(57)【要約】【課題】遮断点近傍での遮断電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）と回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）とを抑制して、消弧性能を著しく向上させること。【解決手段】第１の真空バルブ１と第２の真空バルブ２とを直列に接続し、第１の真空バルブ１に、コンデンサ４とリアクトル５とスイッチ３との直列回路を並列に接続し、かつ第１の真空バルブ１に、非直線抵抗体からなるサージアブソーバ６を並列に接続して構成される直流遮断器において、第１の真空バルブ１に、可飽和リアクトル７を直列に接続し、可飽和リアクトル７に、コンデンサと抵抗との直列回路１１を並列に接続する。【選択図】    図１
2004220971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の真空バルブと可飽和リアクトルと第２の真空バルブとを直列に接続し、前記第１の真空バルブと可飽和リアクトルに、コンデンサとリアクトルとスイッチとを直列接続してなる直列回路を並列に接続し、かつ前記第１の真空バルブと可飽和リアクトルに、エネルギー吸収装置を並列に接続して構成される直流遮断器において、
前記可飽和リアクトルに、コンデンサと抵抗とを直列接続してなる直列回路を並列に接続したことを特徴とする直流遮断器。
【請求項２】
第１の真空バルブと可飽和リアクトルと第２の真空バルブとを直列に接続し、前記第１の真空バルブと可飽和リアクトルに、コンデンサとリアクトルとスイッチとを直列接続してなる直列回路を並列に接続し、かつ前記第１の真空バルブと可飽和リアクトルに、エネルギー吸収装置を並列に接続して構成される直流遮断器において、
前記可飽和リアクトルに、コンデンサを並列に接続したことを特徴とする直流遮断器。
【請求項３】
第１の真空バルブと可飽和リアクトルと第２の真空バルブとを直列に接続し、前記第１の真空バルブと可飽和リアクトルに、コンデンサとリアクトルとスイッチとを直列接続してなる直列回路を並列に接続し、かつ前記第１の真空バルブと可飽和リアクトルに、エネルギー吸収装置を並列に接続して構成される直流遮断器において、
前記第１の同真空バルブに、コンデンサを並列に接続したことを特徴とする直流遮断器。
【請求項４】
第１の真空バルブと可飽和リアクトルと第２の真空バルブとを直列に接続し、前記第１の真空バルブと可飽和リアクトルに、コンデンサとリアクトルとスイッチとを直列接続してなる直列回路を並列に接続し、かつ前記第１の真空バルブと可飽和リアクトルに、エネルギー吸収装置を並列に接続して構成される直流遮断器において、
前記可飽和リアクトルに、コンデンサと抵抗とを直列接続してなる直列回路を並列に接続し、
前記第１の真空バルブに、コンデンサを並列に接続したことを特徴とする直流遮断器。
【請求項５】
第１の真空バルブと可飽和リアクトルと第２の真空バルブとを直列に接続し、前記第１の真空バルブと可飽和リアクトルに、コンデンサとリアクトルとスイッチとを直列接続してなる直列回路を並列に接続し、かつ前記第１の真空バルブと可飽和リアクトルに、エネルギー吸収装置を並列に接続して構成される直流遮断器において、
前記可飽和リアクトルに、ダイオードと抵抗とを直列接続してなる直列回路を並列に接続したことを特徴とする直流遮断器。
【請求項６】
第１の真空バルブと可飽和リアクトルと第２の真空バルブとを直列に接続し、前記第１の真空バルブと可飽和リアクトルに、コンデンサとリアクトルとスイッチとを直列接続してなる直列回路を並列に接続し、かつ前記第１の真空バルブと可飽和リアクトルに、エネルギー吸収装置を並列に接続して構成される直流遮断器において、
前記可飽和リアクトルに、ダイオードとスイッチとを直列接続してなる第１の直列回路を抵抗を介して並列に接続し、
前記ダイオードとスイッチとの第１の直列回路に、当該ダイオードとは逆極性のダイオードとスイッチとを直列接続してなる第２の直列回路を並列に接続したことを特徴とする直流遮断器。
【請求項７】
第１の真空バルブと可飽和リアクトルと第２の真空バルブとを直列に接続し、前記第１の真空バルブと可飽和リアクトルに、コンデンサとリアクトルとスイッチとを直列接続してなる直列回路を並列に接続し、かつ前記第１の真空バルブと可飽和リアクトルに、エネルギー吸収装置を並列に接続して構成される直流遮断器において、
前記可飽和リアクトルに、互いに逆の動作をするスイッチを直列接続してなる第１のスイッチ回路を並列に接続し、
前記可飽和リアクトルに、互いに逆の動作をするスイッチを前記第１のスイッチ回路とは接続順序を入れ替えて直列接続してなる第２のスイッチ回路を並列に接続し、
前記第１のスイッチ回路の中間接続部と前記第２のスイッチ回路の中間接続部との間に、ダイオードと抵抗とを直列接続してなる直列回路を接続したことを特徴とする直流遮断器。
【請求項８】
第１の真空バルブと可飽和リアクトルと第２の真空バルブとを直列に接続し、前記第１の真空バルブと可飽和リアクトルに、コンデンサとリアクトルとスイッチとを直列接続してなる直列回路を並列に接続し、かつ前記第１の真空バルブと可飽和リアクトルに、エネルギー吸収装置を並列に接続して構成される直流遮断器において、
前記可飽和リアクトルに、非直線抵抗体を並列に接続したことを特徴とする直流遮断器。
【請求項９】
第１の真空バルブと可飽和リアクトルと第２の真空バルブとを直列に接続し、前記第１の真空バルブと可飽和リアクトルに、コンデンサとリアクトルとスイッチとを直列接続してなる直列回路を並列に接続し、かつ前記第１の真空バルブと可飽和リアクトルに、エネルギー吸収装置を並列に接続して構成される直流遮断器において、
