成部１０１に接続されるとともに、端子１０３Ｃおよび１０３Ｄを介して第２の試験電流生成部１０２に接続される。図２に示した直流遮断器５は、直流遮断器が備えている一般的な構成要素、具体的には、遮断ユニット６、転流ユニット７およびエネルギー吸収ユニット８を備えている。エネルギー吸収ユニット８は、一般的には避雷器である。
【００２５】
図３は、直流遮断器５の具体的な構成例を示す図である。直流遮断器５の遮断ユニット６は、主遮断部６１により構成される。主遮断部６１は、直流遮断器５が投入されている直流線路で事故が発生すると、事故電流を遮断する。直流遮断器５の転流ユニット７は、投入スイッチ７１、インダクタンス７２およびコンデンサ７３により構成される。転流ユニット７は、直流遮断器５が投入されている直流線路で事故が発生した場合、事故電流に重畳させて電流零点を形成するための共振性電流を生成する。エネルギー吸収ユニット８は、上述したように避雷器である。図３に示した構成は一例であり、その他の構成の直流遮断器であっても供試直流遮断器とすることができる。すなわち、本発明にかかる直流遮断器の試験装置の試験対象となりうる直流遮断器は図３に示した構成のものに限定されない。
【００２６】
遮断ユニット６の主遮断部６１は、通常時、すなわち、直流遮断器５が実系統に投入され、かつ事故が発生していない状態において、閉極状態となっている。また、転流ユニット７の投入スイッチ７１は、通常時は開いた状態となっている。なお、コンデンサ７３は、直流遮断器５が実系統に投入された後、図３では記載を省略している充電回路により充電が速やかに行われる。コンデンサ７３に電荷が蓄積された状態において投入スイッチ７１が閉じられると、コンデンサ７３が放電し、転流ユニット７から遮断ユニット６に向けて共振性電流が流れる。
【００２７】
遮断ユニット６の主遮断部６１および転流ユニット７の投入スイッチ７１は、直流遮断器５内の図３では記載を省略している制御装置により制御される。主遮断部６１および投入スイッチ７１を制御する制御装置は、直流遮断器５が挿入されている直流線路で事故が発生したことを検知すると、主遮断部６１に対して開極を指示し、また、投入スイッチ７１に対して閉路を指示する。投入スイッチ７１が閉じることにより、転流ユニット７から主遮断部６１に共振性電流が流れて電流零点が形成され、主遮断部６１による事故電流の遮断が完了する。図３では、直流遮断器５が投入されている直流線路において事故が発生した場合の主遮断部６１および投入スイッチ７１の端子の接続状態の変化を矢印で示している。
【００２８】
実施の形態１にかかる直流遮断装置の試験装置１００が図３に示した直流遮断器５の試験を行う場合の動作の詳細は図４に示したものとなる。なお、直流遮断器５の試験を行う場合、例えば、試験装置１００の制御装置１０５から直流遮断器５内の制御装置に対して遮断動作の開始を指示し、この指示を受けた直流遮断器５内の制御装置は、主遮断部６１を開極するとともに投入スイッチ７１を投入する。
【００２９】
ここで、実施の形態１にかかる試験装置１００の詳しい動作を説明する前に、比較例として、上述した交流短絡発電機法を実現するための試験回路および動作と、理想ＤＣ電源法を実現するための試験回路について説明する。
【００３０】
図５は、交流短絡発電機法を実現するための試験回路を示す図である。なお、被試験装置としての直流遮断器５も併せて記載している。直流遮断器５の構成および動作は図２および図３に示した直流遮断器５と同様である。
【００３１】
図５に示した試験回路は、交流電源２１および遮断部２４を備える。図５に示した抵抗２２は試験回路が有している抵抗成分であり、インダクタ２３は試験回路が有しているインダクタンス成分である。交流電源２１は交流短絡発電機とすることができる。
【００３２】
