(57)【要約】【課題】高速に動作する高速短絡バイパススイッチを提供する。【解決手段】本発明の実施例による超高圧直流送電のバイパススイッチは、ハウジングと、ハウジングに配置されて超高圧直流送電回路の第１部分と電気的に連結される固定コンタクタと、ハウジングに固定コンタクタと離隔された位置に移動可能に配置され、超高圧直流送電回路の第２部分と電気的に連結される稼動コンタクタと、稼動コンタクタに結合された絶縁部材と、絶縁部材の一側に配置されて電気的信号に応じて爆発する爆発型駆動器と、爆発型駆動器が爆発することで発生するガスの力によって移動されて絶縁部材が移動されるように力を加えて固定コンタクタと稼動コンタクタが電気的に連結されるようにするピストン器具と、を含む。【選択図】図１２
2016131142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに配置されて超高圧直流送電回路の第１部分と電気的に連結される固定コンタクタと、
前記ハウジングに前記固定コンタクタと離隔された位置に移動可能に配置され、超高圧直流送電回路の第２部分と電気的に連結される稼動コンタクタと、
前記稼動コンタクタに結合された絶縁部材と、
電気的信号に応じて爆発する爆発型駆動器と、
前記爆発型駆動器が爆発することで発生するガスの力によって移動されて前記絶縁部材が移動されるように力を加えて前記固定コンタクタと稼動コンタクタが電気的に連結されるようにするピストン器具と、を含む超高圧直流送電のバイパススイッチ。
【請求項２】
前記ピストン器具は、
前記ガスによって移動されるピストン部材と、
前記絶縁部材とピストン部材との間で前記ピストン部材が加える力を前記絶縁部材に伝達する磁性部材と、を含む、請求項１に記載の超高圧直流送電のバイパススイッチ。
【請求項３】
前記爆発型駆動器は、
ガスを噴出するインフレータと、
前記インフレータに結合されたインフレータカバーと、を含み、
前記インフレータカバーには、前記インフレータから噴出されたガスが前記ピストン部材に流動されて前記ピストン部材が移動可能に配置されるインナー空間が形成される、請求項２に記載の超高圧直流送電のバイパススイッチ。
【請求項４】
前記爆発型駆動器が作動する前に、前記稼動コンタクタが固定コンタクタと離隔されるように前記磁性部材を維持するマグネットを更に含む、請求項２に記載の超高圧直流送電のバイパススイッチ。
【請求項５】
前記磁性部材は円柱状に形成され、
前記マグネットは前記磁性部材の内部に配置されるように円筒状に形成される、請求項４に記載の超高圧直流送電のバイパススイッチ。
【請求項６】
前記ハウジングが収容される空間が形成されたフレームを更に含み、
前記マグネットは前記フレームに設置される、請求項４に記載の超高圧直流送電のバイパススイッチ。
【請求項７】
前記マグネットの周囲に配置されて前記絶縁部材に力を加えるばねを更に含む、請求項４に記載の超高圧直流送電のバイパススイッチ。
【請求項８】
第１フレームと、
第２フレームと、
前記固定コンタクタと結合されて前記第１フレーム及び第２フレームによって支持される第３フレームと、
前記爆発型駆動器と結合されて前記第１フレーム及び第２フレームによって支持される第４フレームと、を含む、請求項７に記載の超高圧直流送電のバイパススイッチ。
【請求項９】
前記マグネットは前記第４フレームに結合されて支持され、
前記ばねは前記絶縁部材と第４フレームとの間に配置される、請求項８に記載の超高圧直流送電のバイパススイッチ。
【請求項１０】
前記固定コンタクタと電気的に連結される第１バスバーと、
前記稼動コンタクタと電気的に連結される第２バスバーと、を更に含む、請求項１に記載の超高圧直流送電のバイパススイッチ。
【請求項１１】
前記第２バスバーは前記稼動コンタクタと前記絶縁部材との間に配置されて前記稼動コンタクタ及び絶縁部材と接触する、請求項１０に記載の超高圧直流送電のバイパススイッチ。
【請求項１２】
前記絶縁部材は突起が形成されて前記第２バスバーに形成された貫通孔を貫通し、前記稼動コンタクタに形成された挿入溝に結合される、請求項１１に記載の超高圧直流送電のバイパススイッチ。
【請求項１３】
前記ハウジングは真空ハウジングであり、
前記ハウジング内に前記稼動コンタクタとハウジングとの間に設置されるベローズを更に含む、請求項１に記載の超高圧直流送電のバイパススイッチ。
【請求項１４】
前記真空ハウジングは絶縁物質で形成される、請求項１３に記載の超高圧直流送電のバイパススイッチ。
【請求項１５】
前記ハウジングが収容される空間が形成されたフレームを更に含み、
前記爆発型駆動器は前記フレームに設置される、請求項１に記載の超高圧直流送電のバイパススイッチ。
【請求項１６】
内部に空間が形成されたフレームと、
前記空間に配置されたハウジングと、
前記ハウジングに配置された固定コンタクタと、
前記固定コンタクタに連結された第１バスバーと、
前記ハウジングに前記固定コンタクタと離隔された位置に移動可能に配置された稼動コンタクタと、
前記稼動コンタクタに連結された第２バスバーと、
前記稼動コンタクタに結合された絶縁部材と、
前記フレームに設置されて電気的信号に応じて爆発する爆発型駆動器と、
前記爆発型駆動器が爆発することで発生する力によって移動されて前記絶縁部材が移動されるように力を加えて前記稼動コンタクタを固定コンタクタに接点するピストン器具と、
前記絶縁部材とフレームとの間に配置されて前記絶縁部材に力を加えるばねと、を含む超高圧直流送電のバイパススイッチ。
【請求項１７】
前記フレームは前記爆発型駆動器の一部が内挿される通孔が形成される、請求項１６に記載の超高圧直流送電のバイパススイッチ。
【請求項１８】
前記ピストン器具は、
前記ガスによって移動されるピストン部材と、
前記絶縁部材とピストン部材との間で前記ピストン部材が加える力を前記絶縁部材に伝達する磁性部材と、を更に含む、請求項１６に記載の超高圧直流送電のバイパススイッチ。
【請求項１９】
前記フレームに設置され、前記爆発型駆動器が作動する前に、前記稼動コンタクタが固定コンタクタと離隔されるように磁性部材を維持するマグネットを更に含む、請求項１８に記載の超高圧直流送電のバイパススイッチ。
【請求項２０】
前記ばねは前記マグネットの外周に位置する、請求項１９に記載の超高圧直流送電のバイパススイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバイパススイッチに関するものであり、特に超高圧直流送電の高速短絡バイパススイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超高圧直流送電（ＨＩＧＨ  ＶＯＬＴＡＧＥ  ＤＩＲＥＣＴ  ＣＵＲＲＥＮＴ，ＨＶＤＣ）は送電所が発電所から生産される交流電力を直流電力に変換して送電した後、受電所で交流に再変換して電力を供給する送電方式をいう。
【０００３】
ＨＶＤＣシステムは海底ケーブル送電、大容量長距離送電、交流系統間連結などに適用される。また、ＨＶＤＣシステムは互いに異なる周波数系統連携及び非同期（ａｓｙｎｃｈｒｏｎｉｓｍ）連携を可能にする。
【０００４】
送電所は交流電力を直流電力に変換する。即ち、交流電力を海底ケーブルなどを利用して伝送する状況は非常に危険であるため、送電所は交流電力を直流電力に変換して受電所に伝送する。
【０００５】