前記可飽和リアクトルに、非直線抵抗体とコンデンサとを直列接続してなる直列回路を並列に接続したことを特徴とする直流遮断器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電力系統で短絡事故発生時に系統に流れる事故電流を遮断するのに用いられる直流遮断器に係り、特に遮断点近傍での遮断電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）と回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）とを抑制して、消弧性能を著しく向上させるようにした直流遮断器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば電鉄等の直流電力系統で、短絡事故や地絡事故が発生すると、系統に大きな直流の事故電流が流れ、その時の事故電流による電磁力や事故点に発生したアークによって、直流電力系統に設置された機器や器具が大きな損傷を受け、その復旧に多大な費用と時間が必要になる。
【０００３】
そこで、このような不具合を解消するために、直流電力系統には直流遮断器が設置され、直流の事故電流を短時間に遮断して、直流電力系統に設置された機器や器具の損傷を極力無くすようにすることが期待されている。
【０００４】
かかる目的のために、直流遮断器では、事故電流が事故発生と共に増加する過程で事故電流を遮断することが求められ、最終的に達する事故電流値（推定短絡電流）よりも小さな値で遮断しなければならない。
【０００５】
例えば、ＪＥＣ−７１５２では、推定短絡電流が５０ｋＡの直流電力系統で、短絡発生時に実際に直流遮断器で遮断した電流のピーク値が２５ｋＡ以下になることが求められる。
【０００６】
従来の直流遮断器では、気中アークを電磁力でアークシュート内に導いてアーク電圧を上昇させ、その結果生じるアーク抵抗の上昇で事故電流を限流し、遮断する方式が採られている。
【０００７】
しかしながら、このような方式では、気中アークを消弧する時に大きな音が発生し、騒音問題の要因となると共に、接点がアークによって損傷するため、細めな接点の補修が要求されている。
【０００８】
このため、住宅地域に設置された変電所の騒音対策が求められ、事故電流遮断後に補修員による接点補修作業が求められてきている。
【０００９】
一方、このような気中式の直流遮断器に代わって、サイリスタやＧＴＯサイリスタ等のパワーエレクトロニクス素子を用いた半導体遮断器が開発されてきている。
【００１０】
半導体遮断器は、事故電流遮断をパワーエレクトロニクス素子で行なうために、遮断による素子の損傷はなく、殆ど永久的に使用することができる。
【００１１】
しかしながら、現状のパワーエレクトロニクス素子は高価であり、素子の定格電圧や定格電流に対する過電圧、過電流の裕度が少なく、さらに常時の通電電流による素子の発熱が大きいため、実際の半導体遮断器では、高価なパワーエレクトロニクス素子を多数個直並列接続構成にして使用することが求められ、全体の機器価格が高くなっている。
【００１２】
また、パワーエレクトロニクス素子を駆動する電子回路が安定に動作することが求められるが、その電子回路には、電界コンデンサや抵抗等の長期間使用に問題を有する素子が使用されていることから、電子回路の保守点検が必須であり、その作業の煩わしさが問題視されている。
【００１３】
さらに、電子回路は、基板上に構成されており、保守点検時に異常が認められると、その基板ごと交換することになるため、保守費用のアップを招くことにもなる。
【００１４】
そこで、最近では、前述したような気中式あるいは半導体式の直流遮断器に代わるものとして、真空バルブを用いた真空式の直流遮断装置（以下、直流遮断器と称する）が開発されてきている。
【００１５】
この直流遮断器の消弧部は、真空バルブとなるため、電流遮断時の消弧音が殆ど発生せず、アークによる接点の損傷が少ない。
【００１６】
このため、電流遮断後の接点の補修が不要であり、パワーエレクトロニクス素子と比較して、真空バルブは安価である等の特徴を有している。
【００１７】
図１０は、この種の従来の直流遮断器の一構成例を示す回路図である。
【００１８】
図１０において、主真空バルブ１と副真空バルブ２とが直列に接続され、主真空バルブ１の図示左端と副真空バルブ２の図示右端が、直流電力系統に直列に挿入されている。
【００１９】
また、主真空バルブ１に、スイッチ３とコンデンサ４とリアクトル５とを直列接続してなる直列回路が並列に接続されている。
【００２０】
さらに、主真空バルブ１に、非直線抵抗体からなるサージアブソーバ６（エネルギー吸収装置）が並列に接続されている。
【００２１】
ここで、コンデンサ４は、図示しない充電回路から所定の電圧（図中のリアクトル５側を正にする）にあらかじめ充電されており、スイッチ３は、ＯＦＦ状態としている。
【００２２】
また、通電時には、主真空バルブ１と副真空バルブ２が閉極して、図示左側から右側に電流が流れるとする（図示左側に電源があり、右側に負荷があるものと想定する）。
【００２３】
このような状態で、負荷側で短絡事故が起きたことを想定すると、主真空バルブ１と副真空バルブ２には、事故点に向かって電源から流れる電流（事故電流）が増加する。
【００２４】
そして、事故電流の増加が所定の値を越えたことが検知されると、直流遮断器に引き外し信号が出され、直流遮断器は引き外し動作を開始する。
【００２５】
すなわち、まず、主真空バルブ１と副真空バルブ２が開極し、次いでスイッチ３がＯＮする。
【００２６】
スイッチ３がＯＮすると、コンデンサ４に蓄えられていた電荷が、リアクトル５−主真空バルブ１を介して放電する。
【００２７】
この放電電流は、主真空バルブ１上で、事故電流と逆方向の向きとなり、それらの合成電流が電流零点を形成する（形成するように、コンデンサ４とその充電電圧およびリアクトル５の値を設定しておく）。
【００２８】
合成電流の電流零点で、主真空バルブ１に流れる電流は消弧されるが、電源側・負荷側のインダクタンスが有する電磁エネルギーによって過電圧が発生し、この過電圧によってサージアブソーバ６の抵抗が低下し、電源側・負荷側のインダクタンスに蓄えられていた電磁エネルギーがサージアブソーバ６で処理され、流れる電流が減少して、副真空バルブ２で消弧されて遮断が完了する。
【００２９】
一方、直流遮断器の消弧性能は、遮断点近傍での遮断電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）と回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）とに影響される。
