【事件の表示】
　特許第２８９２７１７号「電力開閉制御装置」の請求項１ないし請求項３、請求項５に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２８９２７１７号の請求項１ないし３、５に係る特許を維持する。
【理　由】
〔1〕手続きの経緯
　本件特許第2892717号（以下「本件特許」という。）は、平成元年11月15日の出願であって、平成11年2月26日に特許権の設定登録がされ、その後、三菱電機株式会社により請求項１、請求項２、請求項３、請求項５に係る特許に対して特許異議の申立てがされた。そして、当審において平成12年1月6日付けで取消理由が通知され、その指定期間内である平成12年4月12日付けで訂正請求がされ、該訂正はその後取下げられ、再度当審において平成12年9月18日付けで取消理由が通知され、その指定期間内である平成12年9月25日付けで訂正請求がされた。
〔2〕訂正の適否についての判断
１．訂正の内容
a）訂正前の請求項２の「負荷が容量性である際には電源電圧の零値で、負荷が誘導性である際には電源電圧の波高値で前記遮断器を閉極する」を「負荷が容量性である際には電源電圧の零値で前記遮断器を閉極し、かつ負荷が誘導性である際には電源電圧の波高値で前記遮断器を閉極する」と訂正する。　
b）訂正前の請求項３の「負荷が容量性負荷の場合に遮断器が電圧の零値において、負荷が誘導性負荷の場合に遮断器が電圧の波高値において閉極する」を「負荷が容量性負荷の場合に前記遮断器が電圧の零値において閉極し、かつ負荷が誘導性負荷の場合に前記遮断器が電圧の波高値において閉極する」と訂正する。
c）訂正前の請求項５の「負荷が容量性負荷の場合に遮断器が電圧の零値において、負荷が誘導性負荷の場合に遮断器が電圧の波高値において閉極する」を「負荷が容量性負荷の場合に前記遮断器が電圧の零値において、負荷が誘導性負荷の場合に前記遮断器が電圧の波高値において閉極する」と訂正する。
d）訂正前の請求項５の「前記第１の演算部で求めた電圧零値の時点から前記記憶部に記憶された第１のタイミング制御時間経過後に投入指令を操作部に出力する第３の演算部」を「前記第１の演算部で求めた電流零値の時点から前記記憶部に記憶された第１のタイミング制御時間経過後に遮断指令を操作部に出力する第３の演算部」と訂正する。
２．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　上記訂正a）、b）、c）は、不明瞭な記載の釈明に該当する。
　上記訂正d）は、第１の演算部で求めたものは「電圧零値」ではなく、「電流零値」であり、しかも、第１のタイミング制御時間経過後に出力されるものは「投入指令」ではなく、「遮断指令」であるので、誤記の訂正に該当する。
　そして、上記訂正事項は、明細書に記載された事項の範囲内のものであり、新規事項の追加に該当せず、また、実質上特許請求の範囲を拡張し、変更するものでもない。
　また、本件訂正後の発明は特許出願の際独立して特許を受けることができるものである。
３．むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項で準用する第１２６条第２−４項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
〔3〕特許異議申立てについての判断
１．本件発明
　平成12年9月25日付けで提出された訂正明細書の請求項１、請求項２，請求項３、請求項５に係る発明（以下、「請求項１，請求項２、請求項３，請求項５に係る発明」という。）は、その特許請求の範囲の請求項１、請求項２、請求項３、請求項５に記載された次の事項により特定されるとおりのものである。
「請求項１
　操作部により操作されて、電力系統を遮断または投入する遮断器を備える電力開閉装置において、遮断指令入力に対し、遮断器の接触子開極を電流零値からその波高値の間で行わせる指令を前記操作部に出力するタイミング制御手段を備え、前記タイミング制御手段は、前記遮断器の負荷側における電流に基づいてその零値を求める第１の演算部と、遮断器の固有の開極時間Top、タイミング制御時間Tcを記憶する記憶部と、前記第１の演算部で求めた電流零値の時点から記憶部に記憶したタイミング制御時間経過後に遮断指令を操作部に出力する第２の演算部とを備え、ｆを系統の周波数、ｎを整数としたとき、遮断器の固有の開極時間Topとタイミング制御時間Tcの和Ｔを
n/（2f）＜Ｔ＜（ｎ＋1/2）／（2f）
の範囲に設定したことを特徴とする電力開閉装置。
　請求項２
　操作部により操作されて、電力系統を遮断または投入する遮断器を備える電力開閉装置において、前記遮断器の電源側における電圧に基づいてその零値を求める第１の演算部と、前記遮断器の固有の閉極時間Tcl、タイミング制御時間TTcを記憶する記憶部と、前記第１の演算部で求めた電圧零値の時点から記憶部に記憶したタイミング制御時間経過後に投入指令を操作部に出力する第２の演算部とを備え、投入指令入力に対し、負荷が容量性である際には電源電圧の零値で前記遮断器を閉極し、かつ負荷が誘導性である際には電源電圧の波高値で前記遮断器を閉極するように前記タイミング制御時間経過後に投入指令を操作部に出力することを特徴とする電力開閉装置。