一方、超高圧直流送電の高速短絡バイパススイッチは多数のサブモジュールの組み合わせで形成されたシステムでサブモジュールの故障など異常が感知されると、異常が感知されたサブモジュールを短絡して隣接した他のサブモジュールに故障による影響が伝播されることを防止する。
【０００６】
高速短絡バイパススイッチは短い時間内に動作を完了すべきであるため、超高速に動作する構造に設計されるべきである。
【０００７】
特許文献１にはスイッチが開示されているが、スイッチが動作するために駆動方向に設置されたコイルに電流が流れるようにして電磁気力を発生して駆動しているが、このような構造ではコイルの大きさが大きくなるためスイッチの容積が増加し高速に動作することができない問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国登録特許ＵＳ８，３９０，９６８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、高速に動作する高速短絡バイパススイッチを提供することを目的とする。
本発明は、小さい容積で制作されるバイパススイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施例による超高圧直流送電のバイパススイッチは、ハウジングと、前記ハウジングに配置されて超高圧直流送電回路の第１部分と電気的に連結される固定コンタクタと、前記ハウジングに前記固定コンタクタと離隔された位置に移動可能に配置され、超高圧直流送電回路の第２部分と電気的に連結される稼動コンタクタと、前記稼動コンタクタに結合された絶縁部材と、電気的信号に応じて爆発する爆発型駆動器と、前記爆発型駆動器が爆発することで発生するガスの力によって移動されて前記絶縁部材が移動されるように力を加えて前記固定コンタクタと稼動コンタクタが電気的に連結されるようにするピストン器具と、を含む。
【００１１】
前記ピストン器具は前記ガスによって移動されるピストン部材と、前記絶縁部材とピストン部材との間で前記ピストン部材が加える力を前記絶縁部材に伝達する磁性部材を含む。
【００１２】
前記爆発型駆動器はガスを噴出するインフレータと、前記インフレータに結合されたインフレータカバーを含み、前記インフレータカバーには前記インフレータから噴出されたガスが前記ピストン部材に流動されて前記ピストン部材が移動可能に配置されるインナー空間が形成される。
【００１３】
前記爆発型駆動器が作動する前に、前記稼動コンタクタが固定コンタクタと離隔されるように前記磁性部材を維持するマグネットを更に含む。
【００１４】
前記磁性部材は円柱状に形成され、前記マグネットは前記磁性部材の内部に配置されるように円筒状に形成される。
【００１５】
前記ハウジングが収容される空間が形成されたフレームを更に含み、前記マグネットは前記フレームに設置される。
【００１６】
前記マグネットの周囲に配置されて前記絶縁部材に力を加えるばねを更に含む。
【００１７】
第１フレームと、第２フレームと、前記固定コンタクタと結合されて前記第１フレーム及び第２フレームによって支持される第３フレームと、前記爆発型駆動器と結合されて前記第１フレーム及び第２フレームによって支持される第４フレームを含む。
【００１８】
前記マグネットは前記第４フレームに結合されて支持され、前記ばねは前記絶縁部材と第４フレームとの間に配置される。
【００１９】
前記固定コンタクタと電気的に連結される第１バスバーと、前記稼動コンタクタと電気的に連結される第２バスバーを更に含む。
【００２０】
前記第２バスバーは前記稼動コンタクタと前記絶縁部材との間に配置されて前記稼動コンタクタ及び絶縁部材と接触する。
【００２１】
前記絶縁部材は突起が形成されて前記第２バスバーに形成された貫通孔を貫通し、前記稼動コンタクタに形成された挿入溝に結合される。
【００２２】
前記ハウジングは真空ハウジングであり、前記ハウジング内に前記稼動コンタクタとハウジングとの間に設置されるベローズを更に含む。
【００２３】
前記真空ハウジングは絶縁物質で形成される。
【００２４】
前記固定コンタクタ及び稼動コンタクタは前記ハウジングの内部に配置されるインナープレートと、前記インナープレートから突出されて前記ハウジングの外部に露出されるアウター連結部と、を含む。
【００２５】
前記ハウジングが収容される空間が形成されたフレームを更に含み、前記爆発型駆動器は前記フレームに設置される。
【００２６】
本発明は内部に空間が形成されたフレームと、前記空間に配置されたハウジングと、前記ハウジングに配置された固定コンタクタと、前記固定コンタクタに連結された第１バスバーと、前記ハウジングに前記固定コンタクタと離隔された位置に移動可能に配置された稼動コンタクタと、前記稼動コンタクタに連結された第２バスバーと、前記稼動コンタクタに結合された絶縁部材と、前記フレームに設置されて電気的信号に応じて爆発する爆発型駆動器と、前記爆発型駆動器が爆発することで発生する力によって移動されて前記絶縁部材が移動されるように力を加えて前記稼動コンタクタを固定コンタクタに接点するピストン器具と、前記絶縁部材とフレームとの間に配置されて前記絶縁部材に力を加えるばねと、を含む。
【００２７】
前記フレームは前記爆発型駆動器の一部が内挿される通孔が形成される。
【００２８】
前記ピストン器具は前記ガスによって移動されるピストン部材と、前記絶縁部材とピストン部材との間で前記ピストン部材が加える力を前記絶縁部材に伝達する磁性部材を更に含む。
【００２９】
前記フレームに設置され、前記爆発型駆動器が作動する前に、前記稼動コンタクタが固定コンタクタと離隔されるように磁性部材を維持するマグネットを更に含む。
【００３０】
前記ばねは前記マグネットの外周に位置する。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は稼動コンタクタを駆動するためにコイル電機子を使用する場合より稼動コンタクタを迅速に作動することができ、迅速な回路の遮断が可能な利点がある。
【００３２】
また、磁性部材とマグネットとばねがコンパクトに設置され、全体の大きさが最小化される利点がある。
【００３３】
また、稼動コンタクタと固定コンタクタが安定的に接点維持される利点がある。
【００３４】
また、マグネットと磁性部材によって稼動コンタクタが誤作動することを防止し、信頼性が高い利点がある。
【００３５】
また、爆発型駆動器の交換や修理などのサービスが容易な利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例による高電圧直流送電システムの構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施例によるモノポーラ方式の高電圧直流送電システムの構成を説明するための図である。
【図３】本発明の実施例によるバイポーラ方式の高電圧直流送電システムの構成を説明するための図である。
【図４】本発明の実施例による変圧器と３相バルブブリッジの結線を説明するための図である。
【図５】本発明の実施例によるモジュール型マルチレベルコンバータの構成ブロック図である。
【図６】本発明の他の実施例によるモジュール型マルチレベルコンバータの構成ブロック図である。
【図７】本発明の実施例による複数のサブモジュールの連結を示す図である。
【図８】本発明の実施例によるサブモジュールの構成の例示図である。
【図９】本発明の実施例によるサブモジュールの等価モデルを示す図である。
【図１０】本発明の実施例による超高圧直流送電のバイパススイッチの斜視図である。
