(57)【要約】【課題】直流変電所の直流き電線で事故が発生すると、直流変電所の全ての直流き電線が停電し、停電範囲が広かった。【解決手段】定格電流を受け持つ直流断路器３と投入時及び遮断時のアーク電流Ａを受け持つ直流電磁接触器４とを有する直流負荷開閉器２Ａを、直流き電線２６に接続し、直流負荷開閉器２Ａにより直流き電線２６の事故発生区間のみを部分停電させると共に、直流断路器３の寿命を長くする。【選択図】　図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定格電流を受け持つ直流断路器と、前記直流断路器と並列に接続された投入時及び遮断時のアーク電流を受け持つ直流開閉器とを有することを特徴とする直流負荷開閉器。
【請求項２】
直流断路器と、前記直流断路器と並列に接続された前記直流断路器の投入前及び開放前に投入し、且つ前記直流断路器の投入後及び開放後に開放される直流開閉器とを備えたことを特徴とする直流負荷開閉器。
【請求項３】
直流変電所に接続された直流遮断器と、前記直流遮断器と直流遮断器との間に接続された直流き電線と、前記直流き電線に接続された直流開閉手段とを備え、前記直流開閉手段を遮断して前記直流き電線の事故発生箇所を部分停電させると共に、事故復旧後に前記直流開閉手段を投入して部分停電箇所を通電することを特徴とする電気鉄道用直流き電回路の開閉方法。
【請求項４】
直流変電所に接続された直流遮断器と、前記直流遮断器と直流遮断器との間に接続された直流き電線と、前記直流き電線に接続された直流開閉手段とを備え、前記直流開閉手段を遮断して前記直流き電線の事故発生箇所を部分停電させる事故停電区間と電車の走行を阻止する線路閉鎖区間とを一致させることを特徴と電気鉄道用直流き電回路。
【請求項５】
直流変電所に接続された直流遮断器と、前記直流遮断器と直流遮断器との間に接続された直流き電線と、前記直流き電線に接続された直流負荷開閉器とを備え、前記直流負荷開閉器は定格電流を受け持つ直流断路器と、前記直流断路器に並列に接続された投入時及び遮断時のアーク電流を受け持つ直流開閉器とを有することを特徴とする電気鉄道用直流き電回路。
【請求項６】
直流変電所の直流遮断器と直流遮断器との間に直流き電線を接続し、前記直流き電線に直流断路器と並列に接続された直流開閉器とを有する前記直流き電線を閉路及び開路する直流負荷開閉器を接続し、閉路時には前記直流開閉器を投入後に前記直流断路器を投入し、前記直流断路器の遮断が完了後に前記直流開閉器を遮断させ、開路時には前記直流開閉器を投入後に前記直流断路器を遮断し、前記直流断路器の遮断が完了後に前記直流開閉器を遮断させることを特徴とする電気鉄道用直流き電回路の開閉方法。
【請求項７】
前記直流開閉器に代えて直流電磁接触器を使用することを特徴とする請求項１、２又は５，６のいずれか１項に記載の直流負荷開閉器及び電気鉄道用直流き電回路並びにその開閉方法。
【請求項８】
キュービクル内に直流断路器と直流開閉器及び直流開閉手段を収納して構成したことを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１項に記載の電気鉄道用直流き電回路並びにその開閉方法。
【請求項９】
前記直流き電回路に電留線を接続することを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１項に記載の電気鉄道用直流き電回路並びにその開閉方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に直流負荷開閉器及び電気鉄道用直流き電回路とその開閉方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気鉄道等の直流１５００Ｖ以下で３０００Ａ程度の直流電流を通電し、２５００Ａ程度の直流負荷電流を開閉する回路に直流遮断器が使用され、負荷電流の通電状態で回路を分離して、分離された回路の範囲を無電圧にし、分離範囲での直流回路の復旧作業における安全性を大幅に向上させることができる。