【００３０】
直流遮断器では、上記のように、直流の事故電流に高周波電流を重畳して遮断するため、主真空バルブ１の遮断電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）が大きく、遮断限界を決める要素の一つになっている。
【００３１】
そこで、例えば図１１の回路図に示すように、主真空バルブ１と直列に可飽和リアクトル７を接続して、遮断点近傍での遮断電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）を低減する方法が採られてきている（例えば、特許文献１参照）。
【００３２】
図１２は、図１０に示すケースと図１１に示すケースについて、主真空バルブ１に流れる電流波形を比較して示す図である。
【００３３】
事故電流８が上昇した時点で高周波電流が重畳し、図１０に示すケースの主真空バルブ１の合成電流９のよう電流零点を形成する。
【００３４】
図１１に示すケースでは、電流が大きい領域では可飽和リアクトル７が飽和しているため、高速に合成電流１０が減少していくが、この合成電流１０が所定の値に達すると、可飽和リアクトル７が非飽和となって、合成電流１０の傾きが緩やかになり、電流零点が形成される。
【００３５】
以上により、合成電流９よりも合成電流１０の電流零点近傍での遮断電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）が小さくなることから、合成電流１０のケースの方が、より大きな事故電流を遮断できることを示唆している。
【００３６】
【特許文献１】
特開平４−２０６２１９号公報
【００３７】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、直流遮断器の消弧性能は、遮断点近傍での遮断電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）と回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）とに依存する。
【００３８】
主真空バルブ１と直列に可飽和リアクトル７を接続することにより、電流零点近傍での遮断電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）を低下することはできる。
【００３９】
しかしながら、主真空バルブ１と直列に可飽和リアクトル７が接続されることによって、可飽和リアクトル７の非飽和領域でのインダクタンスをＬ７とした場合、電流遮断時に可飽和リアクトル７の端子に現われる電圧ＶＬ７は、下記の（１）式に示すようになる。
【００４０】
ＶＬ７＝Ｌ７×（ｄＩ／ｄｔ）          …（１）
そして、この電圧ＶＬ７の発生は、回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）を増加させることになり、結果として、主真空バルブ１の消弧性能を低下させることになる。
【００４１】
本発明の目的は、遮断点近傍での遮断電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）と回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）とを抑制して、消弧性能を著しく向上させることが可能な直流遮断器を提供することにある。
【００４２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の真空バルブと第２の真空バルブとを直列に接続し、第１の真空バルブに、コンデンサとリアクトルとスイッチとを直列接続してなる直列回路を並列に接続し、かつ第１の真空バルブに、非直線抵抗体からなるサージアブソーバを並列に接続して構成される直流遮断器において、
第１の真空バルブに、可飽和リアクトルを直列に接続し、可飽和リアクトルに、コンデンサと抵抗とを直列接続してなる直列回路を並列に接続している。
【００４３】
従って、第１の真空バルブの電流遮断時に可飽和リアクトルで発生する電圧の波高値を抑制すると共に、周波数を低減することで、第１の真空バルブの回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）を抑制して、第１の真空バルブの消弧性能を著しく向上させることができる。
すなわち、第１の真空バルブおよび可飽和リアクトルに近接して緩和回路を接続して、電流遮断直後に第１の真空バルブに加わる回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）の低減を図り、前述したような可飽和リアクトルの効果とあいまって、第１の真空バルブの消弧性能を著しく向上させることができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４５】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態による直流遮断器の構成例を示す回路図であり、図１１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００４６】
すなわち、図１に示すように、本実施の形態による直流遮断器は、前記図１１における、主真空バルブ１と直列に接続された可飽和リアクトル７に、コンデンサと抵抗とを直列接続してなるＣＲ回路１１を並列に接続した構成としている。
【００４７】
次に、以上のように構成した本実施の形態による直流遮断器の作用について説明する。
【００４８】
図１において、主真空バルブ１から副真空バルブ２に流れる事故電流が所定の値を越えると、主真空バルブ１と副真空バルブ２とが開極し、接点間に発生したアークを介して事故電流が流れる。
【００４９】
主真空バルブ１が開極すると、スイッチ３がＯＮして、あらかじめコンデンサ４に充電されていた電荷が、コンデンサ４→リアクトル５→スイッチ３→可飽和リアクトル７→主真空バルブ１→コンデンサ４の閉ループで放電し、高周波電流が流れる。
【００５０】
主真空バルブ１、および可飽和リアクトル７に流れる電流は、事故電流と高周波電流との合成電流である。
【００５１】
