(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と負荷とを接続する主回路に介挿される遮断器と、前記遮断器と電気的に並列接続された状態で前記主回路に接続される転流回路を備えた転流式遮断装置において、前記転流回路と前記主回路との間に前記転流回路を開路し電流裁断を行う断路器を接続するとともに、前記主回路の電流遮断時における前記転流回路の電流が前記断路器の電流裁断能力とほぼ同一かそれ以下となるタイミングで前記遮断器の開路後に断路器を開路し前記断路器により前記転流回路の電流裁断を行う制御装置を備えたことを特徴とする転流式遮断装置。
【請求項２】
前記断路器を複数の主接点を有する真空遮断器とし、それら主接点を互いに並列に接続したことを特徴とする請求項１に記載の転流式遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、遮断器とそれに並列に接続される転流回路とを備えた直流高速遮断器等として用いられる転流式遮断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、例えば特開平５−２３４４７１号公報に示された、従来の直流回路の転流式遮断装置を示す回路図である。
図４において、１は遮断器としての真空遮断器、２は真空スイッチにより成る断路器であり、真空遮断器１および断路器２は電源と負荷とを接続する主回路３に電気的に直列に接続される。
真空遮断器１に電気的に並列接続された転流回路４は、電気的に直列接続されたコンデンサ５，リアクトル６，転流スイッチ７から形成される。非直線抵抗８は、真空遮断器１および転流回路４に電気的に並列接続される。９は真空遮断器１の主接点１Ａおよび断路器２の主接点２Ａを同時に開閉操作する操作器である。
【０００３】
従来の転流式遮断装置は上記のように構成されており、通常の負荷運転時には電源（図示せず）から真空遮断器１および断路器２を介し主回路３により負荷に給電される。
一方、主回路３の電流遮断は、従来技術における電流遮断時の動作を示す波形図である図５に示す動作波形図に基づき、まず、操作器９で主接点１Ａと主接点２Ａとを開路させるともに、その後転流スイッチ７を投入させ、それにより主接点１Ａに主回路電流とは逆方向のコンデンサ５からの放電電流が通電され、強制的に電流零点を作ることにより行われる。
【０００４】
断路器２は、上記の転流回路４の放電電流が負荷側へ流出するのを防止するとともに、例えば転流式遮断装置の保守時等において、安全のため転流回路４および非直線抵抗８から負荷側への回路を断路するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の転流式遮断装置では、断路器２が主回路３に電気的に直列接続されているため、真空遮断器１および断路器２の電気抵抗の和に応じた通電発熱が生じる。装置運用上の温度規定より温度上昇を抑えるため、主回路３の電流値を大きくできないという問題点があった。
【０００６】
さらに、主回路に流れる特に数十Ａ程度の小電流を遮断しようとすると負荷の回路条件によっては、主回路電流が転流回路４と断路器２を介して負荷側に数秒以上流れ続ける場合がある。この際、断路器２の主接点２Ａ間には電流アークが継続するため、主接点２Ａの消耗劣化が進行し遮断寿命が短くなるという問題点があった。
【０００７】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、遮断器の閉路状態において主回路を流れる電流に対し電気抵抗を小さくして、比較的大電流を適切に通電できるとともに、開閉動作時において遮断器と断路器との動作協調を適確に行える転流式遮断装置を得ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る転流式遮断装置では、電源と負荷とを接続する主回路に介挿される遮断器と、前記遮断器と電気的に並列接続された状態で前記主回路に接続される転流回路を備えた転流式遮断装置において、前記転流回路と前記主回路との間に前記転流回路を開路し電流裁断を行う断路器を接続するとともに、前記主回路の電流遮断時における前記転流回路の電流が前記断路器の電流裁断能力とほぼ同一かそれ以下となるタイミングで前記遮断器の開路後に断路器を開路し前記断路器により前記転流回路の電流裁断を行う制御装置を備えたものである。
【００１０】
第２の発明に係る転流式遮断装置では、第１の発明において、前記断路器を複数の主接点を有する真空遮断器とし、それら主接点を互いに並列に接続したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１および図２について説明する。図１は実施の形態１に係る転流式遮断装置の構成を示す回路図である。図２は実施の形態１に係る転流式遮断装置の電流遮断時における動作を示す波形図である。
【００１２】
図１は実施の形態１における転流式遮断装置の構成を示している。
図１において、１は遮断器としての真空遮断器、２は真空スイッチからなる断路器であり、真空遮断器１および断路器２は直流電源と負荷とを接続する直流給電路を構成する主回路３に電気的に直列に接続される。