【０００３】
従来、電気鉄道の直流変電所と直流変電所との間を直流き電線により接続している。各直流変電所の直流き電線には直流遮断器を接続している。そして、直流変電所と直流変電所との間の直流き電線区間で事故が発生すると、各直流遮断器を開放して、事故の直流き電線区間で前述のように復旧作業を行う。尚、直流給電方式の鉄道の技術としては特開平７−１２３５１１号公報を挙げることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、両直流変電所の配下の全直流き電線は事故に関係無くても全停電になり、電車を走行することが出来ない。
【０００５】
本発明の第１の目的は、直流断路器の寿命を長くすることが出きる直流負荷開閉器を提供することにある。
【０００６】
本発明の第２の目的は、直流変電所の全直流き電線での全停電を防止した電気鉄道用直流き電回路とその開閉方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この第１の目的を達成するために、本発明の直流負荷開閉器は、定格電流を受け持つ直流断路器と直流断路器に並列に接続された投入時及び遮断時のアーク電流を受け持つ直流電磁接触器とを有することを特徴とする。
【０００８】
この第２の目的を達成するために、本発明では、直流遮断器と直流遮断器との間を直流き電線により接続し、直流き電線の事故発生区間を部分停電すると共に、事故復旧後に通電する直流開閉手段を直流き電線に接続することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の実施例を図１ないし図３により説明する。図１及び図２にキュービクル１内に直流負荷開閉器２を配置した図で、図１は正面からの断面図であり、図２は図１の左側から断面した図である。図３及び図８は図１及び図２の直流負荷開閉器２の閉路時及び開路時の接続状態を示す図である。
【００１０】
直流負荷開閉器２は主として直流断路器２と直流電磁接触器４とを備えている。定格電流３０００Ａを流す直流断路器２は、キュービクル１の底板に配置された電動操作器５の連結ロット６より電気的に投入、遮断をする。キュービクル１の上側には直流電磁接触器４を配置している。直流電磁接触器４は定格電流５００Ａで遮断電流２５００Ａを遮断する性能を有する。直流断路器３の右側には電動操作器５及び直流電磁接触器４の電磁コイル４Ｃを制御する制御回路８を配置している。
【００１１】
そして直流断路器３、直流電磁接触器４等の詳細は図３により説明する。
【００１２】
直流断路器３は可動部３Ａ及び固定部３Ｂを有し、可動部３Ａは電動操作器５の連結ロット６を操作して、可動部３Ａの中心に挿入された主軸３Ｃを回動して可動部３Ａを固定部３Ｂに接離つまり投入、遮断をする。
【００１３】
固定部３Ｂの電源側端及び負荷側端に引出導体９を接続している。引出導体９はブッシング１０を貫通して外部に引出されると共に、途中で直流電磁接触器４に接続する連絡線１１を接続している。
【００１４】
直流電磁接触器４は可動接触子４Ａと固定接触子４Ｂとを備え、固定接触子４Ｂ及び可動接触子４Ａは電源側及び負荷側の連絡線１１に接続している。可動接触子４Ａは操作器の電磁コイル４Ｃを励磁して、その操作ロット４Ｄにより可動接触子４Ａを押圧すれば、可動接触子４Ａが固定接触子４Ｂに接触する。また電磁コイル４Ｃの励磁を解けば、図示していない遮断バネの蓄積エネルギーを釈放して、可動接触子４Ａは固定接触子４Ｂから離れて遮断する。消弧板４Ｅは可動接触子４Ａと固定接触子４Ｂとの間に発生したアーク電流Ａを消弧する働きをしている。
【００１５】
制御回路８の指令に基づき電磁コイル４Ｃ及び電動操作器５等を動作させ、直流断路器３及び直流電磁接触器４を投入、遮断をする。投入、遮断時の動作順序を図３ないし図１２に示し説明する。図３は直流断路器３を投入つまり閉路する場合であり、また図８は直流断路器３を遮断つまり開路する場合である。