　請求項３
　操作部により操作されて、電力系統を遮断または投入する遮断器を備える電力開閉装置において、投入指令入力に対し、遮断器の接触子閉極を行わせる指令を前記操作部に出力するタイミング制御手段を備え、該タイミング制御手段は、前記遮断器の電源側における電圧に基づいてその零値を求める第１の演算部と、遮断器の固有の閉極時間を考慮して、負荷が容量性負荷の場合に前記遮断器が電圧の零値において閉極し、かつ負荷が誘導性負荷の場合に前記遮断器が電圧の波高値において閉極するために必要なタイミング制御時間を記憶する記憶部と、前記第１の演算部で求めた電圧零値の時点から前記記憶部に記憶されたタイミング制御時間経過後に投入指令を操作部に出力する第２の演算部とを備えたことを特徴とする電力開閉装置。
　請求項５
　操作部により操作されて、電力系統を遮断または投入する遮断器を備える電力開閉装置において、遮断指令入力に対し、遮断器の接触子開極を電流零値と波高値との間（両端は含まず）で行わせる指令を前記操作部に出力するタイミング制御手段を備え、該タイミング制御手段は、前記遮断器の負荷側における電流に基づいてその零値を求める第１の演算部と、前記遮断器の電源側における電圧に基づいてその零値を求める第２の演算部と、遮断器の固有の開極時間を考慮して、遮断器が電流零値からその波高値との間で開極するために必要な第１のタイミング制御時間および遮断器の固有の閉極時間を考慮して、負荷が容量性負荷の場合に前記遮断器が電圧の零値において、負荷が誘導性負荷の場合に前記遮断器が電圧の波高値において閉極するために必要な第２のタイミング制御時間を記憶する記憶部と、前記第１の演算部で求めた電流零値の時点から前記記憶部に記憶された第１のタイミング制御時間経過後に遮断指令を操作部に出力する第３の演算部と、前記第２の演算部で求めた電圧零値の時点から前記記憶部に記憶された第２のタイミング制御時間経過後に投入指令を操作部に出力する第４の演算部とを備えたことを特徴とする電力開閉装置。」
２．特許異議申立ての理由
　特許異議申立人は、「本件請求項１〜請求項３、請求項５に係る各特許発明は、甲第１号証及び甲第２号証に記載された発明に基づいて、その発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものであり、特許法第１１３条第１項第２号の規定により本件特許を取り消すべきものである。」と主張し、以下の証拠方法を提出している。
　甲第１号証：E．ANDERSEN外２名、13−12　SYNCHRONOUS　ENERGIZING　OF　SHUNT　REACTORS　AND　SHUNT　CAPACITORS、INTERNATIONAL　CONFERENCE　ON　LARGE　HIGH　VOLTAGE　ELECTRIC　SYSTEMS、32nd　Session　、Volume１、p．1〜7
　甲第２号証：J．G．RECKLEFF外３名、13−16　APPLICATION　OF　METAL−OXIDE　VARISTORS　ON　AN　800KV　CIRCUIT−BREAKER　USED　FOR　SHUNT　REACTOR　SWITCHING、INTERNATIONAL　CONFERENCE　ON　LARGE　HIGH　VOLTAGE　ELECTRIC　SYSTEMS、32nd　Session　、Volume１、p．1〜10
３．甲号各証記載の発明
　甲第１号証には、Shunt　reactos　に関し以下の事項が記載されている。
a）「EHV（超高圧クラス）調和用リアクトルは、一般的には有効接地されている。従って、３相とも対地電圧の最大値付近で投入されるべきである。」（第2頁右欄第25〜28行）
b）「調和用コンデンサには、有効接地されたものと、非有効接地のものが存在する。有効接地の場合、各相の対地電圧の零点付近で投入されるべきである。・・・非有効接地（非有効接地の補償用コンデンサ（容量性））の場合には、２つの相がこれらの相間電圧が零点近くになったとき投入されるべきである。」（第3頁左欄第2〜12行）
c）「この方法は、シャントリアクトル開閉時の再点弧を防止することにより、過渡電圧の発生を抑制する目的で開極位相制御にも適用できる。」（第6頁右欄第13〜16行）
d）「電圧零点から調整時間Td後、投入制御装置は開閉器に投入指令を与える。Tdの初期値は事前にセットされ、投入制御装置により、自動的に修正される。非有効接地の調和用コンデンサの場合には、Tdは次式にて表される。
　Td+Tc＝N／（2fn）+td