【図１１】本発明の実施例による超高圧直流送電のバイパススイッチの稼動コンタクタと固定コンタクタが分離された状態を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施例による超高圧直流送電のバイパススイッチの稼動コンタクタが固定コンタクタに接触された状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明による実施例の説明において、各層（膜）、領域、パターン又は構造物が基板、各層（膜）、領域、パッド又はパターンの「上（ｏｎ）」に又は「下（ｕｎｄｅｒ）」に形成されると記載される場合において、「上（ｏｎ）」と「下（ｕｎｄｅｒ）」は「直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）」又は「他の層を介在して（ｉｎｉｒｅｃｔｌｙ）」形成されることを全て含む。また、各層の上又は下に対する基準は図面を基準に説明する。
【００３８】
図面において、各層の厚さや大きさは説明の便宜及び明確性のために誇張されているか省略されているか又は概略に示されている。また、各構成要素大きさが実際の大きさを全的に反映するとは限らない。
【００３９】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例による超高圧直流送電のバイパススイッチについて詳細に説明する。
【００４０】
図１は、本発明の実施例による高電圧直流送電システムを示す。
【００４１】
図１に示したように、本発明の実施例によるＨＶＤＣシステム１００は発電パート１０１、送電側交流パート１１０、送電側直流変電パート１０３、直流送電パート１４０、需要側直流変電パート１０５、需要側交流パート１７０、需要パート１８０及び制御パート１９０を含む。送電側直流変電パート１０３は送電側変圧器パート１２０、送電側交流−直流コンバータパート１３０を含む。需要側直流変電パート１０５は需要側直流−交流コンバータパート１５０、需要側変圧器パート１６０を含む。
【００４２】
発電パート１０１は３相交流電力を生成する。発電パート１０１は複数の発電所を含む。
【００４３】
送電側交流パート１１０は発電パート１０１が生成した３相交流電力を送電側変圧器パート１２０と送電側交流−直流コンバータパート１３０を含むＤＣ変電所に伝達する。
【００４４】
送電側変圧器パート１２０は送電側交流パート１１０を送電側交流−直流コンバータパート１３０及び直流送電パート１４０から隔離する（ｉｓｏｌａｔｅ）。
【００４５】
送電側交流−直流コンバータパート１３０は送電側変圧器パート１２０の出力に当たる３相交流電力を直流電力に変換する。
【００４６】
直流送電パート１４０は送電側の直流電力を需要側に伝達する。
【００４７】
需要側直流−交流コンバータパート１５０は直流送電パート１４０によって伝達された直流電力を３相交流電力に変換する。
【００４８】
需要側変圧器パート１６０は需要側交流パート１７０を需要側直流−交流コンバータパート１５０と直流送電パート１４０から隔離する。
【００４９】
需要側交流パート１７０は需要側変圧器パート１６０の出力に当たる３相交流電力を需要パート１８０に提供する。
【００５０】
制御パート１９０は発電パート１０１、送電側交流パート１１０、送電側直流変電パート１０３、直流送電パート１４０、需要側直流変電パート１０５、需要側交流パート１７０、需要パート１８０、送電側交流−直流コンバータパート１３０、需要側直流−交流コンバータパート１５０のうち少なくとも一つを制御する。特に、制御パート１９０は送電側交流−直流コンバータパート１３０と需要側直流−交流コンバータパート１５０内の複数のバルブのターンオン及びターンオフのタイミングを制御する。この際、バルブはサイリスタ又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  ｇａｔｅ  ｂｉｐｏｌａｒ  ｔｒａｓｉｓｔｏｒ，ＩＧＢＴ）に当たる。
【００５１】
図２は、本発明の実施例によるモノポーラ方式の高電圧直流送電システムを示す図である。
【００５２】
特に、図２は単一極の直流電力を送電するシステムを示す。以下の説明では単一極は正極（ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｐｏｌｅ）であると仮定して説明するが、それに限る必要はない。
【００５３】
送電側交流パート１１０は交流送電ライン１１１と交流フィルタ１１３を含む。
【００５４】
交流送電ライン１１１は発電パート１０１が生成した３相交流電力を送電側直流変電パート１０３に伝達する。
【００５５】
交流フィルタ１１３は直流変電パート１０３が利用する周波数成分以外の残りの周波数成分を伝達された３相交流電力から除去する。
【００５６】
送電側変圧器パート１２０は正極のために一つ以上の変圧器１２１を含む。正極のために送電側交流−直流コンバータパート１３０は正極直流電力を生成する交流−正極直流コンバータ１３１を含み、この交流−正極直流コンバータ１３１は一つ以上の変圧器１２１にそれぞれ対応する一つ以上の３相バルブブリッジ１３１ａを含む。
【００５７】
一つの３相バルブブリッジ１３１ａが利用される場合、交流−正極直流コンバータ１３１は交流電力を利用して６つのパルスを有する正極直流電力を生成する。この際、その一つの変圧器１２１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、Ｙ−Δ形状の結線を有してもよい。
【００５８】
２つの３相バルブブリッジ１３１ａが利用される場合、交流−正極直流コンバータ１３１は交流電力を利用して１２個のパルスを有する正極直流電力を生成する。この際、２つのうち一つの変圧器１２１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、残りの一つの変圧器１２１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Δ形状の結線を有してもよい。
【００５９】
３つの３相バルブブリッジ１３１ａが利用される場合、交流−正極直流コンバータ１３１は交流電力を利用して１８個のパルスを有する正極直流電力を生成する。正極直流電力のパルスの数が多いほどフィルタの価格が下がる。
【００６０】
直流送電パート１４０は送電側正極直流フィルタ１４１、正極直流送電ライン１４３、需要側正極直流フィルタ１４５を含む。
【００６１】
送電側正極直流フィルタ１４１はインダクタＬ１とキャパシタＣ１を含み、交流−正極直流コンバータ１３１が出力する正極直流電力を直流フィルタリングする。
【００６２】
正極直流送電ライン１４３は正極直流電力を伝送するための一つのＤＣラインを有し、電流の帰還通路としては大地を利用する。このＤＣラインの上には一つ以上のスイッチが配置される。
【００６３】
需要側正極直流フィルタ１４５はインダクタＬ２とキャパシタＣ２を含み、正極直流送電ライン１４３を介して伝達された正極直流電力を直流フィルタリングする。
【００６４】
需要側直流−交流コンバータパート１５０は正極直流−交流コンバータ１５１を含み、正極直流−交流コンバータ１５１は一つ以上の３相バルブブリッジ１５１ａを含む。
【００６５】
需要側変圧器パート１６０は正極のために一つ以上の３相バルブブリッジ１５１ａにそれぞれ対応する一つ以上の変圧器１６１を含む。