図６は、図５に示した交流短絡発電機法の試験回路の動作を示す図である。図６は、図５に示した試験回路で直流遮断器５の遮断試験を実施した場合の各部の電流（ｉcb，ｉar）および電圧（Ｖt）の波形と、エネルギー吸収ユニット８が吸収するエネルギー（Ｅar）の波形と、試験回路の各機器および直流遮断器５の動作シーケンスとを示している。なお、最下段に記載したエネルギー吸収ユニット８については、そのインピーダンスの変化を示している。
【００３３】
また、図７は、理想ＤＣ電源法を実現するための試験回路を示す図である。なお、被試験装置としての直流遮断器５も併せて記載している。直流遮断器５の構成および動作は図２および図３に示した直流遮断器５と同様である。
【００３４】
図７に示した試験回路は、直流電源３１および遮断部３４を備える。図７に示した抵抗３２は試験回路が有している抵抗成分であり、インダクタ３３は試験回路が有しているインダクタンス成分である。
【００３５】
図８は、図７に示した理想ＤＣ電源法の試験回路の動作を示す図である。図８は、図７に示した試験回路で直流遮断器５の遮断試験を実施した場合の各部の電流（ｉcb，ｉar）および電圧（Ｖt）の波形と、エネルギー吸収ユニット８が吸収するエネルギー（Ｅar）の波形と、試験回路の各機器および直流遮断器５の動作シーケンスとを示している。図６と同様に、最下段に記載したエネルギー吸収ユニット８については、そのインピーダンスの変化を示している。すでに説明したとおり、理想ＤＣ電源法は、大電力試験所の設備で構成することは事実上不可能であるが、ＨＶＤＣ実系統の基本的な現象をそのまま再現しているため、ここでは理想ＤＣ電源法によって得られる各部の電流、電圧およびエネルギー波形を理想基準波形とする。
【００３６】
図６に示した、交流短絡発電機法の試験回路によって得られると想定される試験波形と、図８に示した理想基準波形とを比較すると、図６に示した試験波形は、ＴＲＶ継続期間（図６の場合は時刻ｔ1〜時刻ｔ2、図８の場合は時刻ｔ1〜時刻ｔ3）およびその後の回復電圧期間において、直流遮断器５の極間電圧（Ｖt）が図８の理想基準波形を包含していない。また、そのことに起因して、直流遮断器５のエネルギー吸収ユニットの吸収エネルギー（Ｅar）も理想基準波形よりも小さい。これは、交流短絡発電機法による試験では、実環境に近い条件のもとで試験を行うことができないことを示している。
【００３７】
上記の非特許文献２には、ＨＶＤＣ実系統における事故電流遮断現象を大電力試験設備によって再現する場合における、試験対象の直流遮断器に与えるストレスについて記載されている。非特許文献２の記載によれば、遮断試験の遮断過程で直流遮断器に課せられる全ストレスは、以下の（ア）〜（ウ）の項目で定義できるとされている。
（ア）直流遮断器の遮断ユニットに流れる遮断電流波形
（イ）遮断ユニットが電流を遮断した後の直流遮断器極間に発生する過渡回復電圧（ＴＲＶ）波形、および、その後の回復電圧波形
（ウ）直流遮断器の遮断ユニットおよび転流ユニットと並列に装備されるエネルギー吸収ユニットの処理エネルギー
【００３８】
図５に示した交流短絡発電機法の試験回路を使用した場合、上記（ア）、すなわち、図６に示したｉcbの波形については、交流短絡発電機の運転周波数、電流波高値および直流分含有率などを調整することにより、実系統と等価な波形、すなわち、図８に示したｉcbの波形に相当する波形を再現することができるため、問題とならない。しかし、前記（イ）、すなわち、図６に示したＶtの波形については、特に過渡回復電圧の継続時間（ＴＲＶ継続時間）が、ＨＶＤＣ実系統現象よりも短くなり、実系統と等価なストレスを試験対象の直流遮断器に対して与えることができない。
【００３９】
ここで、過渡回復電圧の継続時間は以下の（１）〜（４）の要素によって決まる。
（１）直流電流遮断時に、試験回路のインダクタンスに残留した０．５×Ｌ×Ｉ2で決まるエネルギー（Ｌは系統のインダクタンス、Ｉは遮断時の電流瞬時値）
（２）直流遮断器の電源側電圧
（３）エネルギー吸収ユニットの特性
（４）直流遮断器の極間（遮断ユニットの極間）の静電容量
【００４０】
