JP7638462B1 - High-speed input devices, power conversion devices, and power distribution equipment - Google Patents
High-speed input devices, power conversion devices, and power distribution equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP7638462B1 JP7638462B1 JP2024570877A JP2024570877A JP7638462B1 JP 7638462 B1 JP7638462 B1 JP 7638462B1 JP 2024570877 A JP2024570877 A JP 2024570877A JP 2024570877 A JP2024570877 A JP 2024570877A JP 7638462 B1 JP7638462 B1 JP 7638462B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- trigger
- speed
- hole
- tapered hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
Abstract
高速投入器(101)は、第1電極(10)と、第1電極に向かって第1方向(DR1)に移動可能である第2電極(20)とを備える。第2電極は、第1方向において第1電極から離間されている第1の位置から第1電極に接触している第2の位置まで移動可能である。高速投入器は、第2電極と第1電極との間に放電を誘起する放電誘起機構(70)をさらに備える。放電誘起機構は、第2電極とともに移動可能であるトリガ電極(71)を含む。第2電極は、第1方向において第1電極と対向する端面(20A)を有する。第2電極には、端面に開口しかつ端面から離れるにつれて孔径が小さくなるテーパ孔(20H)が設けられている。トリガ電極は、テーパ孔の内部に配置されている先端部(71A)を有する。The high-speed inserter (101) comprises a first electrode (10) and a second electrode (20) movable in a first direction (DR1) toward the first electrode. The second electrode is movable in the first direction from a first position spaced apart from the first electrode to a second position in contact with the first electrode. The high-speed inserter further comprises a discharge inducing mechanism (70) for inducing a discharge between the second electrode and the first electrode. The discharge inducing mechanism includes a trigger electrode (71) movable together with the second electrode. The second electrode has an end face (20A) facing the first electrode in the first direction. The second electrode is provided with a tapered hole (20H) that opens at the end face and has a hole diameter that decreases with increasing distance from the end face. The trigger electrode has a tip portion (71A) disposed inside the tapered hole.
Description
本開示は、高速投入器、並びに高速投入器を備える電力変換装置及び受配電設備に関する。 The present disclosure relates to a high-speed input device, and a power conversion device and a power distribution facility equipped with a high-speed input device.
実願昭62-13775号(実開昭63-123026号)のマイクロフィルム(特許文献1)は、固定電極と、可動電極と、トリガ電極と、トリガ電圧発生部と、制御部とを備える高速投入装置を開示している。高速投入装置では、始動信号を受信したトリガ電圧発生部が、固定電極とトリガ電極の間にトリガ電圧を印加する。固定電極とトリガ電極との間にトリガ放電が生じた後、トリガ放電の影響により、続いて可動電極と固定電極との間に放電が生じる。 The microfilm of Japanese Utility Model Application No. 62-13775 (Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 63-123026) (Patent Document 1) discloses a high-speed closing device that includes a fixed electrode, a movable electrode, a trigger electrode, a trigger voltage generating unit, and a control unit. In the high-speed closing device, the trigger voltage generating unit receives a start signal and applies a trigger voltage between the fixed electrode and the trigger electrode. After a trigger discharge occurs between the fixed electrode and the trigger electrode, a discharge subsequently occurs between the movable electrode and the fixed electrode due to the influence of the trigger discharge.
特許文献1に記載の高速投入装置では、トリガ電極の消耗を防ぐために、トリガ電極を、固定電極の内部に形成された凹部内に設けている。凹部は、固定電極の接触面に開口する開口部よりも拡幅されている。In the high-speed insertion device described in
しかしながら、固定電極と、その凹部内に設けられたトリガ電極との間にトリガ放電を安定して生じさせるには、高電圧が必要となる。However, a high voltage is required to stably generate a trigger discharge between the fixed electrode and the trigger electrode located within the recess.
本開示の主たる目的は、トリガ電極の損耗を抑制しながらも、より低い電圧によってもトリガ放電を安定して生じさせ得る高速投入器、電力変換装置、及び受配電設備を提供することである。 The main objective of the present disclosure is to provide a high-speed input device, a power conversion device, and a power distribution equipment that can stably generate a trigger discharge even at a lower voltage while suppressing wear on the trigger electrode.
本開示に係る高速投入器は、第1電極と、第1電極に向かって第1方向に移動可能である第2電極とを備える。第2電極は、第1方向において第1電極から離間されている第1の位置から第1電極に接触している第2の位置まで移動可能である。高速投入器は、第2電極と第1電極との間に放電を誘起する放電誘起機構をさらに備える。放電誘起機構は、第2電極とともに移動可能であるトリガ電極を含む。第2電極は、第1方向において第1電極と対向する端面を有する。第2電極には、端面に開口しかつ端面から離れるにつれて孔径が小さくなるテーパ孔が設けられている。トリガ電極は、テーパ孔の内部に配置されている先端部を有する。The high-speed inserter according to the present disclosure comprises a first electrode and a second electrode movable in a first direction toward the first electrode. The second electrode is movable in the first direction from a first position spaced apart from the first electrode to a second position in contact with the first electrode. The high-speed inserter further comprises a discharge inducing mechanism for inducing a discharge between the second electrode and the first electrode. The discharge inducing mechanism includes a trigger electrode movable together with the second electrode. The second electrode has an end face facing the first electrode in the first direction. The second electrode is provided with a tapered hole that opens at the end face and has a hole diameter that decreases with increasing distance from the end face. The trigger electrode has a tip portion that is disposed inside the tapered hole.
本開示にしたがえば、トリガ電極の損耗を抑制しながらも、より低い電圧によってトリガ放電を安定して生じさせ得る高速投入器、電力変換装置、及び受配電設備を提供できる。 In accordance with the present disclosure, it is possible to provide a high-speed input switch, a power conversion device, and a power distribution equipment that can stably generate a trigger discharge at a lower voltage while suppressing wear on the trigger electrode.
以下、図面を参照して、本開示の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. Note that the same reference numbers are used for the same configurations, and the description thereof will not be repeated.
本実施の形態に係る高速投入器は、複数のモジュール回路を備える電気装置において、1つのモジュール回路に電気的に並列接続される。高速投入器は、当該1つのモジュール回路が故障したときに、当該1つのモジュール回路の両端を短絡させてこれを無効化し、故障の影響が他のモジュール回路に波及することを防止する。本開示に係る高速投入器は、任意の電気装置に適用可能である。一例として、本開示に係る高速投入器は、電力変換装置に適用可能である。本開示に係る高速投入器は、電力変換装置において複数のモジュール回路(単位変換器)の各々を保護対象として、各モジュール回路に並列に接続される。他の例として、本開示に係る高速投入器は、受配電設備に適用可能である。本開示に係る高速投入器は、受配電設備において複数のモジュール回路(スイッチギア)を保護対象として、各スイッチギアの遮断器の一方の極と接地導体との間に接続される。The high-speed plug according to the present embodiment is electrically connected in parallel to one module circuit in an electrical device having multiple module circuits. When the one module circuit fails, the high-speed plug shorts both ends of the one module circuit to disable it and prevent the effect of the failure from spreading to other module circuits. The high-speed plug according to the present disclosure can be applied to any electrical device. As an example, the high-speed plug according to the present disclosure can be applied to a power conversion device. The high-speed plug according to the present disclosure is connected in parallel to each of the multiple module circuits (unit converters) in the power conversion device, with each of the multiple module circuits (unit converters) being protected. As another example, the high-speed plug according to the present disclosure can be applied to a power distribution facility. The high-speed plug according to the present disclosure is connected between one pole of the circuit breaker of each switch gear and a ground conductor, with each of the multiple module circuits (switch gears) being protected in the power distribution facility.