【００６６】
一つの３相バルブブリッジ１５１ａが利用される場合、正極直流−交流コンバータ１５１は正極直流電力を利用して６つのパルスを有する交流電力を生成する。この際、その一つの変圧器１６１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、Ｙ−Δ形状の結線を有してもよい。
【００６７】
２つの３相バルブブリッジ１５１ａが利用される場合、正極直流−交流コンバータ１５１は正極直流電力を利用して１２個のパルスを有する交流電力を生成する。この際、２つのうち一つの変圧器１６１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、残りの一つの変圧器１６１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Δ形状の結線を有してもよい。
【００６８】
３つの３相バルブブリッジ１５１ａが利用される場合、正極直流−交流コンバータ１５１は正極直流電力を利用して１８個のパルスを有する交流電力を生成する。交流電力のパルスの数が多いほどフィルタの価格が下がる。
【００６９】
需要側交流パート１７０は交流フィルタ１７１と交流送電ライン１７３を含む。
【００７０】
交流フィルタ１７１は需要パート１８０が利用する周波数成分（例えば、６０Ｈｚ）以外の残りの周波数成分を需要側直流変電パート１０５が生成する交流電力から除去する。
【００７１】
交流送電ライン１７３はフィルタリングされた交流電力を需要パート１８０に伝達する。
【００７２】
図３は、本発明の実施例によるバイポーラ方式の高電圧直流送電システムを示す図である。
【００７３】
特に、図３は２つの極の直流電力を送電するシステムを示す。以下の説明では２つの極は正極と負極（ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｐｏｌｅ）であると仮定して説明するが、それに限る必要はない。
【００７４】
送電側交流パート１１０は交流送電ライン１１１と交流フィルタ１１３を含む。
【００７５】
交流送電ライン１１１は発電パート１０１が生成した３相交流電力を送電側直流変電パート１０３に伝達する。
【００７６】
交流フィルタ１１３は変電パート１０３が利用する周波数成分以外の残りの周波数成分を伝達された３相交流電力から除去する。
【００７７】
送電側変圧器パート１２０は正極のための一つ以上の変圧器１２１を含み、負極のための一つ以上の変圧器１２２を含む。送電側交流−直流コンバータパート１３０は正極直流電力を生成する交流−正極直流コンバータ１３１と負極直流電力を生成する交流−負極直流コンバータ１３２を含み、交流−正極直流コンバータ１３１は正極のための一つ以上の変圧器１２１にそれぞれ対応する一つ以上の３相バルブブリッジ１３１ａを含み、交流−負極直流コンバータ１３２は負極のための一つ以上の変圧器１２２にそれぞれ対応する一つ以上の３相バルブブリッジ１３２ａを含む。
【００７８】
正極のために一つの３相バルブブリッジ１３１ａが利用される場合、交流−正極直流コンバータ１３１は交流電力を利用して６つのパルスを有する正極直流電力を生成する。この際、その一つの変圧器１２１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、Ｙ−Δ形状の結線を有してもよい。
【００７９】
正極のために２つの３相バルブブリッジ１３１ａが利用される場合、交流−正極直流コンバータ１３１は交流電力を利用して１２個のパルスを有する正極直流電力を生成する。この際、２つのうち一つの変圧器１２１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、残りの一つの変圧器１２１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Δ形状の結線を有してもよい。
【００８０】
正極のために３つの３相バルブブリッジ１３１ａが利用される場合、交流−正極直流コンバータ１３１は交流電力を利用して１８個のパルスを有する正極直流電力を生成する。正極直流電力のパルスの数が多いほどフィルタの価格が下がる。
【００８１】
負極のために一つの３相バルブブリッジ１３２ａが利用される場合、交流−負極直流コンバータ１３２は６つのパルスを有する負極直流電力を生成する。この際、その一つの変圧器１２２の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、Ｙ−Δ形状の結線を有してもよい。
【００８２】
負極のために２つの３相バルブブリッジ１３２ａが利用される場合、交流−負極直流コンバータ１３２は１２個のパルスを有する負極直流電力を生成する。この際、２つのうち一つの変圧器１２２の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、残りの一つの変圧器１２２の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Δ形状の結線を有してもよい。
【００８３】
負極のために３つの３相バルブブリッジ１３２ａが利用される場合、交流−負極直流コンバータ１３２は１８個のパルスを有する負極直流電力を生成する。負極直流電力のパルスの数が多いほどフィルタの価格が下がる。
【００８４】
直流送電パート１４０は送電側正極直流フィルタ１４１、送電側負極直流フィルタ１４２、正極直流送電ライン１４３、負極直流送電ライン１４４、需要側正極直流フィルタ１４５、需要側負極直流フィルタ１４６を含む。
【００８５】
送電側正極直流フィルタ１４１はインダクタＬ１とキャパシタＣ１を含み、交流−正極直流コンバータ１３１が出力する正極直流電力を直流フィルタリングする。
【００８６】
送電側負極直流フィルタ１４２はインダクタＬ３とキャパシタＣ３を含み、交流−負極直流コンバータ１３２が出力する負極直流電力を直流フィルタリングする。
【００８７】
正極直流送電ライン１４３は正極直流電力を伝送するための一つのＤＣラインを有し、電流の帰還通路としては大地を利用する。このＤＣラインの上には一つ以上のスイッチが配置される。
【００８８】
負極直流送電ライン１４４は負極直流電力を伝送するための一つのＤＣラインを有し、電流の帰還通路としては大地を利用する。このＤＣラインの上には一つ以上のスイッチが配置される。
【００８９】
需要側正極直流フィルタ１４５はインダクタＬ２とキャパシタＣ２を含み、正極直流送電ライン１４３を介して伝達された正極直流電力を直流フィルタリングする。
【００９０】
需要側負極直流フィルタ１４６はインダクタＬ４とキャパシタＣ４を含み、負極直流送電ライン１４４を介して伝達された負極直流電力を直流フィルタリングする。
【００９１】
需要側直流−交流コンバータパート１５０は正極直流−交流コンバータ１５１と負極直流−交流コンバータ１５２を含み、正極直流−交流コンバータ１５１は一つ以上の３相バルブブリッジ１５１ａを含み、負極直流−交流コンバータ１５２は一つ以上の３相バルブブリッジ１５２ａを含む。
【００９２】
需要側変圧器パート１６０は正極のために一つ以上の３相バルブブリッジ１５１ａにそれぞれ対応する一つ以上の変圧器１６１を含み、負極のために一つ以上の３相バルブブリッジ１５２ａにそれぞれ対応する一つ以上の変圧器１６２を含む。
【００９３】