　ここで、Tcは開閉器の閉極時間、NはTdが正になるような最も小さい整数、fnは系統の周波数、tdは、５章で述べた遅延時間である。」（第7頁左欄下第8行〜右欄第6行）
　また図１２には、「零点電圧検出器」、「遮断器の閉極指令用補助リレー」が示されている。
　甲第２号証には、遮断器に関して以下の事項が記載されている。
a）「再点弧の発生は、遮断器極間の耐電圧性能に左右される。アーク時間が2．2msを越える領域では再点弧が発生しなかった。」（第9頁右欄第7〜10行）
４．対比・判断
4−1請求項１に係る発明について
　甲第１号証には、遮断器の投入制御については記載されているが、遮断器の遮断制御については、単に「この方法は、・・・過渡電圧の発生を抑制する目的で開極位相制御にも適用できる。」とのみ記載されているだけである。　
　すなわち、甲第１号証には、請求項１に係る発明を特定する事項である「遮断指令入力に対し、遮断器の接触子開極を電流零値からその波高値の間で行わせる指令を前記操作部に出力するタイミング制御手段」については記載も示唆もされていない。
　該構成は、甲第２号証にも記載されていない。
　しかも、甲第１号証、甲第２号証記載の発明が、「遮断指令入力に対し、遮断器の接触子開極を電流零値からその波高値の間で行わせる指令を前記操作部に出力するタイミング制御手段」を具備することが、当業者の設計的事項であるとも認められない。
　そして、請求項１に係る発明は、該構成を採用することにより、「いかなる負荷条件の場合でも、遮断器接触子間の再発弧や再点弧による過電圧発生を防止することができる。」なる顕著な効果を奏するものと認める。
　したがって、請求項１に係る発明は、甲第１号証、甲第２号証に記載された発明に基づいて当業者が容易になし得たものとは認められない。
4−2請求項２に係る発明について
　甲第１号証には、負荷が容量性である際には電源電圧の零値で閉極し、負荷が誘導性である際には電源電圧の波高値で閉極することは記載されているが、負荷が容量性、誘導性のどちらであっても一台の遮断器で対応できるようにした構成、すなわち、本件請求項２に係る発明を特定する事項である「投入指令入力に対し、負荷が容量性である際には電源電圧の零値で前記遮断器を閉極し、かつ負荷が誘導性である際には電源電圧の波高値で前記遮断器を閉極するように前記タイミング制御時間経過後に投入指令を操作部に出力する」なる構成は記載も示唆もされていない。
　該構成は、甲第２号証にも記載されていない。
　しかも、甲第１号証、甲第２号証記載の発明が、「投入指令入力に対し、負荷が容量性である際には電源電圧の零値で前記遮断器を閉極し、かつ負荷が誘導性である際には電源電圧の波高値で前記遮断器を閉極するように前記タイミング制御時間経過後に投入指令を操作部に出力する」なる構成を具備することが、当業者の設計的事項であるとも認められない。
　そして、請求項２に係る発明は、該構成を採用することにより、「負荷が誘導性か容量性かによって接触子の閉合タイミングをプリセットし制御する。これによって、励磁突入電流や高周波突入電流が極小になるような電圧位相にて投入が行われる。」なる顕著な効果を奏するものと認められる。
　したがって、請求項２に係る発明は、甲第１号証、甲第２号証に記載された発明に基づいて当業者が容易になし得たものとは認められない。
4−3請求項３に係る発明について
　上記4−2と同様に、甲第１号証、甲第２号証には、本件請求項３に係る発明を特定する事項である、「投入指令入力に対し、・・・負荷が容量性負荷の場合に前記遮断器が電圧の零値において閉極し、かつ負荷が誘導性負荷の場合に前記遮断器が電圧の波高値において閉極する」なる構成は記載も示唆もされていない。
　したがって、請求項３に係る発明は、甲第１号証、甲第２号証に記載された発明に基づいて当業者が容易になし得たものとは認められない。
4−4請求項５に係る発明について
　上記4−1ないし4−3と同様に、甲第１号証、甲第２号証には、本件請求項５に係る発明を特定する事項である「遮断指令入力に対し、遮断器の接触子開極を電流零値からその波高値の間で行わせる指令を前記操作部に出力するタイミング制御手段」なる構成、「投入指令入力に対し、・・・負荷が容量性負荷の場合に前記遮断器が電圧の零値において閉極し、かつ負荷が誘導性負荷の場合に前記遮断器が電圧の波高値において閉極する」なる構成は記載も示唆もされていない。
　したがって、請求項５に係る発明は、甲第１号証、甲第２号証に記載された発明に基づいて当業者が容易になし得たものとは認められない。
〔4〕むすび
　以上のとおりであるから、請求項１、請求項２、請求項３、請求項５に係る発明の特許は、特許異議申立ての理由によっては取り消すことはできない。
　また、他に請求項１、請求項２、請求項３、請求項５に係る発明についての特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１２年９月２６日（２０００．９．２６）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