実施の形態1.
<高速投入器の構成>
図1~図5に示されるように、実施の形態1の高速投入器101は、第1電極10と、第2電極20と、ガイド部30と、保持部41と、第1駆動部50と、放電誘起機構70を備える。
<Configuration of high-speed inserter>
As shown in FIGS. 1 to 5, the high
第1電極10は、固定電極である。第2電極20は、可動電極である。ガイド部30は、第2電極20の移動をガイドする。第2電極20は、ガイド部30に電気的に接続されており、かつ第1電極10及びガイド部30に対して相対的に移動可能である。The
第2電極20は、第1電極10から離間されている第1の位置から、第1電極10に接触している第2の位置まで、移動可能である。The
本明細書では、第2電極20が上記第1の位置にある状態を第1状態、第2電極20が上記第2の位置にある状態を第2状態、と記載する。In this specification, the state in which the
図1は、高速投入器101の第1状態を示している。図4は、第2電極20が第1の位置から第2の位置に移動開始後に実現される動作状態を示している。図5は、高速投入器101の第2状態を示している。
Figure 1 shows a first state of the high-
本明細書では、第2電極20の移動方向を、第1方向DR1と記載する。第1方向DR1は、上下方向に沿っていてもよい。この場合、第2電極20は、第1電極10よりも上方に配置されていることが好ましい。第1方向DR1は、水平方向に沿っていてもよい。第1方向DR1から視て第2電極20の中心を通りかつ第1方向DR1に沿って延びる中心軸を、中心軸CAと記載する。中心軸CAに対する径方向を、第2方向DR2と記載する。In this specification, the movement direction of the
第1電極10は、第1方向DR1において第2電極20と対向する端面10Aを有している。端面10Aは、例えば、凸面である。端面10Aは、平面又は凹面であってもよい。第2電極20は、第1方向DR1において第1電極10の端面10Aと対向する前端面20Aと、第2方向DR2においてガイド部30と対向する側面20Bと、前端面20Aとは反対側に位置する後端面20C(図2参照)とを有する。第2電極20には、前端面20Aに開口するテーパ孔20Hが設けられている。テーパ孔20Hの孔径は、前端面20Aから離れるにつれて小さくなる。テーパ孔20Hの孔軸は、中心軸CAと一致している。The
前端面20Aは、側面20Bよりも第1電極10の近くに配置されている。好ましくは、前端面20Aは、第2方向DR2においてテーパ孔20Hの孔軸(中心軸CA)に近づくにつれて第1電極10側に突出する凸面である。なお、前端面20Aは、中心軸CAに直交する平面であってもよい。The
第1の位置にある第2電極20の前端面20Aは、第1電極10の端面10Aと間隔を空けて対向する。第2の位置にある第2電極20の前端面20Aは、第1電極10の端面10Aに接触する。The
第2電極20には、テーパ孔20Hと連通する貫通孔20Iがさらに設けられている。貫通孔20Iの孔径の最小値は、テーパ孔20Hの孔径の最小値よりも大きい。貫通孔20Iの孔軸は、中心軸CAと一致している。The
ガイド部30は、第1方向DR1に沿って延びている案内面30Aを有している。案内面30Aは、例えば中心軸CAに対する周方向に連なる内径面である。案内面30Aは、第2方向DR2において第2電極20の側面20Bと対向する。The
保持部41は、第1電極10から離間されている第2電極20をガイド部30に対して保持可能である。保持部41は、第2電極20が第1駆動部50に押圧されて第1方向DR1に移動するときに、ガイド部30の案内面30Aと摺動するように設けられている。The holding
第1駆動部50は、保持部41によって保持されている第2電極20を第1電極10に向けて押圧して移動させ得る。The
放電誘起機構70は、第1電極10と、第2電極20との間に放電を誘起する。放電誘起機構70は、トリガ電極71を含む。トリガ電極71は、第2電極20とともに第1方向DR1に移動可能である。The
トリガ電極71は、第2電極20から電気的に絶縁されている。トリガ電極71は、先端部71Aと、第1方向DR1において先端部71Aとは反対側に位置する後端部とを有する。先端部71Aは、第1方向DR1において第1電極10の最も近くに配置されるトリガ電極71の前端部である。先端部71Aは、第2電極20のテーパ孔20Hの内部に配置されている。先端部71Aは、第2電極20の前端面20Aよりも第1電極10側に突出していない。先端部71Aの端面は、例えば第2電極20の前端面20Aと同一面上に配置されている。The
放電誘起機構70は、電圧発生素子73をさらに含む。電圧発生素子73は、第2電極20及びトリガ電極71とともに第1方向DR1に移動可能である。電圧発生素子73は、トリガ電極71にトリガ電圧を出力する。好ましくは、電圧発生素子73は、図1に示される第1状態では上記トリガ電圧を出力せずに、図4に示される動作状態に達したときに上記トリガ電圧を出力するように設けられている。The
電圧発生素子73は、トリガ電極71の後端部に電気的に接続されている第1端部73Aと、第1方向DR1において第1端部73Aとは反対側に位置する第2端部73Bとを有する。電圧発生素子73は、第1端部73Aと第2端部73Bとの間に電位差を発生させるように設けられている。第1端部73Aは、第2電極20から電気的に絶縁されている。第2端部73Bは、第2電極20に電気的に接続されている。第2端部73Bは、例えば、後述する接続部74,75を介して第2電極20に電気的に接続されている。The
電圧発生素子73は、第1方向DR1においてトリガ電極71に対して第1電極10とは反対側に配置されている。第1方向DR1から視て、電圧発生素子73は、トリガ電極71と重なるように配置されている。The
電圧発生素子73は、例えば圧電素子である。電圧発生素子73は、機械的エネルギー(非電気的エネルギー)が印加されたときに第1端部73Aと73Bとの間に電位差を発生させるように設けられている。第1駆動部50は、第2電極20及び電圧発生素子73を同時に押圧するように設けられている。The
なお、電圧発生素子73は、熱エネルギーまたは磁気エネルギーのような非電気的エネルギーが印加されたときに、第1端部73Aと73Bとの間に電位差を発生させるように設けられていてもよい。電圧発生素子73は、誘導コイルを有していてもよい。The
放電誘起機構70は、絶縁部材72と、接続部74,75とをさらに含んでいてもよい。The
絶縁部材72は、第2電極20から、トリガ電極71及び電圧発生素子73の第1端部73Aを電気的に絶縁している。絶縁部材72は、第2電極20の貫通孔20I内に配置されている前方部分と、第2電極20の後端面20C上に配置されている後方部分とを有する。The insulating
絶縁部材72には、第1貫通孔72Hと、第1貫通孔72Hと連通する第2貫通孔72Iとが設けられている。第1貫通孔72Hは、絶縁部材72の上記前方部分を貫通している。第2貫通孔72Iは、絶縁部材72の後方部分を貫通している。第1貫通孔72Hには、トリガ電極71が挿通されている。第2貫通孔72Iには、電圧発生素子73が収容されている。The insulating