（１）、（３）および（４）を一定とした場合には、（２）の電源側電圧波形が、ＨＶＤＣ実系統（直流一定電圧）に対して差が大きくなるほど、すなわち、交流短絡発電機法による試験で言えば、電源である短絡発電機の運転周波数が高くなるほど、一般的に過渡回復電圧の継続時間は短くなり、ＨＶＤＣ実系統に対する（イ）の等価性が低くなる。
【００４１】
また、上記（ウ）についても、吸収されるエネルギーは上記（イ）の回復電圧継続時間、すなわちエネルギー吸収ユニットの動作時間が短いほど小さくなり、ＨＶＤＣ実系統に対する等価性が低くなる。
【００４２】
非特許文献２に記載の試験方法においては、交流短絡発電機の運転周波数を極力低くして電源電圧を直流電圧波形に近づけることで、上記の（イ）および（ウ）の等価性向上を図っている。この場合、交流短絡発電機の運転周波数を低くするほど、発電機の出力電圧も低下する。そのため、高電圧かつ大電流の試験を実施するためには、発電機電圧を充分に昇圧する短絡変圧器と、昇圧しても十分な大電流が供給できる電源容量が必要となり、結果的に莫大な設備が必要となるという問題がある。また、たとえ低周波電源を用いた試験であっても、電源側電圧はその周波数で振動するため、直流遮断器の極間電圧も、過渡回復電圧継続時間の後の回復電圧領域において振動する波形となる。ＨＶＤＣ実系統においては、回復電圧は直流で一定の波形であるため、回復電圧領域について、ＨＶＤＣ実系統と等価なストレスを与えることができない。
【００４３】
以上のように、従来の交流短絡発電機法では、実環境に近い条件のもとで試験を行うことができない、または、実環境に近い条件のもとで試験を行うためには莫大な設備が必要となり実現が難しい、という問題がある。
【００４４】
これに対して、実施の形態１にかかる直流遮断装置の試験装置１００においては、図１に示したように、電圧源回路１０を試験対象の直流遮断器５に対して並列に接続した構成としている。これにより、従来の交流短絡発電機法の試験により得られる上記（イ）の過渡回復電圧の継続時間を理想基準波形相当まで延長するとともに、上記（ウ）のエネルギー吸収ユニットの処理エネルギーを理想基準波形相当まで補填することができ、試験の等価性向上を図ることができる。
【００４５】
図４に示したように、試験装置１００は、直流遮断器５の電流遮断試験を行う場合、補助遮断器４がＯＮすなわち閉じた状態、かつ投入スイッチ９がＯＦＦすなわち開いた状態において、時刻ｔ0で交流電源１の動作を開始して第１の試験電流を直流遮断器５が挿入されている線路に流し始め、試験を開始する。なお、試験開始時点では、直流遮断器５の主遮断部６１は閉じた状態、投入スイッチ７１は開いた状態である。
【００４６】
試験を開始後、時刻ｔ1で第１の試験電流がピークに達すると、制御装置１０５から直流遮断器５に対して指示が出され、この指示を受けた直流遮断器５は、事故検知と判断し、主遮断部６１を開くとともに、投入スイッチ７１を閉じる。この結果、転流ユニット７のコンデンサ７３が放電を開始し、投入ユニット７から遮断ユニット６へ共振性電流が流れ出す。その後、遮断ユニット６に流れる共振性電流の作用により電流零点が形成されると主遮断部６１による電流の遮断が完了し、エネルギー吸収ユニット８への第１の試験電流の注入が開始となる。その後、試験装置１００において、過渡回復電圧の継続期間（ＴＲＶ継続期間）内の規定のタイミングである時刻ｔ4になると、制御装置１０５が投入スイッチ９を閉じる。これにより、第２の試験電流生成部１０２の電圧源回路１０が投入され、電圧源回路１０のコンデンサ１３に蓄積されているエネルギーが、第２の試験電流である電流ｉhとして直流遮断器５のエネルギー吸収ユニット８に注入される。また、試験装置１００は、時刻ｔ2に電流零点を迎える電流ｉsを、補助遮断器４を閉じることによって、時刻ｔ2で、または、その前後で、交流電源１を直流遮断器５から切り離す。すなわち、補助遮断器４が、交流電源１から直流遮断器５に流れる第１の試験電流である交流電流を遮断する。