真空遮断器１に電気的に並列接続された転流回路４は、電気的に直列接続されたコンデンサ５，リアクトル６，転流スイッチ７から構成される。非直線抵抗８は、真空遮断器１および転流回路４に電気的に並列接続される。
１０は真空遮断器１の操作器、１１は断路器２の操作器、１２は主回路の電流開閉時に真空遮断器１と断路器２とを所定時間タイミングにて連動させる制御装置である。
【００１３】
この実施の形態１では、断路器２は転流回路４と遮断器としての真空遮断器１との並列回路において、それらの接続部から転流回路４側に、すなわち転流回路４と真空遮断器１との間に電気的に直列接続されている。
【００１４】
主回路３の電流遮断は、図２に示す動作波形図に基づき、制御装置１２にてまず操作器１０で主接点１Ａを開路させるともに、その後、転流スイッチ７を投入させ、それにより主接点１Ａに主回路電流とは逆方向のコンデンサ５からの放電電流が通電され、強制的に電流零点を作ることにより行われる。
さらに、その後、転流回路４の電流が断路器２の電流裁断能力とほぼ同一かそれ以下となるタイミングにおいて、制御装置１２にて操作器１１で主接点２Ａを開路させる。
【００１５】
すなわち、主回路３の電流遮断動作時において、遮断されるべき主回路３の電流値が比較的小さい場合、主回路３から負荷側のインダクタンスエネルギーが小さいため非直線抵抗８の動作にいたらず、主回路電流が転流回路４と断路器２を介して流通する。断路器２は電流流通状態で開路する必要があるが、前述の通り、断路器２は制御装置１２により転流回路４の電流が断路器２の電流裁断能力とほぼ同一かそれ以下となるタイミングにおいて主接点２Ａが開路されるので、断路器２は主接点２Ａに発生する電流アークを短い継続時間で消弧でき、確実に開路動作を行うことができるものである。
【００１６】
そして、主回路３の閉路時には、制御装置１２による制御により、次のようなタイミングで遮断器１および断路器２ならびに転流スイッチ７の動作が行われる。
開路動作後、予め転流スイッチ７を開放し転流コンデンサ５を充電した状態で、操作器１１を介して断路器２の主接点２Ａを閉合する。
次に、操作器１０を介して遮断器１の主接点１Ａを閉合し、主回路３の電流を流通する。
【００１７】
前記のように構成した転流式遮断装置においては、電源（図示せず）より、断路器２を介さずに真空遮断器１のみを介し主回路３により通電される。従って通電部の接点数が半減するため電気抵抗が低く、通電発熱が生じにくい。
さらに、主回路３の電流遮断時に断路器２を介して負荷側に流れる電流に対し、断路器２の電流裁断能力とほぼ同一かそれ以下となるタイミングにおいて断路器２を開路するため、主接点２Ａ間に発生する電流アークの継続時間が短く、主接点２Ａの消耗劣化が生じにくい。
【００１８】
以上から明らかなように、この実施の形態１では、断路器２を転流回路４と真空遮断器１との間に電気的に直列接続することにより、負荷への給電に伴う発熱を減少させることができる。
このため、通電に伴う装置の温度上昇を抑制することができ、主回路３を流れる電流値を大きくすることができる。
さらに、電流遮断時において、制御装置１２にて転流回路４の電流が断路器２の電流裁断能力とほぼ同一かそれ以下となるタイミングにて、主接点２Ａを開路させることにより、主接点２Ａ間に発生する電流アークの継続時間が短くすることができる。
このため、主接点２Ａの消耗劣化が少なくなり動作回数寿命を長くすることができる。
【００１９】
この発明による実施の形態１によれば、電源と負荷とを接続する直流給電路を構成する主回路３に介挿される遮断器１と、前記遮断器１と電気的に並列接続された状態で前記主回路３に接続される転流回路４を備えた転流式遮断装置において、前記転流回路４と前記主回路３との間に断路器２を接続するとともに、前記主回路３の電流開閉時に前記遮断器１と前記断路器２、ならびに、これらと転流スイッチ７とを所定タイミングで連動させる制御装置１２を備えたので、遮断器の閉路状態において主回路を流れる電流に対し電気抵抗を小さくして、比較的大電流を適切に通電できるとともに、開閉動作時において遮断器と断路器、ならびに、これらと転流スイッチとの動作協調を適確に行える転流式遮断装置を得ることができる。
【００２０】
また、この発明による実施の形態１によれば、前項の構成を具備し、かつ、電流遮断時における前記転流回路４の電流が前記断路器２の電流裁断能力とほぼ同一かそれ以下となるタイミングにおいて、前記制御装置１２にて前記遮断器１の開路後に断路器２を開路するよう設定したので、遮断器の閉路状態において主回路を流れる電流に対し電気抵抗を小さくして、比較的大電流を適切に通電できるとともに、電流遮断時における断路器の消耗劣化を適確に抑制できる転流式遮断装置を得ることができる。
【００２１】
実施の形態２．
この発明による実施の形態２を図３について説明する。図３は実施の形態２に係る転流式遮断装置の構成を示す回路図である。