正極のために一つの３相バルブブリッジ１５１ａが利用される場合、正極直流−交流コンバータ１５１は正極直流電力を利用して６つのパルスを有する交流電力を生成する。この際、その一つの変圧器１６１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、Ｙ−Δ形状の結線を有してもよい。
【００９４】
正極のために２つの３相バルブブリッジ１５１ａが利用される場合、正極直流−交流コンバータ１５１は正極直流電力を利用して１２個のパルスを有する交流電力を生成する。この際、２つのうち一つの変圧器１６１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、残りの一つの変圧器１６１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Δ形状の結線を有してもよい。
【００９５】
正極のために３つの３相バルブブリッジ１５１ａが利用される場合、正極直流−交流コンバータ１５１は正極直流電力を利用して１８個のパルスを有する交流電力を生成する。交流電力のパルスの数が多いほどフィルタの価格が下がる。
【００９６】
負極のために一つの３相バルブブリッジ１５２ａが利用される場合、負極直流−交流コンバータ１５２は負極直流電力を利用して６つのパルスを有する交流電力を生成する。この際、その一つの変圧器１６２の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、Ｙ−Δ形状の結線を有してもよい。
【００９７】
負極のために２つの３相バルブブリッジ１５２ａが利用される場合、負極直流−交流コンバータ１５２は負極直流電力を利用して１２個のパルスを有する交流電力を生成する。この際、２つのうち一つの変圧器１６２の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、残りの一つの変圧器１６２の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Δ形状の結線を有してもよい。
【００９８】
負極のために３つの３相バルブブリッジ１５２ａが利用される場合、負極直流−交流コンバータ１５２は負極直流電力を利用して１８個のパルスを有する交流電力を生成する。交流電力のパルスの数が多いほどフィルタの価格が下がる。
【００９９】
需要側交流パート１７０は交流フィルタ１７１と交流送電ライン１７３を含む。
【０１００】
交流フィルタ１７１は需要パート１８０が利用する周波数成分（例えば、６０Ｈｚ）以外の残りの周波数成分を需要側直流変電パート１０５が生成する交流電力から除去する。
【０１０１】
交流送電ライン１７３はフィルタリングされた交流電力を需要パート１８０に伝達する。
【０１０２】
図４は、本発明の実施例による変圧器と３相バルブブリッジの結線を示す図である。
【０１０３】
特に、図４は正極のための２つの変圧器１２１と正極のための２つの３相バルブブリッジ１３１ａの結線を示す。負極のための２つの変圧器１２２と負極のための２つの３相バルブブリッジ１３２ａの結線、正極のための２つの変圧器１６１と正極のための２つの３相バルブブリッジ１５１ａの結線、負極のための２つの変圧器１６２と負極のための２つの３相バルブブリッジ１５２ａの結線、正極のための１つの変圧器１２１と正極のための１つの３相バルブブリッジ１３１ａ、正極のための１つの変圧器１６１と正極のための１つの３相バルブブリッジ１５１ａの結線などは図４の実施例から容易に導出されるため、その図面と説明は省略する。
【０１０４】
図４において、Ｙ−Ｙ形状の結線を有する変圧器１２１を上側変圧器、Ｙ−Δ形状の結線を有する変圧器１２１を下側変圧器、上側変圧器に連結される３相バルブブリッジ１３１ａを上側３相バルブブリッジ、下側変圧器に連結される３相バルブブリッジ１３１ａを下側３相バルブブリッジと称する。
【０１０５】
上側３相バルブブリッジと下側３相バルブブリッジは直流電力を出力する２つの出力端である第１出力端ＯＵＴ１と第２出力端ＯＵＴ２を有する。
【０１０６】
上側３相バルブブリッジは６つのバルブＤ１−Ｄ６を含み、下側３相バルブブリッジは６つのバルブＤ７−Ｄ１２を含む。
【０１０７】
バルブＤ１は第１出力端ＯＵＴ１に連結されるカソードと上側変圧器の２次側コイルの第１端子に連結されるアノードを有する。
【０１０８】
バルブＤ２はバルブＤ５のアノードに連結されるカソードとバルブＤ６のアノードに連結されるアノードを有する。
【０１０９】
バルブＤ３は第１出力端ＯＵＴ１に連結されるカソードと上側変圧器の２次側コイルの第２端子に連結されるアノードを有する。
【０１１０】
バルブＤ４はバルブＤ１のアノードに連結されるカソードとバルブＤ６のアノードに連結されるアノードを有する。
【０１１１】
バルブＤ５は第１出力端ＯＵＴ１に連結されるカソードと上側変圧器の２次側コイルの第３端子に連結されるアノードを有する。
【０１１２】
バルブＤ６はバルブＤ３のアノードに連結されるカソードを有する。
【０１１３】
バルブＤ７はバルブＤ６のアノードに連結されるカソードと下側変圧器の２次側コイルの第１端子に連結されるアノードを有する。
【０１１４】
バルブＤ８はバルブＤ１１のアノードに連結されるカソードと第２出力端ＯＵＴ２に連結されるアノードを有する。
【０１１５】
バルブＤ９はバルブＤ６のアノードに連結されるカソードと下側変圧器の２次側コイルの第２端子に連結されるアノードを有する。
【０１１６】
バルブＤ１０はバルブＤ７のアノードに連結されるカソードと第２出力端ＯＵＴ２に連結されるアノードを有する。
【０１１７】
バルブＤ１１はバルブＤ６のアノードに連結されるカソードと下側変圧器の２次側コイルの第３端子に連結されるアノードを有する。
【０１１８】
バルブＤ１２はバルブＤ９のアノードに連結されるカソードと第２出力端ＯＵＴ２に連結されるアノードを有する。
【０１１９】
一方、需要側直流−交流コンバータパート１５０はモジュール型マルチレベルコンバータ２００で構成される。
【０１２０】
モジュール型マルチレベルコンバータ２００は複数のサブモジュール２１０を利用して直流電力を交流電力に変換する。
【０１２１】
図５及び図６を参照してモジュール型マルチレベルコンバータ２００の構成を説明する。
【０１２２】
図５及び図６は、モジュール型マルチレベルコンバータ２００の構成ブロック図である。
【０１２３】
モジュール型マルチレベルコンバータ２００は中央制御器２５０、複数のサブ制御器２３０、複数のサブモジュール２１０を含む。
【０１２４】
中央制御器２５０は複数のサブ制御器２３０を制御し、それぞれのサブ制御器２３０は自らと連結されたそれぞれのサブモジュール２１０を制御する。
【０１２５】
この際、図５でのように一つのサブ制御器２３０は一つのサブモジュール２１０と連結され、それによって中央制御器２５０を介して伝送される制御信号を基準に自らと連結された一つのサブモジュール２１０のスイッチング動作を制御する。
【０１２６】
また、それとは異なって図６でのように一つのサブ制御器２３０は複数のサブモジュール２１０と連結され、それによって中央制御器２５０を介して伝送される複数の制御信号を利用して自らと連結された複数のサブモジュール２１０に対するそれぞれの制御信号を確認し、確認した制御信号を基準に複数のサブモジュール２１０をそれぞれ制御する。
【０１２７】
図７を参照してモジュール型マルチレベルコンバータ２００に含まれる複数のサブモジュール２１０の連結を説明する。
【０１２８】