このように、ＴＲＶ継続期間内の時刻ｔ4において、コンデンサ１３に蓄積されているエネルギーのエネルギー吸収ユニット８への注入を開始することにより、ＴＲＶ継続時間およびエネルギー吸収ユニット８の電流通電時間が延長する。また、ＴＲＶ継続時間およびエネルギー吸収ユニット８の電流通電時間の延長に起因してエネルギー吸収ユニット８が吸収するエネルギーが増加する。図４では、図６に示した、従来の交流短絡発電機法の試験回路により直流遮断器５を試験した場合の直流遮断器５の極間の電圧（ＤＣＣＢ極間電圧）Ｖtおよびエネルギー吸収ユニット８が吸収するエネルギーＥarの波形を併せて記載するとともに、図８に示した、理想ＤＣ電源法の試験回路により直流遮断器５を試験した場合の電圧Ｖtを併せて記載している。
【００４７】
ＴＲＶ継続時間およびエネルギー吸収ユニット８が吸収するエネルギーの量は、試験開始時点のコンデンサ１３の電圧と投入スイッチ９を投入するタイミングとに依存する。そのため、投入スイッチ９を投入する時刻ｔ4、および、試験開始時点のコンデンサ１３の電圧、すなわち、試験開始までに図１に示した充電回路１０４がコンデンサ１３を予め充電しておく電圧は、図８に示したＴＲＶ継続時間と同じかそれ以上となり、かつ、エネルギー吸収ユニット８が吸収するエネルギー（吸収エネルギーＥar）が図８に示した吸収エネルギーＥarと同じかそれ以上となるように、シミュレーションにより決定しておく。ただし、試験開始時点のコンデンサ１３の電圧は、少なくとも、エネルギー吸収ユニット８である避雷器の制限電圧よりも大きい値とする。試験開始時点のコンデンサ１３の電圧を避雷器の制限電圧よりも大きい値とすることにより、コンデンサ１３から放電されるエネルギーが避雷器に注入されるようになる。
【００４８】
このように、本実施の形態にかかる試験装置１００は、第１の試験電流生成部１０１および第２の試験電流生成部１０２を備え、直流遮断器の試験を行う際、まず、第１の試験電流生成部１０１から第１の試験電流を被試験装置の直流遮断器５に流し、その後、規定のタイミングで第２の試験電流生成部１０２から直流性の第２の試験電流を被試験装置の直流遮断器５に流すこととした。これにより、従来の交流短絡発電機法で試験を行う試験回路と同様の試験電流である第１の試験電流により得られる過渡回復電圧（ＴＲＶ）の波形を、理想基準波形相当まで延長するとともに、エネルギー吸収ユニット８に注入するエネルギーを増加させることができる。よって、被試験装置の直流遮断器に対して、実系統での動作時に近いストレスを与えることが可能となる。
【００４９】
実施の形態２．
図９は、実施の形態２にかかる直流遮断器の試験装置の構成例を示す図である。図９に示した実施の形態２にかかる試験装置１００ａは、実施の形態１にかかる試験装置１００の第２の試験電流生成部１０２を第２の試験電流生成部１０２ａに置き換えたものである。なお、図９では記載を省略しているが、試験装置１００ａは、実施の形態１にかかる試験装置１００と同様に、第２の試験電流生成部１０２ａ内部のコンデンサを充電するための充電回路を備えている。第２の試験電流生成部１０２ａ以外は実施の形態１と同様であるため、本実施の形態では、第２の試験電流生成部１０２ａの説明を行い、その他の構成については説明を省略する。
【００５０】
第２の試験電流生成部１０２ａは、第２の試験電流生成部１０２に対して、投入スイッチ９ａおよび電圧源回路１０ａからなる回路を追加したものである。電圧源回路１０ａは、投入スイッチ９ａは投入スイッチ９と同様のスイッチである。電圧源回路１０ａは、波形調整用のリアクトル１１ａ、波形調整用の抵抗１２ａおよびコンデンサ１３ａが直列に接続された構成の回路であり、電圧源回路１０と同様の回路である。リアクトル１１ａ、抵抗１２ａおよびコンデンサ１３ａの定数はリアクトル１１、抵抗１２およびコンデンサ１３と同様とするが必須ではない。電圧源回路１０と電圧源回路１０ａとで異なる定数としても構わない。