この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同様の構成を有し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００２２】
図３は、実施の形態２に係る転流式遮断装置の構成を示している。
この実施の形態２は、断路器２を複数の真空バルブからなる主接点２Ａを並列に接続し、断路器としての真空遮断器で構成したものである。
【００２３】
この実施の形態２では、主接点２Ａを電流裁断能力の高い真空バルブで構成すること、さらに複数の真空バルブからなる主接点２Ａを並列に接続することにより、転流回路４の電流を分流し、個々の主接点２Ａの通電電流を小さくすることができ、主回路３の電流遮断時に断路器２を介して負荷側に流れる電流が減衰する途中の比較的高い電流値すなわち短い継続時間にて遮断が完了する。
【００２４】
この発明による実施の形態２によれば、実施の形態１における構成において、前記断路器２を複数の主接点２Ａを有する真空遮断器とし、それら主接点２Ａを互いに並列に接続したので、遮断器の閉路状態において主回路を流れる電流に対し電気抵抗を小さくして、比較的大電流を適切に通電できるとともに、電流遮断時における断路器による転流回路電流の遮断を比較的短時間で確実に行える転流式遮断装置を得ることができる。
【００２５】
この発明による実施の形態では、上記のように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏するものである。
この発明による実施の形態に係る転流式遮断装置は、電源と負荷とを接続する主回路に介挿された、主接点を有する遮断器と、前記遮断器に電気的に並列に接続された転流回路と、前記転流回路と前記遮断器との間に接続された断路器と、主回路の電流開閉時に前記遮断器と前記断路器とを所定時間タイミングにて連動させる制御装置とを備えたので、電源から負荷までの電気抵抗を小さくすることができ、従って負荷への給電に伴う発熱を減少させることができる。
このため、通電に伴う装置の温度上昇を抑制して、主回路に流れる電流値を大きくすることができる。
【００２６】
また、小電流遮断時における前記転流回路の電流が前記断路器の電流裁断能力とほぼ同一かそれ以下となるタイミングにおいて、前記制御装置にて前記遮断器の開路後に断路器を開路するよう設定することにより、前記断路器の主接点間に発生する電流アークの継続時間が短くすることができる。
このため、前記主接点の消耗劣化が少なくなり動作回数寿命を長くすることができる。
【００２７】
さらに、前記断路器を複数の主接点を有する真空遮断器とし、それら主接点を並列に接続することにより、前記転流回路の電流を分流し、前記断路器の主接点の通電電流を小さくすることができ、主回路の電流遮断時に前記断路器を介して負荷側に流れる電流が減衰する途中の比較的高い電流値すなわち短い継続時間にて遮断ができる。
【００２８】
【発明の効果】
第１の発明によれば、電源と負荷とを接続する主回路に介挿される遮断器と、前記遮断器と電気的に並列接続された状態で前記主回路に接続される転流回路を備えた転流式遮断装置において、前記転流回路と前記主回路との間に前記転流回路を開路し電流裁断を行う断路器を接続するとともに、前記主回路の電流遮断時における前記転流回路の電流が前記断路器の電流裁断能力とほぼ同一かそれ以下となるタイミングで前記遮断器の開路後に断路器を開路し前記断路器により前記転流回路の電流裁断を行う制御装置を備えたので、遮断器の閉路状態において主回路を流れる電流に対し電気抵抗を小さくして、比較的大電流を適切に通電できるとともに、転流回路を開路し電流裁断を行う断路器の消耗劣化を適確に抑制できる転流式遮断装置を得ることができる。
【００３０】
第２の発明によれば、第１の発明において、前記断路器を複数の主接点を有する真空遮断器とし、それら主接点を互いに並列に接続したので、遮断器の閉路状態において主回路を流れる電流に対し電気抵抗を小さくして比較的大電流を適切に通電できるとともに、電流遮断時における断路器による転流回路電流の遮断を比較的短時間で確実に行える転流式遮断装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による実施の形態１に係る転流式遮断装置の構成を示す回路図である。
【図２】  この発明による実施の形態１に係る転流式遮断装置の電流遮断時における動作を示す波形図である。
【図３】  この発明による実施の形態２に係る転流式遮断装置の構成を示す回路図である。
【図４】  従来技術における転流式遮断装置の構成を示す回路図である。
【図５】  従来技術における電流遮断時の動作を示す波形図である。
【符号の説明】
１  真空遮断器（遮断器）、１Ａ  主接点、２  断路器、２Ａ  主接点、  ３主回路、４  転流回路、１２  制御装置。
【図１】
0004278334.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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