ａ）訂正前の請求項２の「負荷が容量性である際には電源電圧の零値で、負荷が誘導性である際には電源電圧の波高値で前記遮断器を閉極する」を「負荷が容量性である際には電源電圧の零値で前記遮断器を閉極し、かつ負荷が誘導性である際には電源電圧の波高値で前記遮断器を閉極する」と訂正する。
ｂ）訂正前の請求項３の「負荷が容量性負荷の場合に遮断器が電圧の零値において、負荷が誘導性負荷の場合に遮断器が電圧の波高値において閉極する」を「負荷が容量性負荷の場合に前記遮断器が電圧の零値において閉極し、かつ負荷が誘導性負荷の場合に前記遮断器が電圧の波高値において閉極する」と訂正する。
ｃ）訂正前の請求項５の「負荷が容量性負荷の場合に遮断器が電圧の零値において、負荷が誘導性負荷の場合に遮断器が電圧の波高値において閉極する」を「負荷が容量性負荷の場合に前記遮断器が電圧の零値において、負荷が誘導性負荷の場合に前記遮断器が電圧の波高値において閉極する」と訂正する。
ｄ）訂正前の請求項５の「前記第１の演算部で求めた電圧零値の時点から前記記憶部に記憶された第１のタイミング制御時間経過後に投入指令を操作部に出力する第３の演算部」を「前記第１の演算部で求めた電流零値の時点から前記記憶部に記憶された第１のタイミング制御時間経過後に遮断指令を操作部に出力する第３の演算部」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
電力開閉制御装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】操作部により操作されて、電力系統を遮断または投入する遮断器を備える電力開閉装置において、遮断指令入力に対し、遮断器の接触子開極を電流零値からその波高値の間で行わせる指令を前記操作部に出力するタイミング制御手段を備え、前記タイミング制御手段は、前記遮断器の負荷側における電流に基づいてその零値を求める第１の演算部と、遮断器の固有の開極時間Ｔｏｐ，タイミング制御時間Ｔｃを記憶する記憶部と、前記第１の演算部で求めた電流零値の時点から記憶部に記憶したタイミング制御時間経過後に遮断指令を操作部に出力する第２の演算部とを備え、ｆを系統の周波数、ｎを整数としたとき、遮断器の固有の開極時間Ｔｏｐとタイミング制御時間Ｔｃの和Ｔを
ｎ／（２ｆ）＜Ｔ＜（ｎ＋１／２）／（２ｆ）
の範囲に設定したことを特徴とする電力開閉装置。
　【請求項２】操作部により操作されて、電力系統を遮断または投入する遮断器を備える電力開閉装置において、前記遮断器の電源側における電圧に基づいてその零値を求める第１の演算部と、前記遮断器の固有の閉極時間Ｔｃｌ，タイミング制御時間ＴＴｃを記憶する記憶部と、前記第１の演算部で求めた電圧零値の時点から記憶部に記憶したタイミング制御時間経過後に投入指令を操作部に出力する第２の演算部とを備え、投入指令入力に対し、負荷が容量性である際には電源電圧の零値で
前記遮断器を閉極し、かつ
　【請求項３】操作部により操作されて、電力系統を遮断または投入する遮断器を備える電力開閉装置において、投入指令入力に対し、遮断器の接触子閉極を行わせる指令を前記操作部に出力するタイミング制御手段を備え、該タイミング制御手段は、前記遮断器の電源側における電圧に基づいてその零値を求める第１の演算部と、遮断器の固有の閉極時間を考慮して、負荷が容量性負荷の場合に
前記
閉極し、かつ
前記
　【請求項４】請求項３記載の電力開閉制御装置において、前記タイミング制御手段は、電流，電圧値に基づいて進み力率，遅れ力率を求め、この力率によって負荷が容量性か誘導性かを判別し、この負荷条件に応じて、記憶部におけるタイミング制御時間を書き換えるプリセット部を備えたことを特徴とする電力開閉装置。
　【請求項５】操作部により操作されて、電力系統を遮断または投入する遮断器を備える電力開閉装置において、遮断指令入力に対し、遮断器の接触子開極を電流零値と波高値との間（両端は含まず）で行わせる指令を前記操作部に出力するタイミング制御手段を備え、該タイミング制御手段は、前記遮断器の負荷側における電流に基づいてその零値を求める第１の演算部と、前記遮断器の電源側における電圧に基づいてその零値を求める第２の演算部と、遮断器の固有の開極時間を考慮して、遮断器が電流零値からその波高値との間で開極するために必要な第１のタイミング制御時間および遮断器の固有の閉極時間を考慮して、負荷が容量性負荷の場合に
前記
閉極し、かつ
前記
電流
遮断指令
　【請求項６】請求項５記載の電力開閉制御装置において、前記タイミング制御手段は、電流，電圧値に基づいて進み力率，遅れ力率を求め、この力率によって負荷が容量性か誘導性かを判別し、この負荷条件に応じて、記憶部におけるタイミング制御時間を書き換えるプリセット部を備えたことを特徴とする電力開閉装置。
