(57)【要約】【課題】  直流回路が通電中であっても直流遮断器の点検を容易にする。【解決手段】  直流回路に主遮断器１２と副遮断器１３とを直列接続し、前記主遮断器１２に転流回路１８を並列接続した直流遮断器３、２２を電気鉄道用き電回路の電源線１とき電線５間に２台並列接続してなり、一方の直流遮断器３を閉極した状態で他方の直流遮断器２２を閉極し、前記電源線１の通電電流を前記２台の直流遮断器３、２２にそれぞれ分流させ、その後、前記一方の直流遮断器３の主遮断器１２を開極し、分流された電流を減衰させ、この分流された電流が零点を迎えたとき、前記副遮断器１３を開極したことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流回路に主遮断器と副遮断器とを直列接続し、前記主遮断器に転流回路を並列接続した直流遮断器を電気鉄道用き電回路の電源線とき電線間に２台並列接続してなり、
一方の直流遮断器を閉極した状態で他方の直流遮断器を閉極し、前記電源線の通電電流を前記２台の直流遮断器にそれぞれ分流させ、
その後、前記一方の直流遮断器の主遮断器を開極し、分流された電流を減衰させ、
この分流された電流が零点を迎えたとき、前記副遮断器を開極したことを特徴とする直流遮断器。
【請求項２】
前記主遮断器を開極し、前記分流された電流と同一方向の転流電流を前記転流回路から重畳させ、前記転流電流の半波が電流零点を迎える前に、前記副遮断器を開極した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】
前記主遮断器と前記副遮断器を同時に開極したことを特徴とする請求項２に記載の直流遮断器。
【請求項４】
前記主遮断器よりも前記副遮断器を早く開極したことを特徴とする請求項２に記載の直流遮断器。
【請求項５】
前記転流回路に、前記分流された電流と転流電流とが同一方向になるように制御できる転流スイッチを用いたことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項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、点検作業を容易にし得る直流回路に用いる直流遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気鉄道用き電回路のような直流回路においては、直流電源の電源側に事故電流や通電電流などを遮断する直流遮断器が回線毎に設けられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図５に示すように、電気鉄道用き電回路の電源線１には、第１の断路器２を介して第１の直流遮断器３が接続され、この直流遮断器３から第２の断路器４を介して第１のき電線５に直流電力の供給が行われている。そして、第１のき電線５から、交通機器の電車６へ直流電力を供給し、レールなどの帰線７により負極側へ戻る回路構成となっている。また、第１のき電線５と絶縁された第２のき電線８には、電源線１から第３の断路器９を介して第２の直流遮断器１０が接続され、この第２の直流遮断器１０から第４の断路器１１を介して直流電力の供給が行われている。
【０００４】
この第１の直流遮断器３および第２の直流遮断器１０には、直流回路にそれぞれ主遮断器１２と副遮断器１３とが直列接続されている。主遮断器１２には、過電圧を吸収するサージアブソーバ１４、およびリアクトル１５、コンデンサ１６、転流スイッチ１７を直列接続した転流回路１８が並列接続されている。また、直流回路には、電流を検出する変流器１９が設けられている。
【特許文献１】特開平９−７３８４５号公報  （第３ページ、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の従来の直流遮断器３または１０においては、次のような問題がある。
【０００６】
第１の直流遮断器３を点検する場合、第１の断路器２と第２の断路器４とを開路し、第１の直流遮断器３を直流回路から切離して点検が行われていた。また、第２の直流遮断器１０においても同様に、第３の断路器９と第４の断路器１１とを開路して直流回路から切離していた。しかしながら、この点検においては、電車６が運転されない終電から初電までの夜間に限られ、作業が困難であった。更には、電車６の運転中には、点検ができなかった。