前記図１２の合成電流１０に示すように、合成電流値が大きな領域では、可飽和リアクトル７が飽和しているため、そのインダクタンスが小さいことから、合成電流は電流ゼロに向かって減少する。
【００５２】
しかし、合成電流が所定の値に達すると、可飽和リアクトル７の飽和が解け、そのインダクタンスが大きくなると、合成電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）が低下して、緩やかな電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）で電流零点が形成される。
【００５３】
そして、この電流零点で主真空バルブ１極間のアークが消滅し、電流が遮断すると、前記（１）式で示したように、可飽和リアクトル７の端子間に電圧ＶＬ７が現われる。
【００５４】
この電圧ＶＬ７は、主真空バルブ１の極間に加わることになる。
【００５５】
この時、この電圧発生に伴い、可飽和リアクトル７と並列に接続されたＣＲ回路１１に電流が流れて、電圧ＶＬ７の波高値を抑制するだけでなく、その周波数を低下させることができる。
【００５６】
この結果、電圧変化分ｄＶが低下すると共に、周波数が小さくなることで、ｄｔが大きくなることから、主真空バルブ１に加わる回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）が小さくなる。
【００５７】
この時、ＣＲ回路１１の抵抗の値Ｒを０．５√（Ｌ７／Ｃ）に近づけると、回復電圧の減衰を早めることができる。
【００５８】
上述したように、本実施の形態による直流遮断器では、主真空バルブ１の電流遮断時に可飽和リアクトル７で発生する電圧ＶＬ７の波高値を抑制すると共に、周波数を低減することで、主真空バルブ１の回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）を抑制して、主真空バルブ１の消弧性能を著しく向上させることが可能となる。
【００５９】
これにより、遮断点近傍での遮断電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）と回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）とを抑制して、直流遮断器の消弧性能を著しく向上させることができる。
【００６０】
（第２の実施の形態）
図２は、本実施の形態による直流遮断器の構成例を示す図であり、図１１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００６１】
すなわち、図２に示すように、本実施の形態による直流遮断器は、前記図１１における、主真空バルブ１と直列に接続された可飽和リアクトル７に、コンデンサ１２を並列に接続した構成としている。
【００６２】
次に、以上のように構成した本実施の形態による直流遮断器の作用について説明する。
【００６３】
図２において、主真空バルブ１から副真空バルブ２に流れる事故電流が所定の値を越えると、主真空バルブ１と副真空バルブ２とが開極し、接点間に発生したアークを介して事故電流が流れる。
【００６４】
主真空バルブ１が開極すると、スイッチ３がＯＮして、あらかじめコンデンサ４に充電されていた電荷が、コンデンサ４→リアクトル５→スイッチ３→可飽和リアクトル７→主真空バルブ１→コンデンサ４の閉ループで放電し、高周波電流が流れる。
【００６５】
主真空バルブ１、および可飽和リアクトル７に流れる電流は、事故電流と高周波電流との合成電流である。
【００６６】
前記図１２の合成電流１０に示すように、合成電流値が大きな領域では、可飽和リアクトル７が飽和しているため、そのインダクタンスが小さいことから、合成電流は電流ゼロに向かって減少する。
【００６７】
しかし、合成電流が所定の値に達すると、可飽和リアクトル７の飽和が解け、そのインダクタンスが大きくなると、合成電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）が低下して、緩やかな電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）で電流零点が形成される。
【００６８】
そして、この電流零点で主真空バルブ１極間のアークが消滅し、電流が遮断すると、前記（１）式で示したように、可飽和リアクトル７の端子間に電圧ＶＬ７が現われる。
【００６９】
この電圧ＶＬ７は、主真空バルブ１の極間に加わることになる。
【００７０】
この時、この電圧発生に伴い、可飽和リアクトル７と並列に接続されたコンデンサ１２に電流が流れて、電圧ＶＬ７の波高値を抑制するだけでなく、その周波数を低下させることができる。
【００７１】
この結果、電圧変化分ｄＶが低下すると共に、周波数が小さくなることで、ｄｔが大きくなることから、主真空バルブ１に加わる回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）が小さくなる。
【００７２】
上述したように、本実施の形態による直流遮断器では、主真空バルブ１の電流遮断時に可飽和リアクトル７で発生する電圧ＶＬ７の波高値を抑制すると共に、周波数を低減することで、主真空バルブ１の回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）を抑制して、主真空バルブ１の消弧性能を著しく向上させることが可能となる。
【００７３】
これにより、遮断点近傍での遮断電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）と回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）とを抑制して、直流遮断器の消弧性能を著しく向上させることができる。
【００７４】
（第３の実施の形態）
図３は、本実施の形態による直流遮断器の構成例を示す図であり、図１１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００７５】
すなわち、図３に示すように、本実施の形態による直流遮断器は、前記図１１における、可飽和リアクトル７が直列に接続された主真空バルブ１に、コンデンサ１３を並列に接続した構成としている。