　【請求項７】電力系統の三相を１つの操作部により一括して遮断または投入する遮断器を備える電力開閉装置において、タイミング制御手段は、前記遮断器の負荷側における電流に基づいてその零値を求める第１の演算部と、遮断器の固有の開極時間Ｔｏｐ，タイミング制御時間Ｔｃを記憶する記憶部と、前記第１の演算部で求めた電流零値の時点から記憶部に記憶したタイミング制御時間経過後に遮断指令を操作部に出力する第２の演算部とを備え、各相の遮断器をその接触子開離位置がずれるように構成し、タイミング制御手段は、ｆを系統の周波数、ｎを整数としたとき、遮断器の固有の開極時間Ｔｏｐとタイミング制御時間Ｔｃの和Ｔを
ｎ／（２ｆ）＜Ｔ＜（ｎ＋１／２）／（２ｆ）
の範囲に設定したことを特徴とする電力開閉装置。
　【請求項８】電力系統の三相を１つの操作部により一括して遮断または投入する遮断器を備える電力開閉装置において、各相の遮断器をその接触子閉合位置がずれるように構成し、最初に閉合する相における遮断器に、遮断入力に対し、負荷が容量性である際には電源電圧の零値で、負荷が誘導性である際には電源電圧の波高値で前記遮断器を閉極する指令を操作部に出力するタイミング制御手段を接続したことを特徴とする電力開閉装置。
　【請求項９】電力系統の三相を１つの操作部により一括して遮断または投入する遮断器を備える電力開閉装置において、投入指令に対し、２つの相における遮断器に、その接触子閉極位置をその２相の線間電圧に応じて行わせる指令を操作部に出力するタイミング制御手段を接続し、残りの相における遮断器を、その接続子の閉合時間をずらした遮断器で構成したことを特徴とする電力開閉装置。
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
　本発明は、電力開閉制御装置、特に開閉装置の開閉タイミングを制御して、系統や機器にとって過酷となる現象の発生を防止する電力開閉制御装置に関する。
〔従来の技術〕
　電力用遮断器の開閉タイミングを制御して、系統や電力機器に過酷となる過渡現象を発生させないようにすることは、従来からも提案されてきた。たとえば、１９８８年８月に開催された大電力網国際会議の論文（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｌａｒｇｅ　Ｈｉｇｈ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　Ｐａｐｅｒ　Ｎｏ．１３−１２）「シャントリアクトルとシャントキャパシタの同期投入（Ｓｙｎｃｒｏｎｏｕｓ　Ｅｎｅｒｇｉｚｉｎｇ　ｏｆ　Ｓｈｕｎｔ　Ｒｅａｃｔｏｒ　ａｎｄ　Ｓｈｕｎｔ　Ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ）」には、シャントリアクトルやシャントキャパシタを投入するときの過渡的な突入電流を低減するために、シャントリアクトル用の遮断器を投入するときは、電源電圧の波高値にて投入し、シャントキャパシタ用の遮断器を投入するときは、電源電圧の零値にて投入すれば過渡的な突入電流を大幅に低減することができることが開示されている。すなわち、リアクトルの鉄心の磁束は電圧の積分に比例するから、電源電圧の波高点で投入されたときは０．５サイクル後の磁束はちょうど零となり、飽和することはない。従って鉄心の飽和により発生する突入電流の発生はこの場合には生じない。また、投入時点で若干波高点よりずれたとしても磁束の飽和は軽微であり、突入電流も小さい範囲に抑制される。次に、シャントキャパシタの投入においては、キャパシタは無電圧で投入されたことになり、高周波突入電流の発生はこの場合にも生じない。また、投入時点が若干電流零点よりずれたとしてもキャパシタにかかる電圧は小さく高周波突入電流も小さい範囲に抑制される。しかし、この方式も実系統に適用すると次のような技術的課題を残していた。すなわち、
（１）過渡現象が発生するのは、投入時ばかりでなく、遮断時にも遮断するタイミングにより、再発弧したり再点弧して異常電圧を発生し、同期投入装置だけでは機器の絶縁を脅かす恐れをなくすることはできない。
（２）遮断器は色々な負荷機器に接続されるため、一つの機器を対象として同期投入方式を適用すると、その機器に対しては効果があるが、負荷機器が異なってしまうと逆に最悪の条件でのみ投入することになってしまう。負荷機器が異なるごとに、異なった同期投入装置を取付けることは極めてやっかいな作業である。
〔発明が解決しようとする課題〕
　本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除去し、どの様な開閉条件でも系統や機器に悪い影響を及ぼすような過渡現象を発生することの無い電力開閉制御装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
　上記目的を達成するために、本発明は電力開閉装置に、電流遮断時に十分な接触子開離長が得られるように、遮断器の接触子開離タイミングを制御する装置を設けたものである。また、本発明は遮断器の接触子の閉合タイミングの制御も行わせ負荷の種類に応じて閉合タイミングを制御する装置を設けたものである。