【０００７】
このため、昼間で、且つ電車６が運転中であっても直流遮断器３または１０を直流回路から切離して点検作業ができることが望まれていた。
【０００８】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、昼間で、且つ電車が運転中であっても直流回路から切離して点検を可能とする直流遮断器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の直流遮断器は、直流回路に主遮断器と副遮断器とを直列接続し、前記主遮断器に転流回路を並列接続した直流遮断器を電気鉄道用き電回路の電源線とき電線間に２台並列接続してなり、一方の直流遮断器を閉極した状態で他方の直流遮断器を閉極し、前記電源線の通電電流を前記２台の直流遮断器にそれぞれ分流させ、その後、前記一方の直流遮断器の主遮断器を開極し、分流された電流を減衰させ、この分流された電流が零点を迎えたとき、前記副遮断器を開極したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
このような構成によれば、電気鉄道用き電回路に、２台の直流遮断器を並列接続し、一方の直流遮断器から他方の直流遮断器に直流電力を切替える場合、一方の直流遮断器を閉極した状態で他方の直流遮断器を閉極し、通電電流を分流させ、次いで一方の直流遮断器を開極して分流電流を零まで減衰させるので、直流電力を一方の直流遮断器から他方の直流遮断器に切替えることができる。このため、通電中の電気鉄道用き電回路から一方の直流遮断器を切離して点検することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明による直流遮断器を図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１２】
先ず、本発明の実施例１に係る直流遮断器を図１および図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る直流遮断器を用いた直流回路の回路図、図２は、本発明の実施例１に係る直流遮断器および断路器の動作を説明する図である。なお、図１において、従来と同様の構成部分については、同一符号を付した。
【００１３】
図１に示すように、直流の電気鉄道用き電回路の電源線１には、第１の断路器２を介して第１の直流遮断器３が接続され、この直流遮断器３から第２の断路器４を介して第１のき電線５に直流電力の供給が行われている。そして、第１のき電線５から、交通機器の電車６へ電力を供給し、レールなどの帰線７により負極側へ戻る回路構成となっている。また、電源線１側に第５の断路器２０、第１のき電線５側に第６の断路器２１を接続した第３の直流遮断器２２が第１の直流遮断器３と並列接続されている。なお、第２のき電線８にも同様に、２台の直流遮断器が並列接続されている。
【００１４】
この第１の直流遮断器３および第３の直流遮断器２２には、直流回路にそれぞれ主遮断器１２と副遮断器１３とが直列接続されている。主遮断器１２には、過電圧を吸収するサージアブソーバ１４、およびリアクトル１５、コンデンサ１６、転流スイッチ１７を直列接続した転流回路１８が並列接続されている。また、それぞれの直流遮断器３、２２の直流回路には、電流を検出する変流器１９が設けられている。
【００１５】
そして、通常、第１の断路器２、第２の断路器４が閉路され、第１の直流遮断器３も閉極されて第１のき電線５に直流電力の供給が行われている。また、第５の断路器２０、第６の断路器２１は開路、第３の直流遮断器２２は開極され、予備のものとなっている。ここで、第１の直流遮断器３を点検するために、直流電力を第３の直流遮断器２２側に切替える場合を、図２を参照して説明する。
【００１６】