【００７６】
次に、以上のように構成した本実施の形態による直流遮断器の作用について説明する。
【００７７】
図３において、主真空バルブ１から副真空バルブ２に流れる事故電流が所定の値を越えると、主真空バルブ１と副真空バルブ２とが開極し、接点間に発生したアークを介して事故電流が流れる。
【００７８】
主真空バルブ１が開極すると、スイッチ３がＯＮして、あらかじめコンデンサ４に充電されていた電荷が、コンデンサ４→リアクトル５→スイッチ３→可飽和リアクトル７→主真空バルブ１→コンデンサ４の閉ループで放電し、高周波電流が流れる。
【００７９】
主真空バルブ１、および可飽和リアクトル７に流れる電流は、事故電流と高周波電流との合成電流である。
【００８０】
前記図１２の合成電流１０に示すように、合成電流値が大きな領域では、可飽和リアクトル７が飽和しているため、そのインダクタンスが小さいことから、合成電流は電流ゼロに向かって減少する。
【００８１】
しかし、合成電流が所定の値に達すると、可飽和リアクトル７の飽和が解け、そのインダクタンスが大きくなると、合成電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）が低下して、緩やかな電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）で電流零点が形成される。
【００８２】
そして、この電流零点で主真空バルブ１極間のアークが消滅し、電流が遮断すると、前記（１）式で示したように、可飽和リアクトル７の端子間に電圧ＶＬ７が現われる。
【００８３】
この電圧ＶＬ７は、主真空バルブ１の極間に加わることになる。
【００８４】
この時、この電圧発生に伴い、可飽和リアクトル７→主真空バルブ１と並列に接続されたコンデンサ１３→コンデンサ４→リアクトル５→スイッチ３→可飽和リアクトル７の閉ループで電流が流れて、電圧ＶＬ７の波高値を抑制するだけでなく、その周波数を低下させることができる。
【００８５】
この結果、電圧変化分ｄＶが低下すると共に、周波数が小さくなることで、ｄｔが大きくなることから、主真空バルブ１に加わる回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）が小さくなる。
【００８６】
上述したように、本実施の形態による直流遮断器では、主真空バルブ１の電流遮断時に可飽和リアクトル７で発生する電圧ＶＬ７の波高値を抑制すると共に、周波数を低減することで、主真空バルブ１の回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）を抑制して、主真空バルブ１の消弧性能を著しく向上させることが可能となる。
【００８７】
これにより、遮断点近傍での遮断電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）と回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）とを抑制して、直流遮断器の消弧性能を著しく向上させることができる。
【００８８】
（第４の実施の形態）
図４は、本実施の形態による直流遮断器の構成例を示す図であり、図１１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００８９】
すなわち、図４に示すように、本実施の形態による直流遮断器は、前記図１１における、主真空バルブ１と直列に接続された可飽和リアクトル７に、コンデンサと抵抗とを直列接続してなるＣＲ回路１１を並列に接続し、さらに主真空バルブ１に、コンデンサ１３を並列に接続した構成としている。
【００９０】
次に、以上のように構成した本実施の形態による直流遮断器の作用について説明する。
【００９１】
図４において、電流遮断時に可飽和リアクトル７で発生する電圧によって、前記第１の実施の形態、および第３の実施の形態で述べたように、ＣＲ回路１１、およびコンデンサ１３を介して電流が流れて、電圧ＶＬ７の波高値を抑制するだけでなく、その周波数を低下させることができる。
【００９２】
この結果、電圧変化分ｄＶが低下すると共に、周波数が小さくなることで、ｄｔが大きくなることから、主真空バルブ１に加わる回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）が小さくなる。
【００９３】
上述したように、本実施の形態による直流遮断器では、主真空バルブ１の電流遮断時に可飽和リアクトル７で発生する電圧ＶＬ７の波高値を抑制すると共に、周波数を低減することで、主真空バルブ１の回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）を抑制して、主真空バルブ１の消弧性能を著しく向上させることが可能となる。
【００９４】
これにより、遮断点近傍での遮断電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）と回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）とを抑制して、直流遮断器の消弧性能を著しく向上させることができる。
【００９５】
（第５の実施の形態）
図５は、本実施の形態による直流遮断器の構成例を示す回路図であり、図１１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００９６】
すなわち、図５に示すように、本実施の形態による直流遮断器は、前記図１１における、主真空バルブ１と直列に接続された可飽和リアクトル７に、ダイオード１４と抵抗１９とを直列接続してなる直列回路を並列に接続した構成としている。
【００９７】
次に、以上のように構成した本実施の形態による直流遮断器の作用について説明する。
【００９８】
図５において、主真空バルブ１から副真空バルブ２に流れる事故電流が所定の値を越えると、主真空バルブ１と副真空バルブ２とが開極し、接点間に発生したアークを介して事故電流が流れる。
【００９９】