【００１６】
図３は直流断路器３及び直流電磁接触器４が開放された状態で、電磁コイル４Ｃを励磁して図４のように直流電磁接触器４を投入する。直流電磁接触器４の投入が完了した状態で、図５のように直流断路器３の可動部３Ａを回動させ一部を固定部３Ｂに接触させ、更に可動部３Ａを回動して図６のように可動部３Ａを固定部３Ｂに投入し、投入が完了すると、図７のように直流電磁接触器４を遮断する。
【００１７】
図８は図７の投入状態で直流断路器３を遮断する場合を説明する。図８においては直流断路器３及び直流電磁接触器４が投入されている。この状態で図１０のように可動部３Ａを回動し、図１１のように固定部３Ｂより遮断し、遮断完了後に可動接触子４Ａを回動して図１２のように固定接触子４Ｂから離す。可動接触子４Ａと固定接触子４Ｂとの間に発生したアーク電流Ａは消弧板４Ｅ内で引き伸ばされ、消弧し遮断する。
【００１８】
このように本発明の直流負荷開閉器１では、直流断路器３を投入前及び開放前に直流電磁接触器４を投入し、直流断路器３を投入後及び開放後に直流電磁接触器４を開放するようにし、直流断路器３は定格電流を受け持ち、投入時及び遮断時のアーク電流Ａは直流電磁接触器４が受け持つので、直流断路器３は破損しにくくなり、直流電磁接触器４を設けた分だけ直流断路器３及び直流負荷開閉器１の寿命を長くすることが出きるようになった。
【００１９】
また、前述の実施例の直流電磁接触器に代えて直流負荷開閉器、直流遮断器等の直流開閉器を使用することもできるが、直流電磁接触器を使用すれば、他の直流開閉器等に比べて小型化できると共に、コストを安く出来る利点がある。
【００２０】
次に、本発明の直流負荷開閉器２を電気鉄道用の直流き電回路２０に適用した場合を図１３、図１４により説明する。
【００２１】
図１３において、第１直流変電所２１及び第２直流変電所２２はトランス２３及び直流変換器２４、高速度の直流遮断器２５が直流き電線２６，２６Ａにより接続されている。高速度の直流遮断器２５は直流遮断器例えば直流真空遮断器、直流電磁遮断器等を使用してもよい。１箇所の直流変電所例えば２１の直流き電線２６はこの実施例では２本或いは図６のように３本接続している。各直流遮断器２５間の直流き電線２６に本発明の第１直流負荷開閉器２Ａ及び第２直流負荷開閉器２Ｂを接続している。
【００２２】
第１直流負荷開閉器２Ａは直流き電線２６に接続された変流器２Ｘ及び継電器２Ｙと電気的に接続している。又図示していないが第２直流負荷開閉器２Ｂにも変流器２Ｘ及び継電器２Ｙを接続している。第２直流負荷開閉器２Ｂは直流断路器３と直流電磁接触器４とが並列に接続されているが、第１直流負荷開閉器２Ａは図示していないが、直流断路器３と直流電磁接触器４とを並列に接続している。
【００２３】
直流き電線２６に発生した事故Ｊの事故電流を変流器２Ｘにより検出し、継電器２Ｙを介して第１及び第２直流負荷開閉器２Ａ，２Ｂにより遮断するが、この開閉情報は変流器２Ｘ又は継電器２Ｙにより第１直流変電所２１及び第２直流変電所２２に送信するか、或いは作業員の電話にて第１直流変電所２１及び第２直流変電所２２に連絡される。又事故復旧とにも前述の手段により直流変電所に連絡し、第１及び第２直流負荷開閉器２Ａ，２Ｂを投入する。
【００２４】
今、１直流負荷開閉器２Ａと第２直流負荷開閉器２Ｂとの間の直流き電線で事故Ｊが発生したと、仮定する。従来では直流負荷開閉器を設けていなかったので、直流遮断器間の直流き電線に事故が発生すると、直流遮断器が遮断されるので、１箇所の直流変電所に接続された直流き電線は全て停電していた。
【００２５】
これに対して、本発明では、直流断路器３を遮断後、直流電磁接触器４を遮断し、直流断路器３及び直流電磁接触器４の投入及び遮断については、前述の図３ないし図１２の各動作順序に従い行う。つまり１直流負荷開閉器２Ａと第２直流負荷開閉器２Ｂとを遮断し、第１直流負荷開閉器２Ａと第２直流負荷開閉器２Ｂとの間の直流き電線２６の作業区間２７のみを部分停電し、復旧作業を開始すると同時に、作業区間以外の直流き電線２６，２６Ａは停電していないので、電車を走行することができるので、利用者に迷惑をかける率を従来に比べて少なくすることができると共に、従来に比べて営業収益を向上することができる。