図２に示すように、先ず、図示しない制御回路からの信号で第５の断路器２０、第６の断路器２１を時間ｔ１で閉路し、次いで、第３の直流遮断器２２の主遮断器１２および副遮断器１３を閉極する。これにより、第１の直流遮断器３側に流れていた通電電流ｉ０は、第３の直流遮断器２２側とに分流してほぼ等しい実線で示すような第１の直流遮断器３の分流電流ｉ１と、一点鎖線で示すような第３の直流遮断器２２の分流電流ｉ２となる。そして、数秒経過後の時間ｔ２において、図示しない制御回路からの信号で第１の直流遮断器３の主遮断器１２を開極すると、第１の直流遮断器３側の分流電流ｉ１は減衰し、第３の直流遮断器２２側の分流電流ｉ２は増加する。
【００１７】
この分流電流ｉ１の減衰は、第１の直流遮断器３の主遮断器１２の電極間で発生するアーク抵抗などの回路定数によるものであり、数１０ｍｓ後には零点を迎える。また、第３の直流遮断器２２の分流電流ｉ２は、通電電流ｉ０まで達する。このため、分流電流ｉ１が零点を迎える時間ｔ３のとき、第１の直流遮断器３の副遮断器１３を図示しない制御回路からの信号で開極する。次いで、第１の断路器２と第２の断路器４とを開路する。
【００１８】
これにより、直流電力を第１の直流遮断器３側から第３の直流遮断器２２側に切替えることができる。そして、第１の直流遮断器３を直流回路から切離すことができ、点検をすることができる。
【００１９】
なお、分流電流ｉ１が零になる前に第１の断路器２と第２の断路器４を開路すると、開離した電極間でアークを発生し、開路することができなくなることがある。また、転流回路１８は、動作をさせないものである。
【００２０】
上記実施例１の直流遮断器によれば、第１および第３の直流遮断器３および２２を並列接続し、第１の直流遮断器３から第３の直流遮断器２２に直流電力を切替える場合、第１の直流遮断器３を閉極した状態で第３の直流遮断器２２を閉極して通電電流を分流させ、その後第１の直流遮断器３を開極するので、第１の直流遮断器３の分流電流が零を迎えて、第１の直流遮断器３から第３の直流遮断器２２に直流電力を切替えることができる。そして、電気鉄道用き電線回路から第１の直流遮断器３を切離し、点検することができる。
【００２１】
なお、上記実施例１では、直流回路の電源側に主遮断器、そして副遮断器を直列接続して説明したが、これを逆にして、電源側に副遮断器、そして主遮断器を直列接続してもよい。
【実施例２】
【００２２】
次に、本発明の実施例２に係る直流遮断器を再び図１および図３を参照して説明する。図１は、本発明の実施例２に係る直流遮断器を用いた直流回路の回路図、図３は、本発明の実施例２に係る直流遮断器の動作を説明する図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、直流電力の切替え時に転流回路を動作させることである。また、図１の説明は、省略する。
【００２３】
以下、第１の直流遮断器３を点検するために、直流電力を第３の直流遮断器２２側に切替える場合を、図３を参照して説明する。
【００２４】
図３に示すように、第１の直流遮断器３が閉極状態で、開極している第３の直流遮断器２２を図示しない制御回路からの信号で閉極すると、通電電流ｉ０は、分流してほぼ等しい第１の直流遮断器３の分流電流ｉ１と、第３の直流遮断器２２の分流電流ｉ２となる。次いで、時間ｔ２に図示しない制御回路からの信号で第１の直流遮断器３の主遮断器１２を開極すると、時間ｔ２から第１の直流遮断器３側の分流電流ｉ１は減衰し、第３の直流遮断器２２側の分流電流ｉ２は増加する。
【００２５】
ここで、分流電流ｉ１は、第１の直流遮断器３の主遮断器１２のアーク抵抗などの回路定数により減衰して電流零点を迎える。しかしながら、その前の時間ｔ４に、図示しない制御回路からの信号で転流スイッチ１７を閉路し、分流電流ｉ１と同一方向の実線で示すような転流電流ｉ１ａを重畳させる。これは、直流回路で地絡事故などが起き、分流電流ｉ１の減衰に長時間を要する場合にも行うことができる。更には、分流電流ｉ１が増加する場合にも行うことができる。
【００２６】