〔作用〕
　制御装置は、遮断時において、必ずある有限のアーク時間をもって遮断がなされるような位相にて遮断器の接触子を開離する。これによって、いかなる負荷条件の場合でも、遮断器接触子間の再発弧や再点弧による過電圧発生を防止することができる。投入時においては当該遮断器に接続されている負荷が誘導性か容量性かによって接触子の閉合タイミングをプリセットし制御する。これによって、励磁突入電流や高周波突入電流が極小になるような電圧位相にて投入が行われる。
〔実施例〕
　以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１図において、主回路１には遮断器２が接続されている。この遮断器２はその操作部３における遮断操作用コイル３１または投入操作用コイル３２によって遮断または投入操作される。遮断器２の電源側には電圧測定用変成器４が設けられている。遮断器２の負荷側には電流測定用変成器５が設けられている。電流測定用変成器５の出力側には過電流継電器６が設けられている。遮断器２の制御系統には、開閉タイミング制御部７が設けられている。開閉タイミング制御部７は電圧測定用変成器４及び電流測定用変成器５からの信号をアナログ・デジタル変換するＡＤ変換器７１と、端子８からの遮断器２の投入指令並びに端子９からの遮断指令を入力するデジタル入力ユニット７２と、マイクロプロセッサ７３と、記憶装置７４と、マイクロプロセッサ７３の出力を行うデジタル出力ユニット７５と、デジタル出力ユニット７５からのデジタル出力によって遮断器２の操作部３に遮断または投入指令を出力するドライバーユニット７６とを備えている。
　次に前述した開閉タイミング制御部７の機能を第２図ないし第４図を用いて説明する。
　開閉タイミング制御部７は最初に遮断器２に設けた補助接点３３等からの信号により遮断器２がオン状態なのかオフ状態なのかを判断する（第２図ステップ２００）。遮断器２が投入状態にある場合は、電流測定用の変成器４からの入力信号（第２図ステップ２０１）により、電流が零値かそうでないかを判断する（第２図ステップ２０２）。もし零値でなければＡ点に戻る。零値であれば、遮断指令が端子９から入力されているかどうかを判断する（第２図ステップ２０３）。遮断指令が入力されていなければ、Ａ点に戻る。遮断指令が入力されていれば、マイクロプロセッサ７３はある設定された値までカウントを行う（第２図ステップ２０４）。その後、マイクロプロセッサ７３はデジタル出力ユニット７５を作動させる（第２図ステップ２０５）。これにより、デジタル出力ユニット７５はドライバーユニット７６を駆動し（第２図ステップ２０６）、遮断器２の遮断操作用コイル３１を励磁する（第２図ステップ２０７）。その結果、遮断器２は遮断器固有の開極時間をもってその接触子の開離を始める。開離を始めたらまたＡ点に戻る。この時のタイムチャートを第３図に示す。即ち、前述した第２図のステップ２０４におけるカウントに要する時間Ｔｃと遮断器２の固有の開極時間Ｔｏｐとの和Ｔは、遮断器２の適用されている系統の周波数をｆ、任意の整数をｎとして、
ｎ／（２ｆ）＜Ｔ＜（ｎ＋１／２）／（２ｆ）…（１）
となるように設定されている。上記（１）式に基づき、記憶装置７４にはカウントに要する時間Ｔｃが記憶されている。従って、遮断器２の接触子の開離は、必ず電流の零点とそれから１／４サイクル後の波高点との間で為される。こうなると遮断器２の負荷電流遮断時のアーク時間は必ず０．２５サイクルから０．５サイクルとなる。つまり、電流遮断時点（消弧時点）では遮断器２の接触子の開離長は、アーク時間０．２５サイクルから０．５サイクル分確実に開離していることになり、従来存在したアーク時間０サイクルの場合に較べて格段に接触子間の絶縁耐力を大きくすることができる。この関係を第４図に示す。第４図は遮断時の接触子間電圧と絶縁耐力との関係を示すもので、この図において、横軸は時間、縦軸は電圧を示す、２０はアーク時間０の場合の接触子間絶縁耐力、２１はアーク時間０．２５サイクルの場合の接触子間絶縁耐力、２２はアーク時間０．５サイクルの場合の接触子間絶縁耐力、曲線２３は例えばスタコンバンク，シャントキャパシタ，ケーブルの充電電流等の容量性負荷の場合に遮断器の接触子間にかかる電圧を、また曲線２４は例えばシャントリアクトル無負荷変圧器，モータ等の誘電性負荷の場合に電流遮断直後に接触子間にかかる電圧を示す。ところで、アーク時間０の場合の絶縁耐力は、遮断器の規格（例えば電気学会規格調査会標準規格ＪＥＣ−２３００や国際電気標準規格ＩＥＣ−Ｐｕｂ５６等）による容量性負荷遮断の責務から、系統が有効接地系の場合、相電圧波高値の１．４倍の（１−ｃｏｓ（ωｔ））波に耐えることが要求されている。遮断器の接触子間耐電圧は概ね接触子開離長に比例し、この場合、０．