主真空バルブ１が開極すると、スイッチ３がＯＮして、あらかじめコンデンサ４に充電されていた電荷が、コンデンサ４→リアクトル５一＋スイッチ３→可飽和リアクトル７→主真空バルブ１→コンデンサ４の閉ループで放電し、高周波電流が流れる。
【０１００】
主真空バルブ１、および可飽和リアクトル７に流れる電流は、事故電流と高周波電流との合成電流である。
【０１０１】
前記図１２の合成電流１０に示すように、合成電流値が大きな領域では、可飽和リアクトル７が飽和しているため、そのインダクタンスが小さいことから、合成電流は電流ゼロに向かって減少する。
【０１０２】
しかし、合成電流が所定の値に達すると、可飽和リアクトル７の飽和が解け、そのインダクタンスが大きくなると、合成電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）が低下して、緩やかな変化率（ｄＩ／ｄｔ）で電流零点が形成される。
【０１０３】
そして、この電流零点で主真空バルブ１極間のアークが消滅し、電流が遮断すると、前記（１）式で示したように、可飽和リアクトル７の端子間に電圧ＶＬ７が現われる。
【０１０４】
この電圧ＶＬ７は、主真空バルブ１の極間に加わることになる。
【０１０５】
この時、この電圧発生に伴い、可飽和リアクトル７→ダイオード１４→抵抗１９→可飽和リアクトル７の閉ループで電流が流れて、電圧ＶＬ７の発生を抑制することができる。
【０１０６】
上述したように、本実施の形態による直流遮断器では、主真空バルブ１の電流遮断時に可飽和リアクトル７で発生する電圧ＶＬ７の発生を抑制し、主真空バルブ１の回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）を抑制して、主真空バルブ１の消弧性能を著しく向上させることが可能となる。
【０１０７】
これにより、遮断点近傍での遮断電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）と回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）とを抑制して、直流遮断器の消弧性能を著しく向上させることができる。
【０１０８】
（第６の実施の形態）
図６は、本実施の形態による直流遮断器の構成例を示す回路図であり、図１１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１０９】
すなわち、図６に示すように、本実施の形態による直流遮断器は、前記図１１における、主真空バルブ１と直列に接続された可飽和リアクトル７に、ダイオード１４とスイッチａ１６とを直列接続してなる第１の直列回路を抵抗１９を介して並列に接続し、さらにこのダイオード１４とスイッチａ１６との第１の直列回路に、ダイオード１４とは逆極性のダイオード１５とスイッチｂ１７とを直列接続してなる第２の直列回路を並列に接続した構成としている。
【０１１０】
次に、以上のように構成した本実施の形態による直流遮断器の作用について説明する。
【０１１１】
図６において、直流遮断器は、直流電力系統のどの位置に設置されるかによって、事故電流が、主真空バルブ１→副真空バルブ２に流れるケースと、副真空バルブ２→主真空バルブ１に流れるケースとがある。
【０１１２】
図６においては、上記のように電流の流れる向きが変わるケースについても、電流遮断時に可飽和リアクトル７で発生する電圧ＶＬ７を抑制する。
【０１１３】
図６において、事故電流が、図示左側から右側の向きに流れるケースでは、スイッチａ１６をＯＮにして、スイッチｂ１７をＯＦＦにし、可飽和リアクトル７で発生する電圧によって流れる電流をダイオード１４に流す。
【０１１４】
一方、事故電流が、図示右側から左側の向きに流れるケースでは、スイッチａ１６をＯＦＦにして、スイッチｂ１７をＯＮにし、可飽和リアクトル７で発生する電圧によって流れる電流をダイオード１５に流す。
【０１１５】
このようにすることにより、電流遮断時に可飽和リアクトル７で発生する電圧ＶＬ７を抑制することができる。
【０１１６】
上述したように、本実施の形態による直流遮断器では、直流遮断器本体に流れる事故電流の方向がいずれの方向であっても、主真空バルブ１の電流遮断時に極性が変わる可飽和リアクトル７で発生する電圧ＶＬ７の発生を抑制し、主真空バルブ１の回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）を抑制して、主真空バルブ１の消弧性能を著しく向上させることが可能となる。
【０１１７】
これにより、遮断点近傍での遮断電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）と回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）とを抑制して、直流遮断器の消弧性能を著しく向上させることができる。
【０１１８】
（第７の実施の形態）
図７は、本実施の形態による直流遮断器の構成例を示す回路図であり、図１１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１１９】
すなわち、図７に示すように、本実施の形態による直流遮断器は、前記図１１における、主真空バルブ１と直列に接続された可飽和リアクトル７に、互いに逆の動作をするスイッチａ１６とスイッチｂ１７とを直列接続してなる第１のスイッチ回路を並列に接続し、また主真空バルブ１と直列に接続された可飽和リアクトル７に、互いに逆の動作をするスイッチａ１６とスイッチｂ１７とを第１のスイッチ回路とは接続順序を入れ替えて直列接続してなる第２のスイッチ回路を並列に接続し、さらにこれら第１のスイッチ回路の中間接続部と第２のスイッチ回路の中間接続部との間に、ダイオード１４と抵抗１９とを直列接続してなる直列回路を接続した構成としている。
【０１２０】
次に、以上のように構成した本実施の形態による直流遮断器の作用について説明する。
【０１２１】
図７において、直流遮断器は、直流電力系統のどの位置に設置されるかによって、事故電流が、主真空バルブ１→副真空バルブ２に流れるケースと、副真空バルブ２→主真空バルブ１に流れるケースとがある。
【０１２２】