接続部74,75は、電圧発生素子73の第2端部73Bと第2電極20とを電気的に接続する。接続部74,75は、導電板74と、導電柱75とを有する。The
導電板74は、電圧発生素子73の第2端部73Bに接触している。導電板74は、例えば、第1方向DR1において電圧発生素子73に対してトリガ電極71とは反対側に配置されている。導電板74は、絶縁部材72の上記後方部分の後端面上に配置されている。第1方向DR1から視て、導電板74は、電圧発生素子73と重なる中央部分と、第2方向DR2において中央部分よりも外側に位置しており絶縁部材72と重なる外側部分とを有している。The
導電柱75は、導電板74の上記外側部分と第2電極20とを電気的に接続する。接続部74,75は、少なくとも1つの導電柱75を有していればよいが、好ましくは複数の導電柱75を有している。複数の導電柱75は、中心軸CAに対する周方向においてトリガ電極71及び電圧発生素子73を囲むように互いに間隔を空けて配置される。The
接続部74,75は、トリガ電極71、絶縁部材72、及び電圧発生素子73を、第2電極20に一体的に固定するように設けられていてもよい。導電柱75は、第2電極20に固定可能な固定部材であってもよい。導電柱75は、例えばネジである。第2電極20と、放電誘起機構70のトリガ電極71、絶縁部材72、電圧発生素子73、及び接続部74,75とは、一体として第1方向DR1に移動可能である。第1駆動部50は、導電板74の上記中央部分を押圧するように設けられていてもよい。The
図2に示されるように、テーパ孔20Hは、前端面20Aに開口している第1開口端20H1と、第1開口端20H1とは反対側に位置する第2開口端20H2とを有する。As shown in FIG. 2, the
第1貫通孔72Hは、テーパ孔20Hの第2開口端20H2に連通する第3開口端72H1を有する。テーパ孔20Hの孔軸に対する径方向(第2方向DR2)において、第1貫通孔72Hの第3開口端72H1は、テーパ孔20Hの第2開口端20H2よりも内側に配置されている。The first through
図3に示されるように、トリガ電極71の先端部71Aとテーパ孔20Hの第2開口端20H2との間隔が、トリガ電極71の先端部71Aと第2電極20との間の最小間隔D1である。トリガ電極71の先端部71Aと第2電極20との間の最小間隔D1は、第1電極10と第2の位置にある第2電極20との間の最短距離Lよりも小さい。3, the distance between the
絶縁部材72の前方部分は、前端面72Aを有している。第1貫通孔72Hは、絶縁部材72の前端面72Aに開口している。前端面72Aは、テーパ孔20Hの第2開口端20H2よりも内側に延びている。絶縁部材72の後方部分は、ガイド部30の案内面30Aと第2方向DR2に対向する側面72B(図1参照)を有している。絶縁部材72の後方部分には、絶縁部材72の後端面に対して凹んでいる凹部72Jが設けられている。導電板74と、導電柱75の一部とは、凹部72J内に配置されている。The front portion of the insulating
以下では、高速投入器101の具体例の詳細について説明する。
<高速投入器の具体例>
第1電極10は、底部11と、第1突出部12とを有する。底部11は、高速投入器101において外部に表出している。底部11は、第1蓋部2として設けられている。底部11は、第1方向DR1から視て、中央部と、中央部を囲む外縁部とを有している。底部11の外縁部は、第1管部3の第1方向DR1の一方の開口端に接続されている。第1突出部12は、底部11の中央部から第2電極20側に向かって突出している。第1突出部12は、上記端面10Aを有している。端面10Aは、例えば、第1方向DR1に直交する平面である。なお、端面10Aは、曲面であってもよい。端面10Aは、凸面であってもよい。
A specific example of the high
<Example of high-speed inserter>
The
第1電極10において、第1突出部12は、例えば底部11と別の部材として設けられている。なお、第1突出部12は、底部11と同一の部材として設けられていてもよい。In the
第2電極20は、第1電極10に向かって第1方向DR1に移動可能である。第2電極20は、本体部21と、第2突出部22とを有する。本体部21は、第1方向DR1において、第2突出部22に対して第1電極10とは反対側に配置されている。本体部21は、第1方向DR1から視て、中央部と、中央部を囲む外縁部とを有している。本体部21の外縁部は、第1管部3の第1方向DR1の一方の開口端に接続されている。第2突出部22は、本体部21の中央部から第1電極10側に向かって突出している。第2突出部22の第2方向DR2の外径は、本体部21の第2方向DR2の外径よりも小さい。The
第2突出部22は、第1方向DR1において第1電極10側を向いている前端面20Aを有している。本体部21の外縁部は、第2方向DR2において外側を向いている側面20Bを有している。側面20Bは、第1の位置及び第2の位置のそれぞれにおいて、ガイド部30の案内面30Aと第2方向DR2に対向する。異なる観点から言えば、ガイド部30の案内面30Aは、第2電極20が第1の位置から第2の位置まで移動するときに、第2電極20及び保持部41を案内する。The
第2電極20の側面20Bには、第1溝部21Gが設けられている。第1溝部21Gは、第2方向DR2において側面20Bよりも内側に凹んでおり、中心軸CAに対する周方向に沿って延びている。第1溝部21Gは、例えば中心軸CAに対する周方向に連なる環状溝である。第1溝部21Gは、保持部41の一部を収容するように設けられている。A
第1溝部21Gは、第1方向DR1において互いに対向する1対の内壁面と、1対の内壁面の内周端同士を接続する底面とを有している。第1溝部21Gの底面は、第2方向DR2においてガイド部30の案内面30Aと対向する。The
ガイド部30の案内面30Aの第1方向DR1の長さは、第2電極20の第1の位置と第2の位置との間の移動距離以上である。第2電極20の側面20Bとガイド部30の案内面30Aとの間の第2方向DR2の距離は、第1電極10の側面と第1管部3の内周面との間の第2方向DR2の距離よりも短い。The length of the
好ましくは、第1状態において、第1電極10と第2電極20との間の最短距離Lは、第1電極10とガイド部30との間の最短距離よりも長い。
Preferably, in the first state, the shortest distance L between the
保持部41は、第2方向DR2において弾性変形可能な弾性体である。保持部41は、例えば環状の弾性体である。保持部41は、第1溝部21Gの底面及び案内面30Aの各々に接触している。保持部41は、第1溝部21Gの底面と案内面30Aとに挟まれて第2方向DR2に圧縮されている。保持部41は、第1溝部21Gの底面及び案内面30Aの各々に反力(弾性力)を付与している。The retaining
保持部41は、第1溝部21Gの一対の内壁面のうちの少なくともいずれかに接触している。保持部41は、例えば第1溝部21Gの一対の内壁面の各々に接触している。The retaining