次いで、分流電流ｉ１に重畳された転流電流ｉ１ａの半波が電流零点を迎える時間ｔ５のとき、図示しない制御回路からの信号で第１の直流遮断器３の副遮断器１３を開極する。これにより、分流電流ｉ１は、転流電流の半波の電流零点で遮断される。また、分流電流ｉ２は、第１の直流遮断器３と第３の直流遮断器１０で構成される閉回路により、転流電流ｉ１ａと反転した一点鎖線で示すような反転電流ｉ２ａが重畳され、そして分流電流ｉ１遮断時に通電電流ｉ０に達する。その後、第１の断路器２と第２の断路器４とを開路すれば、第１の直流遮断器３を直流回路から切離すことができ、点検をすることができる。
【００２７】
なお、副遮断器１３を時間ｔ５で開極しない場合には、転流電流ｉ１ａが二点鎖線で示すような振動波電流ｉ１ｂとなって、通電電流ｉ０に加算されて電流値が増加したようになる。通電電流ｉ０が増加することは、変流器１９で地絡のような事故電流と検出され、第３の直流遮断器２２の誤動作を招くことになり好ましくない。
【００２８】
上記実施例２の直流遮断器によれば、実施例１の効果の他に、第１の直流遮断器３を短時間で開極することができる。
【００２９】
なお、上記実施例２では、主遮断器１２を開極し、その後電流零点を迎える前に副遮断器１３を開極させたが、主遮断器１２と副遮断器１３とを同時に開極させてもよい。更には、先ず副遮断器１３を開極し、次いで主遮断器１２を開極させてもよい。これは、分流電流ｉ１の減衰する時間が、第１の直流遮断器３の主遮断器１２と副遮断器１３とのアーク抵抗などの回路定数で決まるので、副遮断器１３をなるべく早く開極すればこのアーク抵抗が増加して、減衰する時間が短縮される効果を生じるためである。このため、副遮断器１３にアーク抵抗が高くなる平板電極や磁気駆動電極を用いてもよい。
【実施例３】
【００３０】
次に、本発明の実施例３に係る直流遮断器を図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施例３に係る直流遮断器の回路構成図である。なお、この実施例３が実施例１と異なる点は、転流回路の構成である。図４において、図１と同様の構成部分については、同一符号を付した。
【００３１】
以下、直流遮断器は、第１の直流遮断器３、第３の直流遮断器２２で同様であるので、第１の直流遮断器３を例にとり説明する。
【００３２】
図４に示すように、直流回路には、主遮断器１２と副遮断器１３とが直列接続されている。主遮断器１２には、過電圧を吸収するサージアブソーバ１４、およびリアクトル１５、コンデンサ１６、転流スイッチ２３を直列接続した転流回路１８が並列接続されている。ここで、転流スイッチ２３は、例えばサイリスタのようなスイッチを両方向の向きに設けたものである。また、直流回路には、電流を検出する変流器１９が設けられている。
【００３３】
これにより、主遮断器１２を開極し、次いで減衰していく分流電流に転流電流を重畳させる場合、変流器１９で分流電流を検出し、そして図示しない制御回路からの信号により転流スイッチ２３を選択して分流電流と同一方向の転流電流を重畳させる。
【００３４】
上記実施例３の直流遮断器によれば、実施例１の効果の他に、分流電流と同一方向の転流電流を確実に重畳させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例１および実施例２に係る直流遮断器を用いた直流回路の回路図。
【図２】本発明の実施例１に係る直流遮断器および断路器の動作を説明する図。
【図３】本発明の実施例２に係る直流遮断器の動作を説明する図。
【図４】本発明の実施例３に係る直流遮断器の回路構成図。
【図５】従来の直流遮断器を用いた直流回路の回路図。
【符号の説明】
【００３６】
１  電源線
２  第１の断路器
３  第１の直流遮断器
４  第２の断路器
５  第１のき電線
６  電車
７  帰線
８  第２のき電線
９  第３の断路器
１０  第２の直流遮断器
１１  第４の断路器
１２  主遮断器
１３  副遮断器
１４  サージアブソーバ
１５  リアクトル
１６  コンデンサ
１７、２３  転流スイッチ
１８  転流回路
１９  変流器
２０  第５の断路器
２１  第６の断路器
２２  第３の直流遮断器
【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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