図７においては、上記のように電流の流れる向きが変わるケースについても、電流遮断時に可飽和リアクトル７で発生する電圧ＶＬ７を抑制する。
【０１２３】
図７において、事故電流が、図示左側から右側の向きに流れるケースでは、スイッチａ１６をＯＮにして、スイッチｂ１７をＯＦＦにし、可飽和リアクトル７で発生する電圧によって流れる電流をダイオード１４に流す。
【０１２４】
一方、事故電流が、図示右側から左側の向きに流れるケースでは、スイッチａ１６をＯＦＦにして、スイッチｂ１７をＯＮにし、可飽和リアクトル７で発生する電圧によって流れる電流をダイオード１４に流す。
【０１２５】
このようにすることにより、電流遮断時に可飽和リアクトル７で発生する電圧ＶＬ７を抑制することができる。
【０１２６】
本方式により、前記第６の実施の形態では、ダイオードが２個必要であったのに対して、ダイオード１個で同じ機能を持たせることができ、構成を簡単にすることができる。
【０１２７】
上述したように、本実施の形態による直流遮断器では、直流遮断器本体に流れる事故電流の方向がいずれの方向であっても、主真空バルブ１の電流遮断時に極性が変わる可飽和リアクトル７で発生する電圧ＶＬ７の発生を抑制し、主真空バルブ１の回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）を抑制して、主真空バルブ１の消弧性能を著しく向上させることが可能となる。
【０１２８】
これにより、遮断点近傍での遮断電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）と回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）とを抑制して、直流遮断器の消弧性能を著しく向上させることができる。
【０１２９】
（第８の実施の形態）
図８は、本実施の形態による直流遮断器の構成例を示す回路図であり、図１１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１３０】
すなわち、図８に示すように、本実施の形態による直流遮断器は、前記図１１における、主真空バルブ１と直列に接続された可飽和リアクトル７に、非直線抵抗体１８を並列に接続した構成としている。
【０１３１】
次に、以上のように構成した本実施の形態による直流遮断器の作用について説明する。
【０１３２】
図８において、主真空バルブ１から副真空バルブ２に流れる事故電流が所定の値を越えると、主真空バルブ１と副真空バルブ２とが開極し、接点間に発生したアークを介して事故電流が流れる。
【０１３３】
主真空バルブ１が開極すると、スイッチ３がＯＮして、あらかじめコンデンサ４に充電されていた電荷が、コンデンサ４→リアクトル５→スイッチ３→可飽和リアクトル７→主真空バルブ１→コンデンサ４の閉ループで放電し、高周波電流が流れる。
【０１３４】
主真空バルブ１、および可飽和リアクトル７に流れる電流は、事故電流と高周波電流との合成電流である。
【０１３５】
前記図１２の合成電流１０に示すように、合成電流値が大きな領域では、可飽和リアクトル７が飽和しているため、そのインダクタンスが小さいことから、合成電流は電流ゼロに向かって減少する。
【０１３６】
しかし、合成電流が所定の値に達すると、可飽和リアクトル７の飽和が解け、そのインダクタンスが大きくなると、合成電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）が低下して、緩やかな電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）で電流零点が形成される。
【０１３７】
そして、この電流零点で主真空バルブ１極間のアークが消滅し、電流が遮断すると、前記（１）式で示したように、可飽和リアクトル７の端子間に電圧ＶＬ７が現われる。
【０１３８】
この電圧ＶＬ７は、主真空バルブ１の極間に加わることになる。
【０１３９】
また、この電圧ＶＬ７は、非直線抵抗体１８の直列回路にも加わる。
【０１４０】
この非直線抵抗体１８に加わる電圧ＶＬ７が所定の値に達すると、非直線抵抗体１８の抵抗値が低減し、可飽和リアクトル７から非直線抵抗体１８を介して電流が流れ、電圧ＶＬ７の波高値を抑制することができる。
【０１４１】
上述したように、本実施の形態による直流遮断器では、主真空バルブ１の電流遮断時に可飽和リアクトル７で発生する電圧ＶＬ７の発生を所定の値以下に抑制し、主真空バルブ１の回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）を抑制して、主真空バルブ１の消弧性能を著しく向上させることが可能となる。
【０１４２】
これにより、遮断点近傍での遮断電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）と回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）とを抑制して、直流遮断器の消弧性能を著しく向上させることができる。
【０１４３】
（第９の実施の形態）
図９は、本実施の形態による直流遮断器の構成例を示す回路図であり、図１１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１４４】
すなわち、図９に示すように、本実施の形態による直流遮断器は、前記図１１における、主真空バルブ１と直列に接続された可飽和リアクトル７に、非直線抵抗体１８とコンデンサ１２とを直列接続してなる直列回路を並列に接続した構成としている。
【０１４５】
次に、以上のように構成した本実施の形態による直流遮断器の作用について説明する。
【０１４６】
図９において、主真空バルブ１から副真空バルブ２に流れる事故電流が所定の値を越えると、主真空バルブ１と副真空バルブ２とが開極し、接点間に発生したアークを介して事故電流が流れる。
【０１４７】
主真空バルブ１が開極ずると、スイッチ３がＯＮして、あらかじめコンデンサ４に充電されていた電荷が、コンデンサ４→リアクトル５→スイッチ３→可飽和リアクトル７→主真空バルブ１→コンデンサ４の閉ループで放電し、高周波電流が流れる。
【０１４８】