保持部41は、例えばスプリングコイルである。保持部41は、第1方向DR1から視て第2電極20の第1溝部21Gの底面を囲むように環状に曲げられている。保持部41の周方向の一端は、例えば保持部41の周方向の他端に接続されている。保持部41は、第2方向DR2において圧縮されている。The retaining
第1駆動部50は、例えばシリンダである。第1駆動部50は、例えばシリンダチューブ51と、ロッド52と、直動機構53とを有する。シリンダチューブ51は、第2蓋部5に固定されている。ロッド52は、第1方向DR1においてシリンダチューブ51に対して相対的に移動可能である。ロッド52は、第2電極20を第1電極10に向けて押圧可能である。直動機構53は、例えばモータとボールねじとを有し、モータの回転に応じてロッド52を第1方向DR1に移動させる。
The
ロッド52は、例えば、第1状態において導電板74と接触している。なお、ロッド52は、第1状態において導電板74から離間されていてもよい。ロッド52は、例えば、第2状態において第2電極20を第1電極10に向けて押圧している。第2状態において、第1電極10に接触している第2電極20は、例えば、第1駆動部50と後述するバネ60とによって保持されている。
In the first state, the
なお、第2状態において、ロッド52は、導電板74から離間されていてもよい。第1電極10に接触している第2電極20は、後述するバネ60のみによって保持されていてもよい。In the second state, the
高速投入器101は、バネ60をさらに備えていてもよい。バネ60は、少なくとも第1電極10から離間されている第2電極20を第1電極10に向けて付勢する。バネ60は、少なくとも第1状態において、第2電極20を第1電極10に向けて付勢する。好ましくは、バネ60は、第1電極10に接触している第2電極20を第1電極10に向けて付勢可能である。好ましくは、バネ60は、第1状態及び第2状態において、第2電極20を第1電極10に向けて付勢する。The high-
バネ60は、第1方向DR1において、第2電極20に対して第1電極10とは反対側に配置されている。バネ60は、第1方向DR1において、絶縁部材72に対して第1電極10とは反対側に配置されている。バネ60の第1方向DR1の一端は、絶縁部材72の上記後方部分に接続されている。バネ60の第1方向DR1の一端は、絶縁部材72の凹部72J内に配置されている。バネ60の第1方向DR1の他端は、例えば第2蓋部5に接続されている。
The
バネ60は、第1方向DR1に伸縮可能である。バネ60の第1方向DR1の自然長は、第1状態における第2電極20と第2蓋部5との間の第1方向DR1の距離よりも短い。好ましくは、バネ60の第1方向DR1の自然長は、第2状態における第2電極20と第2蓋部5との間の第1方向DR1の距離よりも短い。The
バネ60は、導電板74及び第1駆動部50から離間されている。バネ60の第2方向DR2の内径は、導電板74の第2方向DR2の最大幅及び第1駆動部50の第2方向DR2の最大幅よりも大きい。バネ60は、例えば第2方向DR2において導電板74及び第1駆動部50を囲むように配置されている。バネ60の第2方向DR2の外径は、第2電極20の第2方向DR2の外径よりも小さい。バネ60の第2方向DR2の外径は、凹部72Jの第2方向DR2の内径よりも小さい。
The
図1に示されるように、高速投入器101は、例えば、容器1を備えている。容器1は、例えば、第1蓋部2と、第1管部3と、第2管部4と、第2蓋部5と、第3管部6とを有する。第1蓋部2及び第2管部4の各々は、導電性を有する。第1管部3、第2蓋部5、及び第3管部6の各々は、電気的絶縁性を有する。
As shown in Fig. 1, the high-
例えば、第1電極10の底部11が、第1蓋部2を成している。第1電極10は、1つのモジュール回路に電気的に並列に接続される高速投入器101の2つの主電極のうちの一方の主電極(第1主電極)を成している。For example, the bottom 11 of the
例えば、ガイド部30の少なくとも一部が、第2管部4を成している。ガイド部30は、例えば、第2管部4により構成されている部分と、第2管部4に電気的に接続されておりかつ第3管部6の内径面に嵌め合わされている部分とを有している。ガイド部30は、高速投入器101において、1つのモジュール回路に電気的に並列に接続される高速投入器101の2つの主電極のうちの他方の主電極(第2主電極)を成している。For example, at least a part of the
なお、高速投入器101を備える電気装置において、第1主電極は、モジュール回路の入力端子及び出力端子の一方に接続される。第2主電極は、モジュール回路の入力端子及び出力端子の他方に接続される。In an electrical device equipped with a high-
第1管部3と、第2管部4と、第3管部6とは、第1方向DR1に沿って延びておりかつ第1方向DR1において互いに並んで配置されている。第1管部3の第1方向DR1の一方の開口端は、第1蓋部2によって塞がれている。第1管部3の第1方向DR1の他方の開口端は、第2管部4の第1方向DR1の一方の開口端に接続されている。第2管部4の第1方向DR1の他方の開口端は、第3管部6の第1方向DR1の一方の開口端に接続されている。第3管部6の第1方向DR1の他方の開口端は、第2蓋部5によって塞がれている。容器1の内部には、第1蓋部2、第1管部3、第2管部4、第3管部6、及び第2蓋部5によって囲まれている空間が形成されている。なお、第1蓋部2と、第1管部3と、第2管部4と、第2蓋部5と、第3管部6とのうち、互いに隣り合う2以上の部材は、同一の部材として一体的に設けられていてもよい。また、第1蓋部2と、第1管部3と、第2管部4と、第2蓋部5と、第3管部6とのうちの少なくともいずれかは、複数の部材の集合体として設けられていてもよい。The
容器1の内部空間は、例えば、空気または六フッ化硫黄などのような絶縁性ガスによって満たされている。容器1の内部空間は、真空であってもよい。The internal space of the
高速投入器101では、モジュール回路の異常が検出されるなどにより投入動作が開始されるまで、図1に示される第1状態に保持される。The high-
第1状態において、第1電極10と保持部41によって保持されている第2電極20との間の第1方向DR1の最短距離Lは、第1電極10と第2電極20との間の絶縁距離以上である。第1状態では、高速投入器101に電気的に並列に接続されているモジュール回路は通常運転している。第1状態では、高速投入器101に電気的に並列に接続されているモジュール回路に印加される電圧が、第1電極10と第2電極20との間に印加されている。第1状態では、第1電極10と第2電極20とは電気的に絶縁されているため、モジュール回路には、通常の電流が流れる。In the first state, the shortest distance L in the first direction DR1 between the
第1状態において、放電誘起機構70は、第1電極10と第2電極20との間に放電を誘起しない。電圧発生素子73は、トリガ電圧を出力しない。In the first state, the