図７は、３相モジュール型マルチレベルコンバータ２００に含まれる複数のサブモジュール２１０の連結を示す。
【０１２９】
図７を参照すると複数のサブモジュール２１０は直列に連結され、一つの相（Ｐｈａｓｅ）の正極又は負極に連結された複数のサブモジュール２１０を一つのアーム（Ａｒｍ）として構成する。
【０１３０】
３相モジュール型マルチレベルコンバータ２００は一般的に６つのアームで構成され、Ａ，Ｂ，Ｃの３相それぞれに対して正極と負極で構成されて６つのアームで構成される。
【０１３１】
それによって、３相モジュール型マルチレベルコンバータ２００はＡ相正極に対する複数のサブモジュールで構成される第１アーム２２１、Ａ相負極に対する複数のサブモジュール２１０で構成される第２アーム２２２、Ｂ相正極に対する複数のサブモジュールで構成される第３アーム２２３、Ｂ相負極に対する複数のサブモジュール２１０で構成される第４アーム２２４、Ｃ相正極に対する複数のサブモジュールで構成される第５アーム２２５、Ｃ相負極に対する複数のサブモジュール２１０で構成される第６アーム２２６で構成される。
【０１３２】
そして、一つの相に対する複数のサブモジュール２１０はレッグ（Ｌｅｇ）を構成する。
【０１３３】
それによって、３相モジュール型マルチレベルコンバータ２００はＡ相に対する複数のサブモジュール２１０を含むＡ相レッグ２２７と、Ｂ相に対する複数のサブモジュール２１０を含むＢ相レッグ２２８と、Ｃ相に対する複数のサブモジュール２１０を含むＣ相レッグ２２９で構成される。
【０１３４】
よって、第１アーム２２１乃至第６アーム２２６はそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ相レッグ２２７，２２８，２２０に含まれる。
【０１３５】
詳しくは、Ａ相レッグ２２７にはＡ相の正極アームである第１アーム２２１と負極アームである第２アーム２２２が含まれ、Ｂ相レッグ２２８にはＢ相の正極アームである第３アーム２２３と負極アームである第４アーム２２４が含まれる。そして、Ｃ相レッグ２２９にはＣ相の正極アームである第５アーム２２５と負極アームである第６アーム２２６が含まれる。
【０１３６】
また、複数のサブモジュール２１０は極性に応じて正極アーム２２７と負極アーム２２８を構成する。
【０１３７】
詳しくは、図７を参照するとモジュール型マルチレベルコンバータ２００に含まれる複数のサブモジュール２１０は中性線ｎを基準に正極に対応する複数のサブモジュール２１０と負極に対応する複数のサブモジュール２１０とで分類される。
【０１３８】
よって、モジュール型マルチレベルコンバータ２００は正極に対応する複数のサブモジュール２１０で構成される正極アーム２２７、負極に対応する複数のサブモジュール２１０で構成される負極アーム２２８で構成される。
【０１３９】
よって、正極アーム２２７は第１アーム２２１、第３アーム２２３、第５アーム２２５で構成され、負極アーム２２８は第２アーム２２２、第４アーム２２４、第６アーム２２６で構成される。
【０１４０】
次に、図８を参照してサブモジュール２１０の構成を説明する。
【０１４１】
図８は、サブモジュール２１０の構成に関する例示図である。
【０１４２】
図８を参照すると、サブモジュール２１０は２つのスイッチ、２つのダイオード、キャパシタを含む。このようなサブモジュール２１０の形態をハーフブリッジ（ｈａｌｆ−ｂｒｉｄｇｅ）形態又はハーフブリッジインバータ（ｈａｌｆ  ｂｒｉｄｇｅ  ｉｎｖｅｒｔｅｒ）とも称する。
【０１４３】
そして、スイッチング部２１７に含まれるスイッチは電力半導体を含む。
【０１４４】
ここで電力半導体とは電力装置用半導体素子をいい、電力の変換や制御用に最適化されている。そして、電力半導体はバルブ装置とも称する。
【０１４５】
それによってスイッチング部２１７に含まれるスイッチは電力半導体と構成されるが、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＧＴＯ（Ｇａｔｅ  Ｔｕｒｎ−ｏｆｆ  Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）、ＩＧＣＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｃｏｍｍｕｔａｔｅｄ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などで構成される。
【０１４６】
貯蔵部２１９はキャパシタを含んでいるためエネルギーを充電又は放電する。一方、サブモジュール２１０の構成及び動作に基づいてサブモジュール２１０を等価モデルで示すことができる。
【０１４７】
図９はサブモジュール２１０の等価モデルを示すが、図９を参照するとサブモジュール２１０はスイッチとキャパシタで構成されたエネルギーの充電及び放電装置として示される。
【０１４８】
それによって、サブモジュール２１０は出力電圧がＶｓｍであるエネルギーの充電及び放電装置と同じであることが分かる。
【０１４９】
図１０は本発明の実施例による超高圧直流送電のバイパススイッチの斜視図であり、図１１は本発明の実施例による超高圧直流送電のバイパススイッチの断面図である。
【０１５０】
図１０と図１１を参照すると、本発明による超高圧直流送電のバイパススイッチはサブモジュール２１０の故障が感知されると故障が感知されたサブモジュール２１０を短絡して隣接した他のサブモジュール２１０に故障による影響が伝播されることを防止する。
【０１５１】
即ち、超高圧直流送電のバイパススイッチはサブモジュール２１０が正常に動作すれば開放された状態維持し、サブモジュール２１０に故障が感知されると故障が発生したサブモジュール２１０を短絡する。
【０１５２】
本発明による超高圧直流送電のバイパススイッチはハウジング３と、ハウジングに配置された固定コンタクタ５ａ及び稼動コンタクタ５ｂを含む。
【０１５３】
ハウジング３は内部に空間が形成され、固定コンタクタ５ａと稼動コンタクタ５はハウジング３の空間で接点、接点解除される。ハウジング３の空間は稼動コンタクタ５の移動されるように形成される。
【０１５４】
ハウジング３は真空ハウジングで形成されてもよい。ハウジング３は稼動コンタクタ５ｂの移動をガイドするガイドである。
【０１５５】
超高圧直流送電のバイパススイッチハウジング３内に稼動コンタクタ５ｂとハウジング３との間に設置されるベローズ５ｃを更に含む。ハウジング３には固定コンタクタ５ａと稼動コンタクタ５ｂとの間で真空状態が維持されるように稼動コンタクタ５ｂとハウジング３との間にベローズ５ｃが設置される。
【０１５６】
ハウジング３は絶縁物質で形成され、固定コンタクタ５ａ、稼動コンタクタ５ｂ及びベローズ５ｃを含む真空インタラプタ５がその内部に配置される。
【０１５７】
固定コンタクタ５ａはハウジング３に位置が固定されるように配置される。固定コンタクタ５ａはハウジング３の内部一側に配置される。固定コンタクタ５ａは超高圧直流送電回路の第１部分（図示せず）と電気的に連結される。
【０１５８】
固定コンタクタ５ａはハウジング３の内部に配置されるインナープレートと、インナープレートから突出されてハウジング３の外部に露出されるアウター連結部を含む。固定コンタクタ５ａのアウター連結部には後述する第１バスバー１を固定コンタクタ５ａに電気的に連結する結合部材１ａが連結される。
【０１５９】