主真空バルブ１、および可飽和リアクトル７に流れる電流は、事故電流と高周波電流との合成電流である。
【０１４９】
前記図１２の合成電流１０に示すように、合成電流値が大きな領域では、可飽和リアクトル７が飽和しているため、そのインダクタンスが小さいことから、合成電流は電流ゼロに向かって減少する。
【０１５０】
しかし、合成電流が所定の値に達すると、可飽和リアクトル７の飽和が解け、そのインダクタンスが大きくなると、合成電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）が低下して、緩やかな電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）で電流零点が形成される。
【０１５１】
そして、この電流零点で主真空バルブ１極間のアークが消滅し、電流が遮断すると、前記（１）式で示したように、可飽和リアクトル７の端子間に電圧ＶＬ７が現われる。
【０１５２】
この電圧ＶＬ７は、主真空バルブ１の極間に加わることになる。
【０１５３】
また、この電圧ＶＬ７は、コンデンサ１２と非直線抵抗体１８との直列回路にも加わる。
【０１５４】
この電圧ＶＬ７の立上りは急峻であるため、電圧のＶＬ７の立上り部は殆どが非直線抵抗体１８に加わる。
【０１５５】
この非直線抵抗体１８に加わる電圧ＶＬ７が所定の値に達すると、非直線抵抗体１８の抵抗値が低減し、可飽和リアクトル７からコンデンサ１２、非直線抵抗体１８を介して電流が流れ、電圧ＶＬ７の波高値を抑制することができる。
【０１５６】
また、非直線抵抗体１８と直列にコンデンサ１２を接続していることにより、非直線抵抗体１８に加わる電圧の急峻な成分に対して、効果的に非直線抵抗体１８を動作させることができる。
【０１５７】
上述したように、本実施の形態による直流遮断器では、主真空バルブ１の電流遮断時に可飽和リアクトル７で発生する電圧ＶＬ７の発生を所定の値以下に抑制し、主真空バルブ１の回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）を抑制して、主真空バルブ１の消弧性能を著しく向上させることが可能となる。
【０１５８】
これにより、遮断点近傍での遮断電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）と回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）とを抑制して、直流遮断器の消弧性能を著しく向上させることができる。
【０１５９】
（その他の実施の形態）
尚、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で、種々に変形して実施することが可能である。
また、各実施の形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合には組み合わせた作用効果を得ることができる。
さらに、上記各実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより、種々の発明を抽出することができる。
例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題（の少なくとも一つ）が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果（の少なくとも一つ）が得られる場合には、この構成要件が削除された構成を発明として抽出することができる。
【０１６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の直流遮断器によれば、第１の真空バルブおよび可飽和リアクトルに近接して、緩和回路あるいは抑制回路を接続して、電流遮断直後に第１の真空バルブに加わる回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）を低減するようにしているので、遮断点近傍での遮断電流の変化率（ｄＩ／ｄｔ）と回復電圧の変化率（ｄＶ／ｄｔ）とを抑制して、消弧性能を著しく向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による直流遮断器の第１の実施の形態を示す回路図。
【図２】本発明による直流遮断器の第２の実施の形態を示す回路図。
【図３】本発明による直流遮断器の第３の実施の形態を示す回路図。
【図４】本発明による直流遮断器の第４の実施の形態を示す回路図。
【図５】本発明による直流遮断器の第５の実施の形態を示す回路図。
【図６】本発明による直流遮断器の第６の実施の形態を示す回路図。
【図７】本発明による直流遮断器の第７の実施の形態を示す回路図。
【図８】本発明による直流遮断器の第８の実施の形態を示す回路図。
【図９】本発明による直流遮断器の第９の実施の形態を示す回路図。
【図１０】従来の直流遮断器の一構成例を示す回路図。
【図１１】従来の直流遮断器の他の構成例を示す回路図。
【図１２】図１０および図１１に示すケースについて、主真空バルブに流れる電流波形を比較して示す図。
【符号の説明】
１…主真空バルブ、２…副真空バルブ、３…スイッチ、４…コンデンサ、５…リアクトル、６…サージアブソーバ、７…可飽和リアクトル、８…事故電流、９…合成電流、１０…合成電流、１１…ＣＲ回路、１２…コンデンサ、１３…コンデンサ、１４…ダイオード、１５…ダイオード、１６…スイッチａ、１７…スイッチｂ、１８…非直線抵抗体抵抗。
【図１】
2004220971.tif 000003
【図２】
2004220971.tif 000004
【図３】
2004220971.tif 000005
【図４】
2004220971.tif 000006
【図５】
2004220971.tif 000007
【図６】
2004220971.tif 000008
【図７】
2004220971.tif 000009
【図８】
2004220971.tif 000010
【図９】
2004220971.tif 000011
【図１０】
2004220971.tif 000012
【図１１】
2004220971.tif 000013
【図１２】
2004220971.tif 000014