第1状態において、保持部41は、第2方向DR2に圧縮されている。第1状態において保持部41とガイド部30との間に生じる摩擦力は、蓄勢されたバネ60によって保持部41に付与される付勢力よりも大きい。第1状態において、保持部41は、バネ60の付勢力に抗して、第2電極20が第1電極10に向けて移動することを阻止する。In the first state, the holding
高速投入器101では、モジュール回路の異常が検出されると、投入指令信号が第1駆動部50に入力される。第1駆動部50は、導電板74を介して、第2電極20と、電圧発生素子73と、保持部41とを第1電極10側に押圧する。これにより、第2電極20と、電圧発生素子73と、保持部41とは、第1方向DR1において第1電極10側に移動を開始する。電圧発生素子73の第1端部73Aと第2端部73Bとの間には、電位差が生じる。トリガ電極71は第1端部73Aに電気的に接続されており、かつ第2電極20は第2端部73Bに電気的に接続されているため、トリガ電極71と第2電極20との間にも、電位差が生じる。In the high-
図4に示されるように、第2電極20が第2の位置に到達する前に、電圧発生素子73は、第1端部73Aと第2端部73Bとの間にトリガ電圧を発生させる。トリガ電圧は、トリガ電極71と第2電極20との間にある媒質の絶縁破壊電圧より大きな電圧である。電圧発生素子73は、例えば、第2電極20の移動開始直後にトリガ電圧を発生させるように設けられている。電圧発生素子73は、第2電極20の移動開始時にトリガ電圧を発生させるように設けられていてもよい。トリガ電圧は、トリガ電極71と第2電極20との間に印加される。トリガ電極71の先端部71Aと第2電極20との間にトリガ放電が発生する。As shown in FIG. 4, before the
図4に示される動作状態においても、トリガ電極71の先端部71Aと第2電極20との間の間隔は、第1電極10と第2電極20との間の間隔よりも小さい。Even in the operating state shown in Figure 4, the distance between the
トリガ放電に起因して、第1電極10と第2電極20との間に荷電粒子が発生する。荷電粒子は、第1電極10と第2電極20との間にある媒質の絶縁破壊電圧を減少させる。第1電極10と第2電極20との間にある媒質の絶縁破壊電圧は、第1電極10と第2電極20との間に印加されている電圧よりも小さくなる。これにより、図4に示されるように、第1電極10と第2電極20との間に放電DCが発生して、第2電極20が第1電極10に導通する。その結果、第2電極20が第1電極10に接触する前に、事故電流の経路は、高速投入器101に電気的に並列に接続されているモジュール回路から、高速投入器101に切り替わる。高速投入器101に電気的に並列に接続されているモジュール回路は、バイパスされ、無効化される。Due to the trigger discharge, charged particles are generated between the
なお、電圧発生素子73は、第2電極20の移動開始直後にトリガ電圧を発生させるように設けられていてもよい。電圧発生素子73は、第2電極20が第1の位置から移動開始時にトリガ電圧を発生させるように設けられていてもよい。The
第2電極20は、第1駆動部50及びバネ60によって第1電極10側にさらに押圧される。その結果、図5に示されるように、第2電極20は、第1電極10に接触する。第2電極20は、放電を介さずに、第1電極10に導通する。事故電流は、引き続き、高速投入器101を流れる。第2電極20が第1電極10に接触している第2状態は、第1駆動部50及びバネ60の少なくともいずれかによって維持され得る。このようにして、高速投入器101は、図4に示される動作状態以後、第2電極20が第1電極10に接触している間、事故電流の経路として作用し得る。The
高速投入器101において、第2電極20には、前端面20Aに開口しかつ前端面20Aから離れるにつれて孔径が小さくなるテーパ孔20Hが設けられている。トリガ電極71は、テーパ孔20Hの内部に配置されている先端部71Aを有する。そのため、高速投入器101では、トリガ電極71とテーパ孔20Hの第2開口端20H2との間に、トリガ電極71と第2電極20との間の最狭小部分が形成され得る。トリガ電極71とテーパ孔20Hの第2開口端20H2との間の間隔は、上記特許文献1に記載のトリガ電極と固定電極との間の最小間隔よりも小さくなり得る。そのため、トリガ電極71とテーパ孔20Hの第2開口端20H2との間に印加される電圧が小さくても、トリガ電極71と第2電極20との間にトリガ放電を安定して生じさせることができ、結果、第1電極10と第2電極20との間に放電を安定して生じさせることができる。In the high-
高速投入器101では、トリガ電極71が第2電極20とともに移動可能であるため、トリガ放電に起因して第2電極20と第1電極10とを短絡させた後に、第2電極20を第1電極10に速やかに接触させることができる。そのため、トリガ電極71の損耗を防止しながらも、第2電極20と第1電極10とが短絡している状態を長時間保持することができる。このような高速投入器101は、電力変換装置に好適である。In the high-
高速投入器101では、前端面20Aは、テーパ孔20Hの孔軸に対する径方向(第2方向DR2)において孔軸(中心軸CA)に近づくにつれて第1電極10側に突出する凸面である。このようすれば、トリガ放電に起因した絶縁破壊をテーパ孔20Hの近くで発生させることができ、意図していない場所にて絶縁破壊が生じることを抑制できる。例えば、絶縁破壊が前端面20Aの外縁において生じることを抑制できる。In the high-
高速投入器101において、テーパ孔20Hの孔軸に対する径方向において、絶縁部材72の第1貫通孔72Hの第3開口端72H1は、テーパ孔20Hの第2開口端20H2よりも内側に配置されている。異なる観点から言えば、絶縁部材72の前端面72Aは、テーパ孔20Hの第2開口端20H2よりも内側に延びている。このような絶縁部材72は、第1貫通孔72Hに挿通されているトリガ電極71が第2電極20に導通することを防止できる。In the high-
高速投入器101において、放電誘起機構70のトリガ電極71、絶縁部材72及び電圧発生素子73は、接続部74,75によって第2電極20に一体的に固定されていてもよい。トリガ電極71、絶縁部材72及び電圧発生素子73は、複雑な構造によらずに、第2電極20と一体として第1方向DR1に移動可能である。また、トリガ電極71にトリガ電圧を出力するための高電圧回路と、高電圧回路を制御する制御回路と、これらの回路とトリガ電極71とを電気的に接続する配線とが不要となる。In the high-
高速投入器101において、電圧発生素子73は圧電素子であってもよい。この場合、第1駆動部50は、第2電極20及び電圧発生素子73を同時に押圧するように設けられていてもよい。このようにすれば、トリガ電圧を発生させるための高電圧回路と、高電圧回路を制御する制御回路とが不要になる。In the high-
高速投入器101では、保持部41は、第1駆動部50により第1電極10に向けて押圧された第2電極20が第1方向DR1に移動するときに、ガイド部30と摺動するように設けられていてもよい。In the high-