５サイクル後の接触子間耐電圧は、相電圧の波高値の約３．２倍以上となる。従って、アーク時間が０．２５サイクルの場合の遮断瞬時絶縁耐力は１．６倍以上、アーク時間０．５サイクルの場合の遮断瞬時絶縁耐力は、３．２倍以上になる。従って、容量性負荷遮断時の絶縁耐力は、遮断器に実際に印加される電圧に対して常に十分な余裕をもつようになり、接触子の開離速度のバラツキや接触子並びにノズルのアークによる損傷による多少の絶縁耐力の低下が生じても、再発弧や再点弧の発生は全く生じることがなく、それに伴う絶縁破壊の事故がないので、信頼性を大幅に向上させることができる。例えば、３．６ＫＶ〜１６８ＫＶの非有効接地系の場合は、遮断器アーク時間０にて相電圧波高値の１．７倍の（１−ｃｏｓ（ωｔ））波に耐えることが要求されるが、アーク時間０．２５サイクルと０．５サイクルの遮断瞬時耐電圧は、それぞれ１．９４倍並びに３．８８倍となり、同じ作用効果を達成できる。次に、誘導性負荷遮断の場合には、遮断直後、誘導性負荷の固有振動が生じて１ｋＨｚ前後の比較的周波数の高い、過渡回復電圧が遮断器の接触子間に現れる。例えば２０４ＫＶ〜５５０ＫＶの有効接地系においてはこれの振幅は相電圧波高値の１．５倍程度である。従って、従来の開閉タイミング制御部の無い場合には、アーク時間０〜０．２５サイクルになる確率は５０％程度あり、そのような場合には、遮断瞬時の接触子間絶縁耐力は、相電圧波高値の１．６倍以下であり、確実といってよいほど再発弧が生じた。この再発弧時の高周波電��を遮断すると、再発弧が何度も繰り返される多重再発弧へと進展する。多重再発弧では、負荷のインダクタンスに再発弧ごとにエネルギーが蓄積され、接触子開離の進行による接触子間耐電圧の上昇と過渡回復電圧の振幅の競合が始まり、過大なサージ電圧を発生して機器の絶縁を脅かす。このような多重再発弧はガス遮断器や真空遮断器で良く経験されることであった。本発明では、遮断瞬時の接触子間耐電圧は１．６倍以上であり、再発弧の心配は全く生じない。従って多重再発弧現象を引き起こすことも無く、機器の絶縁を脅かすことも無い。従って、従来はこのような過大なサージ電圧を抑制するために用いていたサージアブソーバも不要となる。このように、本発明では再発弧や再点弧の発生が有効に抑制され、機器の絶縁耐力も傷めることの無い極めて信頼性の高い電力開閉装置を提供することができる。
　また、短絡等で過電流が生じた場合には過電流継電器６が作動し、開閉タイミング制御部７を動作させ、前述と同様な手順により遮断器２を遮断操作する。
　次に、遮断器２の投入時における遮断器の接触子の接触タイミング制御について説明する。
　第２図において、遮断器２がオフ状態と判断された場合（第２図ステップ２００）には、電圧測定用変成器４より電圧を入力し（第２図ステップ２０８）、その零値判定を行う（第２図ステップ２０９）。もし零値でなければＡ点に戻り、零値のときは端子９に投入指令が入力されているかどうかを判定する（第２図ステップ２１０）。投入指令が入力されていなければＡ点に戻り、投入指令が入力されていれば、ある設置された値までカウントを開始する（第２図のステップ２１１）。しかる後に、デジタル出力ユニット７５からデジタル出力が出され（第２図ステップ２１２）、ドライバユニット７６が駆動されて（第２図ステップ２１３）、投入操作用コイル３２が励磁される（第２図ステップ２１４）。この後、遮断器２の固有の投入時間Ｔｃｌが経過した後、遮断器２の接触子は閉合される。電圧零点より、前述したカウント時間ＴＴｃと遮断器２の固有の投入時間Ｔｃｌとの和ＴＴ時間経た後、接触子が閉合される。その結果、カウント時間ＴＴｃを前述した（１）式に基づいて適切に選択することにより、同期投入を行うことができる。例えば、有効接地系の各相独立操作の遮断器の場合においては、容量性負荷の場合には各相とも電圧の零値にて接触子を閉合し、誘導性負荷の場合には各相とも電圧の波高値にて接触子を閉合することによって、容量性負荷の場合の高周波突入電流や誘導性負荷の場合の励磁突入電流を抑制することが可能である。ところで遮断器に接続される負荷は容量性の場合もあるし、誘導性の場合もある。容量性負荷の場合と誘導性負荷の場合とでは、当然カウント時間ＴＴｃが異なってくるが、遮断器２の負荷に応じて異なったカウント時間ＴＴｃを開閉タイミング制御部７の記憶装置７４に記憶させればよい。また、遮断器に接続される負荷が、電力系統により容量性負荷または誘導性負荷に変更されることがある。このような場合、カウント時間ＴＴｃを変更するプリセット部を設けることにより、対応可能となる。このプリセット部としてはマニュアル方式でもよいし、第２図に示すように、電圧測定用変成器４よりの電圧波形と電流測定用変成器４よりの電流波形とを入力し（第２図ステップ２１５）、これにより自動的に回路の力率を求めて（第２図ステップ２１６）、容量性負荷に応じたカウント時間（第２図ステップ２１７）または誘導性負荷に応じたカウント時間（第２図ステップ２１８）を算出し、次にこのステップ時間を記憶し（第２図ステップ２１９）、このステップ時間にもとづいてカウントをプリセットすることもできる。更にはなんらかの系統運用のコントローラからの信号をもらってプリセットすることも可能である。