稼動コンタクタ５ｂはハウジング３に移動可能に配置される。稼動コンタクタ５ｂはハウジング３の内部の他側に配置される。稼動コンタクタ５ｂはハウジング３に固定コンタクタ５ａを向かい合うように配置する。稼動コンタクタ５ｂは固定コンタクタ５ａと接触された位置に移動可能に設置され、固定コンタクタ５ａと離隔された位置に移動可能に設置される。稼動コンタクタ５ｂは超高圧直流送電回路の第２部分と電気的に連結される。
【０１６０】
稼動コンタクタはハウジング３の内部に配置されるインナープレートと、インナープレートから突出されてハウジングを外部に露出するアウター連結部と、を含む。稼動コンタクタ５ｂのアウター連結部には後述する絶縁部材６が連結される。
【０１６１】
固定コンダクタ５ａはサブモジュール回路の一端に電気的に連結され、稼動コンタクタ５ｂはサブモジュール回路の他端に電気的に連結され、固定コンタクタ５ａと稼動コンタクタ５ｂの接触の際にサブモジュール回路は電気的に短絡状態になる。この場合、サブモジュール回路の故障のような問題が発生した際、他の回路や他の電気部品に伝播されることを遮断する。
【０１６２】
超高圧直流送電のバイパススイッチは稼動コンタクタ５ｂに結合された絶縁部材６を含む。絶縁部材６は稼動コンタクタ５ｂの一側に結合される。絶縁部材６は稼動コンタクタ５ｂと一体に位置が移動され、絶縁部材６の移動の際に稼動コンタクタ５ｂは絶縁部材６によって移動される。
【０１６３】
超高圧直流送電のバイパススイッチは電気的信号に応じて爆発する爆発型駆動器９を含む。爆発型駆動器９は稼動コンタクタ５ｂが固定コンタクタ５ａに向かって移動されるようにする駆動力を発生する駆動源である。爆発端駆動器９は絶縁部材６を移動することによって稼動コンタクタ５ｂと固定コンタクタ５ａを接点する。
【０１６４】
超高圧直流送電のバイパススイッチは爆発端駆動器９の爆発で発生するガスの力によって移動されて絶縁部材６が移動されるようにする力を加えるピストン器具７，８を含む。ピストン器具７，８は爆発型駆動器９が爆発する際に発生したガスの力を絶縁部材６に伝達して固定コンタクタ５ａと稼動コンタクタ５ｂが電気的に連結されるようにする。即ち、ピストン器具７，８は爆発型駆動器９の駆動力を絶縁部材６に伝達する少なくとも一つの動力伝達部材である。
【０１６５】
超高圧直流送電システムのバイパススイッチは力の伝達方向に爆発型駆動器９、ピストン器具７，８、絶縁部材６及び稼動コンタクタ５ｂの順に順次に配置される。絶縁部材６は稼動コンタクタ５ｂとピストン器具７，８との間に配置される。そして、ピストン器具７，８は絶縁部材６と爆発型駆動器９との間に配置される。
【０１６６】
ピストン器具７，９は爆発型駆動器９から発生したガスによって移動可能に配置され、絶縁部材６に連結されたピストン部材８を含む。この場合、爆発型駆動器９が爆発するとピストン部材８は絶縁部材６を直接移動することができる。
【０１６７】
ピストン器具７，８は爆発型駆動器９から発生したガスによって移動されるピストン部材８と、ピストン部材８と絶縁部材６との間でピストン部材８が加える力を絶縁部材６に伝達する磁性部材７を含む。
【０１６８】
爆発型駆動器９はガスを噴出するインフレータ９ａと、インフレータ９ａに結合されたインフレータカバー９ｂを含む。インフレータカバー９ｂにはインフレータ９ａから噴出されたガスがピストン部材８に流動されてピストン部材８が移動可能に配置されるインナー空間９ｃが形成される。
【０１６９】
インフレータ９ａはサブモジュール１２０の故障が感知されるとオンされ、高圧ガスをインフレータカバー９ｂのインナー空間９ｃに噴出する。
【０１７０】
インフレータカバー９ｂはピストン部材８が移動可能に収容され、高圧ガスが膨張するインフレータハウジングである。
【０１７１】
ピストン部材８は一部が爆発型駆動器９の内部に位置する。ピストン部材８はインナー空間９ｃで移動される。ピストン部材８は爆発型駆動器９が爆発すると爆発型駆動器９から噴出されたガスに押されて磁性部材９を絶縁部材６が位置する方向に押し出す。
【０１７２】
磁性部材７はピストン部材８と絶縁部材６の間に配置される。この場合、爆発型駆動器９が爆発するとピストン部材８は磁性部材７を移動し、磁性部材７は絶縁部材６を移動する。磁性部材７はピストン部材８と絶縁部材６のうち少なくとも一つと連結され、ピストン部材８が絶縁部材６に向かって移動される際、ピストン部材８と共に絶縁部材６に向かって移動されて絶縁部材６をスライド移動する。
【０１７３】
超高圧直流送電のバイパススイッチは爆発型駆動器９が作動する前に、稼動コンタクタ５ｂが固定コンタクタ５ａと離隔されるように磁性部材７を維持するマグネット１０を更に含む。マグネット１０は後述するフレーム１１，１２，１３，１４に設置され、フレーム１１，１２，１３，１４に設置された状態で磁性部材７に磁力を作用する。
【０１７４】
稼動コンタクタ５ｂは一側が絶縁部材６と結合され、絶縁部材６は磁性部材７と結合する。マグネット１０は爆発型駆動器９が作動する前に、稼動コンタクタ５ｂが固定コンタクタ５ａと離れる方向に磁性部材７を引き寄せ、この場合、絶縁部材６は磁性部材７によって爆発型駆動器９が位置する方向に引き寄せられる。
【０１７５】
磁性部材７は円柱状又は棒状に形成され、マグネット１０は磁性部材７が内部に配置されるように円筒状に形成される。磁性部材７にはピストン部材８が連結される。磁性部材７は絶縁部材６に連結される。磁性部材７はマグネット１０の内部に内挿され、爆発型駆動器９が駆動するとピストン部材８に押されて少なくとも一部がマグネット１０の外部に引き出される。
【０１７６】
超高圧直流送電のバイパススイッチは絶縁部材６に力を加えるばね４を更に含む。ばね４は絶縁部材６とピストン部材８との間に配置されるか、絶縁部材６と爆発型駆動器９との間に配置されるか、絶縁部材６とフレーム１１，１２，１３，１４との間に配置される。
【０１７７】
ばね４は、マグネット１０の周囲に位置するように配置される。ばね４はマグネット１０の外周に位置する。ばね４は絶縁部材６に接触された状態を維持する。ばね４は絶縁部材６とフレーム１１，１２，１３，１４との間に配置されて絶縁部材６に力を加える。ばね４は稼動コンタクタ５ｂ、絶縁部材６及び磁性部材７が固定コンタクタ５ａが配置された方向に移動される方向に力を加える。ばね４が加える力はマグネット１０が磁性部材７を引き寄せる力より小さく、爆発型駆動器９が駆動する前に、ばね４は圧縮された状態を維持する。
【０１７８】
ピストン部材８は爆発型駆動器９が爆発すると爆発ガスの力によって磁性部材７を引き出し、絶縁部材６は磁性部材７によって押され、稼動コンタクタ５ｂは固定コンタクタ５ａと接触する。磁性部材７がマグネット内１０で固定コンタクタ５ａが配置された方向に移動されたらばね４は膨張された状態を維持する。
【０１７９】
このような磁性部材７及び絶縁部材６が移動する際、ばね４は圧縮された状態から解除されて稼動コンタクタ５ｂが固定コンタクタ５ａが位置する方向に力を作用し、稼動コンタクタ５ｂと固定コンタクタ５ａが接触した状態を維持するようにする。即ち、ばね４は爆発型駆動器９が作動する際に磁性部材７がより迅速に稼動コンタクタ５ｂの方向に移動されるように助け、爆発型駆動器９が作動した後、稼動コンタクタ５ｂが固定コンタクタ５ａから接点解除されないように助ける。
【０１８０】