このような保持部41は、第1駆動部50により第2電極20を介して第1方向DR1に押圧されると、第2電極20の移動を阻止し得なくなり、第2電極20とともに第1電極10に向けて移動し、ガイド部30に対して摺動する。第2電極20を第1電極10に投入するために第2電極20及び保持部41に付与される押圧力の向きは、第2電極20の移動方向と同じである。このような高速投入器101では、第2電極20を第1電極10に投入する投入動作が1段階動作として実行され得るため、上述した従来の高速投入器と比べて、投入動作の高速化が可能である。When such a holding
高速投入器101は、第2電極20を第1電極10に向けて付勢するバネ60をさらに備えていてもよい。保持部41は、バネ60によって付勢されている第2電極20が第1駆動部50に押圧されたときに、第2電極20が第1電極10に向けて移動することを許容する。The high-
このような高速投入器101では、第1駆動部50の押圧力とバネ60の付勢力とが第2電極20及び保持部41に付与されるため、第1駆動部50の押圧力のみが第2電極20及び保持部41に付与される場合と比べて、投入速度(第1状態から第2状態への切り替えの速さ)を速めることができる。In such a high-
高速投入器101において、バネ60は、第1電極10に接触している第2電極20を第1電極10に向けて付勢可能であってもよい。これにより、第2電極20と第1電極10との間に生じる接触圧力は、バネ60が第1電極10に接触している第2電極20を第1電極10に向けて付勢しない場合と比べて、大きくなる。このような高速投入器101では、第2電極20が第1電極10に通電している状態がより確実に保持され得る。In the high-
高速投入器101は、内部に絶縁空間が形成される容器1を備えていてもよい。第1電極10及びガイド部30は、容器1の一部を構成している。第2電極20と、保持部41と、第1駆動部50の少なくとも一部とは、容器1内に配置されている。このような高速投入器101では、第1の位置にある第2電極20と第1電極10との間に存在する導電性ガスを介して第2電極20と第1電極10とが電気的に接続されることを防止できる。The high-
保持部41は、第2電極20に対して位置決めされており、第2電極20の移動に伴いガイド部30に対して摺動してもよい。このような保持部41とガイド部30とは、第1の位置から第2の位置に移動する第2電極20を適切にガイドできる。第2電極20が第2の位置にあるときにも、保持部41とガイド部30との間に摩擦力が生じ得る。この摩擦力は、バネ60による上記接触圧力とともに、第2電極20が第1電極10から離れる方向に移動することを抑制する。The holding
高速投入器101では、保持部41が導電性を有していてもよい。このような保持部41は、第2電極20と第2主電極としてのガイド部30とを電気的に接続する接続部材を兼ねることができる。そのため、高速投入器101では、第2電極20と第2主電極としてのガイド部30とを電気的に接続するための接続部材を、保持部41とは別に設ける必要がなく、上記接続部材が保持部41とは別に設けられている高速投入器と比べて部品点数を削減できる。In the high-
第2電極20の側面20Bには、第1溝部21Gが設けられていてもよい。保持部41は、案内面30A及び第1溝部21Gの底面の各々に接触している。第1溝部21Gは、第2電極20に対して保持部41を位置決めできる。A
高速投入器101において、保持部41は、スプリングコイルであってもよい。保持部41は、第1方向DR1から視て、第2電極20を囲むように環状に曲げられており、かつ第2方向DR2において圧縮されている。このような保持部41の保持力、すなわち保持部41によって第1溝部21Gの底面及び案内面30Aの各々に付与される反力、は比較的安定しており、その調整は容易である。そのため、保持部41の保持力とバネ60の付勢力とのバランスの調整も、容易である。そのため、高速投入器101では、従来の高速投入器と比べて、投入動作が安定する。例えば、可動電極と容器との間に渡された保持部に切り込みを設け、保持部を押圧して切り込みにて保持部を切断することにより可動電極を固定電極に投入する方式の高速投入器と比べて、高速投入器101の投入動作は安定する。In the high-
実施の形態2.
図6及び図7に示されるように、実施の形態2に係る高速投入器102は、特に説明しない限り、上記の実施の形態1と同一の構成および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態1と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
6 and 7, unless otherwise specified, the high
高速投入器102において、トリガ電極71の先端部71Aは、前端面20Aよりも第1電極10から離間されている。In the high-
トリガ電極71の先端部71Aと第2電極20の前端面20Aとの間の第1方向DR1の間隔D2は、例えば、絶縁部材72の前端面72Aからテーパ孔20H内に突出している部分の第1方向DR1の長さよりも短い。トリガ電極71の先端部71Aと第2電極20の前端面20Aとの間の第1方向DR1の間隔D2は、例えば、先端部71Aとテーパ孔20Hの内周面との間の第2方向DR2の間隔D3よりも小さい。トリガ電極71の先端部71Aと第2電極20の前端面20Aとの間の第1方向DR1の間隔D2は、例えば、トリガ電極71の先端部71Aと第2電極20との間の最小間隔D1よりも大きい。The distance D2 in the first direction DR1 between the
高速投入器102では、トリガ電極71の先端部71Aは、前端面20Aよりも第1電極10から離間されているため、先端部71Aにおける電界が前端面20Aによって緩和される。そのため、先端部71Aにおいて意図しない放電が発生することを防止できる。In the high-
実施の形態3.
図8~図10に示されるように、実施の形態3に係る高速投入器103は、特に説明しない限り、上記の実施の形態1と同一の構成および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態1と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
8 to 10, unless otherwise specified, the high-
高速投入器103は、第1電極10に代えて、第1電極120を備える。第1電極120は、第1方向DR1において第2電極20に向かって移動可能である。第1電極120側には、放電誘起機構は設けられていない。The high-
高速投入器103は、第1電極120を第2電極20に向けて押圧可能である第2駆動部150をさらに備える。好ましくは、高速投入器103は、第1電極120の移動に係る構成として、ガイド部130、保持部141、及びバネ160を備える。ガイド部130、保持部141、第2駆動部150、及びバネ160は、ガイド部30、保持部41、第1駆動部50、及びバネ60と同様の構成を有していればよい。The high-
高速投入器103では、投入動作において、第1電極120と第2電極20とが互いに近づくように移動するため、高速投入器101と比べて、投入速度をさらに速めることができる。In the high-
実施の形態4.