【００５１】
第２の試験電流生成部１０２ａにおいて、投入スイッチ９ａおよび電圧源回路１０ａからなる回路は、投入スイッチ９および電圧源回路１０からなる回路である直流性電流生成回路と同様の回路である。また、投入スイッチ９ａおよび電圧源回路１０ａからなる直流性電流生成回路は、投入スイッチ９および電圧源回路１０からなる直流性電流生成回路と並列に接続されている。よって、第２の試験電流生成部１０２ａは、実施の形態１で説明した第２の試験電流生成部１０２を２段にしたものに相当する。
【００５２】
実施の形態にかかる試験装置１００ａにおいては、被試験装置の直流遮断器５に対して、第２の試験電流を２回に分けて注入する。試験装置１００ａにおいては、例えば、直流遮断器５に対して第１の試験電流の注入を開始した後、ＴＲＶ継続期間内の第１の規定時間に投入スイッチ９を閉じ、コンデンサ１３に蓄積されているエネルギーを第２の試験電流として直流遮断器５のエネルギー吸収ユニット８に注入する。その後、ＴＲＶ継続期間内の第２の規定時間に投入スイッチ９ａを閉じ、コンデンサ１３ａに蓄積されているエネルギーを第２の試験電流として直流遮断器５のエネルギー吸収ユニット８に注入する。投入スイッチ９および９ａを閉じる順番は逆であっても構わない。
【００５３】
第１の規定時間および第２の規定時間と、試験開始時点のコンデンサ１３および１３ａの電圧は、実施の形態１と同様に、シミュレーションにより決定する。試験開始時点のコンデンサ１３および１３ａの電圧は、少なくとも、エネルギー吸収ユニット８である避雷器の制限電圧よりも大きい値とする。
【００５４】
なお、図９では、第２の試験電流を生成する回路（投入スイッチおよび電圧源回路）を２段構成とした例を示しているが、３段以上の構成としてもよい。
【００５５】
このように、本実施の形態にかかる試験装置１００ａは、第２の試験電流を生成する電圧源回路を複数段備え、第２の試験電流を２回以上に分けて注入することとした。これにより、電圧源回路が一段の場合よりも、過渡回復電圧期間を更に延長することが可能となる。よって、例えば、一段目の電圧源回路から直流遮断器５のエネルギー吸収ユニット８へ第２の試験電流を注入しただけでは、過渡回復電圧の継続期間（ＴＲＶ継続期間）が理想基準波形よりも短い場合に、ＴＲＶ継続期間をさらに延長することができる。すなわち、１段目の電圧源回路から直流遮断器５のエネルギー吸収ユニット８へ第２の試験電流を注入し、そのＴＲＶ継続期間が終了するよりも前のタイミングで二段目の電圧源回路から直流遮断器５のエネルギー吸収ユニット８へ第２の試験電流を注入することによって、ＴＲＶ継続期間をさらに延長し、理想基準波形へ近づけることができる。
【００５６】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１，２１  交流電源、２，１２，１２ａ，２２，３２  抵抗、３，２３，３３  インダクタ、１１，１１ａ  リアクトル、４，２４，３４  補助遮断器、５  直流遮断器、６  遮断ユニット、７  転流ユニット、８  エネルギー吸収ユニット、９，９ａ  投入スイッチ、１０，１０ａ  電圧源回路、１３，１３ａ，７３  コンデンサ、３１  直流電源、６１  主遮断部、７１  投入スイッチ、７２  インダクタンス、１００，１００ａ  試験装置、１０１  第１の試験電流生成部、１０２，１０２ａ  第２の試験電流生成部、１０３  被試験装置接続部、１０３Ａ〜１０３Ｄ  端子、１０４  充電回路、１０５  制御装置。
【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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【国際調査報告】
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