超高圧直流送電のバイパススイッチはフレーム１１，１２，１３，１４を更に含む。フレーム１１，１２，１３，１４は内部に空間Ｓが形成される。ハウジング３は空間Ｓに配置される。ハウジング３は空間Ｓに収容される。稼動コンタクタ５ｂ及び絶縁部材６は空間Ｓに位置が移動されるように位置される。ばね４は少なくとも一部が空間Ｓ位置される。マグネット１０は少なくとも一部が空間Ｓに位置される。フレーム１１，１２，１３，１４はハウジング３、稼動コンタクタ５ｂ、絶縁部材６、ばね４及びマグネット１０を保護する。フレーム１１，１２，１３，１４は超高圧直流送電のバイパススイッチの外観を形成する。
【０１８１】
フレーム１１，１２，１３，１４は第１フレーム１１、第２フレーム１２を含む。第１フレーム１１及び第２フレーム１２は超高圧直流送電のバイパススイッチの長さ方向に沿って互いに平行に配置される。
【０１８２】
フレーム１１，１２，１３，１４は第３フレーム１３及び第４フレーム１４を更に含む。第３フレーム１３及び第４フレーム１４は第１フレーム１１及び第２フレーム１２の両端に互いに平行に配置される。第３フレーム１３及び第４フレームは第１フレーム１１及び第２フレーム１２と結合され、第１フレーム１１及び第２フレーム１２に支持される。フレーム１１，１２，１３，１４は第１，２，３，４フレームによって空間Ｓが形成される。
【０１８３】
固定コンタクタ５ａはフレーム１１，１２，１３，１４に設置される。そして、爆発型駆動器９はフレーム１１，１２，１３，１４に設置される。フレーム１１，１２，１３，１４には爆発型駆動器９の一部が内挿される通孔１５が形成される。
【０１８４】
爆発型駆動器９のインフレータ９ａはフレーム１１，１２，１３，１４の外部に位置されるように設置され、インフレータ９ａに電源を印加する電線９ｄはフレーム１１，１２，１３，１４の外部でインフレータ９ａに連結される。
【０１８５】
爆発型駆動器９のインフレータカバー９ｂはフレーム１１，１２，１３，１４に形成された通孔１５に位置されるように配置され、フレーム１１，１２，１３，１４によって保護される。
【０１８６】
固定コンタクタ５ａと爆発型駆動器９はフレーム１１，１２，１３，１４に互いに向かい合うように設置される。固定コンタクタ５ａと爆発型駆動器９は第１フレーム１１と第２フレーム１２に分散されて設置されるか、第３フレーム１３と第４フレーム１４に分散されて設置される。以下、固定コンタクタ５ａと爆発型駆動器９は第３フレーム１３と第４フレーム１４に設置されていると説明する。
【０１８７】
固定コンタクタ５ａと爆発型駆動器９は２つのうちいずれか一つが第３フレーム１３に設置され、他の一つが第３フレーム１３に向かい合う第４フレーム１４に設置される。
【０１８８】
固定コンタクタ５ａが第３フレーム１３に設置されれば爆発型駆動器９は第４フレーム１４に設置され、逆に固定コンタクタ５ａが第４フレーム１４に設置されれば爆発型駆動器９は第３フレーム１３に設置される。
【０１８９】
ハウジング３は第１，２，３，４フレームのうち固定コンタクタ５ａが設置されたフレームに一緒に設置される。
【０１９０】
マグネット１０は第１，２，３，４フレームのうち爆発型駆動器９が設置されたフレームに一緒に設置される。ばね４は爆発型駆動器９が設置されたフレームと絶縁部材６との間に配置される。
【０１９１】
固定コンタクタ５ａは第３フレーム１３に設置されて支持され、ハウジング３は第３フレーム１３に設置されて支持される。一方、爆発型駆動器９は第４フレーム１４に設置されて支持され、マグネット１０は第４フレーム１４に設置されて支持され、ばね４は第４フレーム１４と絶縁部材６との間に設置される。
【０１９２】
超高圧直流送電のバイパススイッチは固定コンタクタ５ａと連結される第１バスバー１と稼動コンタクタ５ｂと連結される第２バスバー２を含む。第１バスバー１はコテイコンタクタ５ａと電気的に連結される。そして、第２バスバー２は稼動コンタクタ５ｂと電気的に連結される。固定コンタクタ５ａと稼動コンタクタ５ｂが接触すると第１バスバー１及び第２バスバー２と電気的に連結された回路が短絡される。
【０１９３】
固定コンタクタ５ａは第１バスバーを介して超高圧直流送電回路の第１部分（図示せず）と電気的に連結され、稼動コンタクタ５ｂは第２バスバー２を介して超高圧直流送電回路の第１部分（図示せず）と電気的に連結される。
【０１９４】
第１バスバー１は結合部材１ａを介して固定コンタクタ５ａに電気的に連結されてもよく、固定コンタクタ５ａと直接電気的に連結されてもよいことはもちろんである。
【０１９５】
第２バスバー２は稼動コンタクタ５ｂと絶縁部材６との間に配置されて稼動コンタクタ５ｂと電気的に連結される。絶縁部材６は第２バスバー２と金属材質に形成される磁性部材７が電気的に絶縁されるようにする。絶縁部材６には突起６ａが形成され、突起６ａは第２バスバー２に形成された貫通孔２ａを貫通し稼動コンタクタ５ｂに形成された挿入溝５ｄに挿入されて結合される。ばね４は第２バスバー２と第４フレーム１４との間に配置される。ばね４は絶縁部材６が固定コンタクタ５ａが配置された方向に移動されるようにする力を加える。
【０１９６】
超高圧直流送電のバイパススイッチは回路の正常状況で図１１に示したように固定コンタクタ５ａと稼動コンタクタ５ｂが互いに近くされて電気的に分離された状態を維持する。即ち、第１バスバー１と第２バスバー２は互いに電気的に分離される。
【０１９７】
一方、回路に問題が発生したら電気的信号が爆発型駆動器９に印加されながら爆発型駆動器９が爆発し、爆発型駆動器９が爆発することで高圧のガスと放出されながらピストン部材８を押し出す。ピストン部材８は磁性部材７、絶縁部材６、稼動コンタクタ５ｂを押し出して 図１2に示したように稼動コンタクタ５ｂが固定コンタクタ５ａに接触するようにする。この際、ばね４は圧縮された状態が解除されながら絶縁部材６及び稼動コンタクタ５ｂを固定コンタクタ５ａが配置された方向に押し出し、固定コンタクタ５ａと稼動コンタクタ５ｂが接触された状態を維持するようにする。よって、固定コンタクタ５ａと稼動コンタクタ５ｂは電気的に連結される。即ち、第１バスバー１と第２バスバー２が互いに電気的に連結される。
【０１９８】
このように、本発明の実施例による超高圧直流送電のバイパススイッチは爆発型駆動器９の動作によってピストン部材８が稼動コンタクタ５ｂを押し出すため高速動作が可能な長所がある。
【０１９９】
また、本発明の実施例によるバイパススイッチはマグネット１０が磁性部材７を初期状態に維持する機能を行い、ばね４が稼動コンタクタ４が固定コンタクタ５ａと接触した後の状態を維持する機能を行う。よって、別途の軸を動かすためのコイルが要求されないため、小さい容積で製作することができる長所がある。
【０２００】
これまで実施例を中心に説明したが、これは単なる例示であって本発明を限定するものではなく、本発明の属する技術分野の通常の知識を有する者であれば本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲内で前記に例示されていない様々な変形と応用が可能であることを理解できるはずである。例えば、実施例に具体的に示した各構成要素は変形して実施してもよいものである。そして、このような変形と応用に関する差は添付した特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれると解析されるべきである。
【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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