図11に示されるように、実施の形態4に係る電力変換装置は、複数の電力制御回路200を備える。複数の電力制御回路200は、互いに直列に接続されている。電力制御回路200は、端子A,Bと、モジュール回路210と、高速投入器100とを備える。
11 , the power conversion device according to the fourth embodiment includes a plurality of
端子A,Bは、電力変換装置の上位系統(例えば、交流電力系統)に接続されている。モジュール回路210は、スイッチング素子211と、電気エネルギー蓄積器212とを有する。スイッチング素子211は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)またはサイリスタを有する。電気エネルギー蓄積器212は、例えばコンデンサを有する。Terminals A and B are connected to a higher-level system (e.g., an AC power system) of the power conversion device. The
高速投入器100は、高速投入器101~103のいずれかである。高速投入器100は、モジュール回路210に電気的に並列に接続されている。高速投入器100の固定電極(第1主電極)は、モジュール回路210の入力端子及び出力端子の一方に接続されている。高速投入器100のガイド部(第2主電極)は、モジュール回路210の入力端子及び出力端子の他方に接続されている。
The high-
モジュール回路210が正常に動作しているとき、電流は、モジュール回路210を流れ、高速投入器100には流れない。モジュール回路210が故障したとき、高速投入器100が動作し、端子A,Bが短絡する。高速投入器100では、上述した投入動作が行われる。その結果、電力制御回路200において、電流は、高速投入器100を流れ、故障したモジュール回路210を迂回する。電流の経路から故障したモジュール回路210を除外することができるため、故障したモジュール回路210の影響が他の電力制御回路200及び電力制御回路200の上位系統に波及することを防止することができる。そのため、本実施の形態に係る電力変換装置では、故障したモジュール回路210の影響を受けることなく、残りの電力制御回路200及びそれらの上位系統は運転を継続できる。さらに、電力変換装置において、電力制御回路200の個数が冗長性を有している場合には、電力変換装置は通常運転を継続できる。When the
また、モジュール回路210が故障した時、モジュール回路210にアークが発生する場合がある。アークの発生時間が長くなると、モジュール回路210の周辺部品が破損する、あるいは爆発を伴って破壊される可能性が高まる。本実施の形態に係る電力変換装置では、高速投入器100が高速に動作するため、アークの発生時間を短縮でき、周辺部品の破損及び爆発を伴う破壊を防止することができる。本実施の形態に係る電力変換装置は、高い防爆性能を有する。
In addition, when the
実施の形態5.
図12は、実施の形態5に係る受配電設備220の変圧器の二次側の一例を示す単線接続図である。受配電設備220は、送電系統から供給される交流電力を、エレベータ、空調機、照明などの負荷側回路228に配電する。
12 is a single-line connection diagram showing an example of a secondary side of a transformer of the power receiving and distributing
図12に示されるように、実施の形態5に係る受配電設備220は、変圧器221と、複数のスイッチギア222,223とを備える。As shown in FIG. 12, the power receiving and distributing
変圧器221は、送電系統から受電した高電圧の電力を降圧する。
複数のスイッチギア222は、変圧器221と母線226との間に設置されている。各スイッチギア222は、高速投入器100と、遮断器224とを含む。高速投入器100は、高速投入器101~103のいずれかである。高速投入器100の固定電極10及び可動電極20の一方は、遮断器224の受電側の極(送電系統側に接続されている一方の極)に電気的に接続されている。高速投入器100の固定電極10及び可動電極20の他方は、接地導体に電気的に接続されている。
The
The
複数のスイッチギア223は、母線に設置されているスイッチギア223と、母線226と複数の負荷側回路228の各々との間に設置されている複数のスイッチギア223とを含む。各スイッチギア223は、例えば高速投入器100を含まない。The multiple switch gears 223 include a
複数のスイッチギア222及び複数のスイッチギア223の各々において地絡又は短絡等のアーク事故(内部アーク事故)が発生していないとき、電流は、スイッチギア222において遮断器224を流れ、高速投入器100には流れない。複数のスイッチギア222のいずれかにおいてアーク事故が発生したとき、事故が発生したスイッチギア222内の高速投入器100では、上述した投入動作が行われ、アーク電流は高速投入器100を流れ、アークが消滅する。さらに、受配電設備220の電流の経路から、事故が発生したスイッチギア222及び当該スイッチギア222の下位系統が除外される。複数のスイッチギア223のいずれかにおいてアーク事故が発生したとき、事故が発生したスイッチギア223の上位系統のスイッチギア222内の高速投入器100では、上述した投入動作が行われ、アーク電流は高速投入器100を流れ、アークが消滅する。さらに、受配電設備220の電流の経路から、投入動作が行われたスイッチギア222の下位系統(事故が発生したスイッチギア223を含む)が除外される。その結果、受配電設備220では、事故が発生したスイッチギア222,223の影響が当該スイッチギア222,223を含まない健全な電流経路に波及することを防止することができ、健全な電流経路及び健全な電流経路から配電される負荷側回路228の運転を継続できる。When no arc accident (internal arc accident) such as a ground fault or short circuit has occurred in each of the multiple switch gears 222 and the multiple switch gears 223, the current flows through the
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。The embodiments disclosed herein should be considered to be illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is indicated by the claims, not by the description of the embodiments above, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.
1 容器、2 第1蓋部、3 第1管部、4 第2管部、5 第2蓋部、6 第3管部、10 第1電極、10A 端面、11 底部、12 第1突出部、20 第2電極、20A 前端面、20B 側面、20C 後端面、20H テーパ孔、20H1 第1開口端、20H2 第2開口端、20I 貫通孔、21 本体部、21G 第1溝部、22 第2突出部、30 ガイド部、30A 案内面、41 保持部、50 第1駆動部、51 シリンダチューブ、52 ロッド、53 直動機構、60 バネ、70 放電誘起機構、71 トリガ電極、71A 先端部、72 絶縁部材、72A 前端面、72B 側面、72H 第1貫通孔、72H1 第3開口端、72I 第2貫通孔、72J 凹部、73 電圧発生素子、73A 第1端部、73B 第2端部、74,75 接続部、100,101,102,103 高速投入器、120 第1電極、130 ガイド部、141 保持部、150 第2駆動部、160 バネ、200 電力制御回路、201 スイッチング素子、202 電気エネルギー蓄積器、210 モジュール回路、221 変圧器、222,223 スイッチギア、224 遮断器、226 母線、228 負荷側回路。1 container, 2 first lid portion, 3 first tube portion, 4 second tube portion, 5 second lid portion, 6 third tube portion, 10 first electrode, 10A end surface, 11 bottom portion, 12 first protrusion portion, 20 second electrode, 20A front end surface, 20B side surface, 20C rear end surface, 20H tapered hole, 20H1 first opening end, 20H2 second opening end, 20I through hole, 21 main body portion, 21G first groove portion, 22 second protrusion portion, 30 guide portion, 30A guide surface, 41 holding portion, 50 first drive portion, 51 cylinder tube, 52 rod, 53 linear motion mechanism, 60 spring, 70 discharge induction mechanism, 71 trigger electrode, 71A tip portion, 72 insulating member, 72A front end surface, 72B side surface, 72H first through hole, 72H1 Third opening end, 72I second through hole, 72J recess, 73 voltage generating element, 73A first end, 73B second end, 74, 75 connection portion, 100, 101, 102, 103 rapid closing device, 120 first electrode, 130 guide portion, 141 holding portion, 150 second driving portion, 160 spring, 200 power control circuit, 201 switching element, 202 electrical energy storage device, 210 module circuit, 221 transformer, 222, 223 switch gear, 224 circuit breaker, 226 bus bar, 228 load side circuit.