　なお、上述の実施例では、全て３相独立操作の遮断器について述べたが、開閉タイミング制御部は各相に設けてもよいし、開閉タイミング制御部１台で３相の制御を行うこともできる。
　次に、本発明を３相１括操作方式の遮断器に適用した場合の実施例について説明する。先ず、遮断の場合、遮断器２の各相の接触子の開離する位置をずらし、各相の開離時間差を電気角で６０°となるような機構に遮断器を構成する。その構成としては例えば、遮断器における可動接触子と固定接触子との接触長さを変えることにより可能であり、また遮断器の操作部を構成するリンク機構により可能である。そして最初に開離する相に接続する遮断器に第１図で説明した開閉タイミング制御部を適用する。このように構成することにより、各相とも電流零点と波高点間で遮断器の接触子を開離することができる。ここで、非有効接地系の場合には、電流零点とそれから電気角で６０°の間に接触子の開離が行われるように遮断器を機構上設定することにより、３相とも確実にアーク時間０．２５サイクルを確保することができる。しかし、これは本発明の必要条件ではなく、非有効接地系では最初の遮断相が、再発弧しなければ十分である。なぜなら、非有効接地系において、第２相および第３相遮断では、２遮断点による直列遮断となり、１遮断点にかかる電圧は半分となってしまうからである。また系統の相順をＡ，Ｂ，Ｃの順とするとき、Ａ相に開閉タイミング制御部を適用し、Ａ相とＢ相に接続する遮断器の接触子開離位置を同じにし、Ｃ相に接続する遮断器の接触子を６０°遅れて開離する機構部としてもよい。非有効接地系では、Ａ相に接続する遮断器に開閉タイミング制御部を適用し、Ｂ相とＣ相に接続する遮断器の接触子開離位置を同じにし、Ａ相に接続した遮断器の開離時点より１２０°遅れて開離する機構部としてもよい。
　投入の場合も同様に、有効接地系に用いられている遮断器の場合には、遮断器の各相の接触子の閉合する位置をずらし、各相の閉合時間差を電気角で６０°となるような機構にしておく。そして最初に閉合する相に接続する遮断器に第１図で説明した開閉タイミング制御部を適用する。このように構成することにより、容量性負荷の場合には電源電圧零値で接触子を閉合でき、誘導性負荷の場合には電源電圧波高値で接触子を閉合することができる。また、非有効接地系では、２つの相の線間電圧例えばＡ相とＢ相の線間電圧に着目し、残りの相の接触子の閉合を電気角で９０°遅らせる機構部を設ける。ここで、このＡＢの線間電圧で開閉タイミングをとる。容量性負荷の場合には、この線間電圧の零値でＡ相とＢ相における遮断器の接触子を閉合させると、９０°遅れたＣ相の遮断器はＡＢ相の中間電圧に対して丁度電圧零値でその接触子が閉合することになり、高周波突入電流は発生しない。誘導性負荷の場合には線間電圧の波高値で２つの相の遮断器の接触子が閉合し、残りの相の遮断器の接触子が９０°遅れて閉合する。この時は最後の相も線間電圧の中間点に対して丁度波高値となり、励磁突入電流は発生しない。これらの投入は、接触子の投入速度のバラツキや先行アークにより多少タイミングが狂っても励磁突入電流や高周波突入電流を十分に抑制できる。
　以上のような同期開閉の動作を纒めて表１に示す。
　なお、前述した開閉タイミング制御部７は遮断器本体中に設けてもよいし、継電器６の中にこの機能を付加してもよい。またこの開閉タイミング制御部７はワンチップＬＳＩにすることも可能であると共に必ずしもマイクロプロセッサを使用する必要はなく他のロジックを使うこともできる。
〔発明の効果〕
　以上説明したように、本願発明は、遮断器の接触子の開離タイミングを遮断器固有の開極時間，閉極時間を考慮して確実に遮断電流の電流零点と波高点との間の電流絶対値の上昇部に設定したので、常にアーク時間は０．２５サイクル以上となり、接触子の十分な開離長が得られ遮断瞬時の絶縁耐力を高くすることができる。その結果、再発弧や再点弧を完全に抑止できる。これによって、過大な過電圧の発生がなくなるため、機器の絶縁を脅かすことのない信頼性の高い電力開閉装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
　第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は第１図に示す本発明の装置の動作を説明するためのフローチャート図、第３図は本発明の装置によって得られる遮断時の接触子開離タイミングを説明するためのタイムチャート図、第４図は本発明における遮断時の接触子間電圧と絶縁耐力との関係を示す特性図である。
１…主回路、２…遮断器、３…操作部、４…電圧測定用変成器、５…電流測定用変成器、６…過電流継電器、７…開閉タイミング制御部。