【００２６】
また前述のように直流断路器３及び各直流負荷開閉器２Ａ，２Ｂの寿命を長くすることができる。
【００２７】
また第１直流変電所２１及び第２直流変電所２２が運転中であっても、第１直流負荷開閉器２Ａと第２直流負荷開閉器２Ｂを遮断することで、直流き電線２６の事故発生部分の作業区間２７のみを部分停電することが可能となり、事故時の直流き電線停電区間である作業区間２７と線路閉鎖区間つまり電車走行停止区間とを一致させることができるので、復旧作業時において作業員がより安全に作業をすることができる。
【００２８】
図１４においては、直流遮断器３間に１個の直流負荷開閉器例えば２Ａを接続した場合である。事故Ｊが発生した場合には、直流断路器３を遮断後、直流電磁接触器４を遮断し、直流き電線２６の作業区間２７を部分停電するが、それ以外の直流き電線２６Ａ及び直流き電線２６の１部に接続した電留線２８は通電し、電車を走行することができる。ここで、電留線２８とは電車を待機する引込み線に設けた電線である。引込み線の電車も走行することができる。
【００２９】
上述の実施例においては、直流断路器と直流断路器に並列に接続した直流負荷開閉器を使用した場合について説明したが、要は直流き電線の事故発生箇所の電流を遮断及び投入することにより、事故区間の部分停電及び事故復旧後に通電する働きをすればよいから、単独で直流遮断器、及び直流開閉器等を含む直流開閉手段を使用することにより、直流き電線の構成をより簡素化することが出来る。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、本発明の直流負荷開閉器では、直流電磁接触器を設けた分だけ直流断路器の寿命を長くすることができる。
【００３１】
また電気鉄道用の直流き電回路の事故発生区間のみを部分停電し、事故発生区間以外の直流き電線は通電し、電車を走行することにより、利用者に迷惑をかける率を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施例として示した直流負荷開閉器の正面からの縦断面図。
【図２】図１の左側から切断した時の縦断面図。
【図３】図１及び図２の直流負荷開閉器の開路から閉路に至る各動作順序を説明する構成図。
【図４】図１及び図２の直流負荷開閉器の開路から閉路に至る各動作順序を説明する構成図。
【図５】図１及び図２の直流負荷開閉器の開路から閉路に至る各動作順序を説明する構成図。
【図６】図１及び図２の直流負荷開閉器の開路から閉路に至る各動作順序を説明する構成図。
【図７】図１及び図２の直流負荷開閉器の開路から閉路に至る各動作順序を説明する構成図。
【図８】図１及び図２の直流負荷開閉器の閉路から開路からに至る各動作順序を説明する構成図。
【図９】図１及び図２の直流負荷開閉器の閉路から開路に至る各動作順序を説明する構成図。
【図１０】図１及び図２の直流負荷開閉器の閉路から開路からに至る各動作順序を説明する構成図。
【図１１】図１及び図２の直流負荷開閉器の閉路から開路からに至る各動作順序を説明する構成図。
【図１２】図１及び図２の直流負荷開閉器の閉路から開路からに至る各動作順序を説明する構成図。
【図１３】図１及び図２の直流負荷開閉器を直流き電線に使用した回路図。
【図１４】図１及び図２の直流負荷開閉器を直流き電線に使用した回路図。
【符号の説明】
１…キュービクル、２…直流負荷開閉器、３…直流断路器、４…直流電磁接触器、２０…直流き電回路、２５…直流遮断器、２６，２６Ａ…直流き電線、２７…作業区間、２８…電留線。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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