Claims (14)
前記第1電極に向かって第1方向に移動可能である第2電極とを備え、
前記第2電極は、前記第1方向において前記第1電極から離間されている第1の位置から前記第1電極に接触している第2の位置まで移動可能であり、
前記第2電極と前記第1電極との間に放電を誘起する放電誘起機構をさらに備え、
前記放電誘起機構は、前記第2電極とともに移動可能であるトリガ電極を含み、
前記第2電極は、前記第1方向において前記第1電極と対向する端面を有し、
前記第2電極には、前記端面に開口しかつ前記端面から離れるにつれて孔径が小さくなるテーパ孔が設けられており、
前記トリガ電極は、前記テーパ孔の内部に配置されている先端部を有する、高速投入器。 A first electrode;
a second electrode movable in a first direction toward the first electrode;
the second electrode is movable in the first direction from a first position spaced apart from the first electrode to a second position in contact with the first electrode;
Further comprising a discharge inducing mechanism for inducing a discharge between the second electrode and the first electrode,
the discharge inducing mechanism includes a trigger electrode movable together with the second electrode;
the second electrode has an end surface facing the first electrode in the first direction,
the second electrode is provided with a tapered hole that opens to the end surface and has a diameter that decreases with increasing distance from the end surface;
The trigger electrode has a tip disposed within the tapered hole.
前記放電誘起機構は、前記第2電極から前記トリガ電極を電気的に絶縁する絶縁部材をさらに含み、
前記絶縁部材には、前記トリガ電極が挿通されている第1貫通孔が設けられており、
前記第1貫通孔は、前記第2開口端に連通する第3開口端を有し、
前記テーパ孔の孔軸に対する径方向において、前記第1貫通孔の前記第3開口端は、前記テーパ孔の前記第2開口端よりも内側に配置されている、請求項1又は2に記載の高速投入器。 the tapered hole has a first opening end that opens to the end surface and a second opening end located on the opposite side to the first opening end,
the discharge inducing mechanism further includes an insulating member that electrically insulates the trigger electrode from the second electrode;
the insulating member is provided with a first through hole through which the trigger electrode is inserted,
the first through hole has a third opening end communicating with the second opening end,
3. The high speed inserter according to claim 1 , wherein the third opening end of the first through hole is disposed more inwardly than the second opening end of the tapered hole in a radial direction relative to a hole axis of the tapered hole.
前記絶縁部材には、前記第1貫通孔に連通し前記電圧発生素子が収容されている第2貫通孔がさらに設けられており、
前記電圧発生素子は、前記トリガ電極に接続されている第1端部と、前記第1端部とは反対側に位置する第2端部とを有し、前記第1端部と前記第2端部との間に電位差を発生させるように設けられており、
前記放電誘起機構は、前記第2電極と前記第2端部とを電気的に接続する接続部をさらに含み、
前記トリガ電極、前記絶縁部材、及び前記電圧発生素子は、前記接続部によって前記第2電極に一体的に固定されている、請求項5に記載の高速投入器。 The discharge inducing mechanism further includes a voltage generating element movable together with the second electrode,
the insulating member is further provided with a second through hole communicating with the first through hole and housing the voltage generating element;
the voltage generating element has a first end connected to the trigger electrode and a second end located opposite to the first end, and is provided to generate a potential difference between the first end and the second end;
the discharge inducing mechanism further includes a connection portion that electrically connects the second electrode and the second end portion,
The rapid closing switch according to claim 5 , wherein the trigger electrode, the insulating member, and the voltage generating element are integrally fixed to the second electrode by the connecting portion.
前記電圧発生素子は、圧電素子であり、
前記第1駆動部は、前記第2電極及び前記圧電素子を同時に押圧するように設けられている、請求項6に記載の高速投入器。 a first driving unit capable of pressing the second electrode from the first position toward the second position;
the voltage generating element is a piezoelectric element,
The high speed inserter according to claim 6 , wherein the first drive section is arranged to press the second electrode and the piezoelectric element simultaneously.
前記第1の位置にある前記第2電極を前記ガイド部に対して保持可能である保持部とをさらに備え、
前記保持部は、前記第1駆動部により前記第1電極に向けて押圧された前記第2電極が前記第1方向に移動するときに、前記第2電極及び前記ガイド部の少なくともいずれかと摺動する、請求項7に記載の高速投入器。 a guide portion that guides the movement of the second electrode in the first direction;
a holding portion capable of holding the second electrode at the first position relative to the guide portion,
8. The high-speed inserter according to claim 7, wherein the holding portion slides against at least one of the second electrode and the guide portion when the second electrode pressed toward the first electrode by the first driving portion moves in the first direction.
前記保持部は、前記バネによって付勢されている前記第2電極が前記第1駆動部に押圧されたときに、前記第2電極が前記第1電極に向けて移動することを許容する、請求項8に記載の高速投入器。 a spring that biases the second electrode toward the first electrode;
9. The high speed inserter according to claim 8, wherein the holding portion allows the second electrode to move toward the first electrode when the second electrode biased by the spring is pressed against the first driving portion.
前記バネは、前記第1駆動部から離間されており、前記絶縁部材に接続されている、請求項9に記載の高速投入器。 the first drive unit is connected to the connection unit,
The high speed inserter according to claim 9 , wherein the spring is spaced from the first drive portion and connected to the insulating member.
前記第1電極は、前記容器の一部を構成しており、
前記第2電極と、前記トリガ電極とは、前記容器内に配置されている、請求項1又は2に記載の高速投入器。 A container is provided in which an insulating space is formed,
The first electrode constitutes a part of the container,
The rapid injection device according to claim 1 or 2 , wherein the second electrode and the trigger electrode are disposed within the vessel.
前記第1電極を前記第2電極に向けて押圧可能である第2駆動部をさらに備える、請求項1又は2に記載の高速投入器。 the first electrode is movable in the first direction toward the second electrode;
The high speed inserter according to claim 1 or 2 , further comprising a second drive unit capable of pressing the first electrode toward the second electrode.
モジュール回路とを備え、
前記高速投入器は、前記モジュール回路に電気的に並列に接続されている、電力変換装置。 The high-speed inserter according to claim 1 or 2 ,
and a module circuit.
The fast switch is electrically connected in parallel with the module circuit.
遮断器と、
接地導体とを備え、
前記高速投入器の前記第1電極及び前記第2電極の一方は、前記遮断器の一方の極に電気的に接続されており、前記高速投入器の前記第1電極及び前記第2電極の他方は、前記接地導体に電気的に接続されている、受配電設備。 The high-speed inserter according to claim 1 or 2 ,
A circuit breaker;
a ground conductor;
one of the first electrode and the second electrode of the high-speed closing switch is electrically connected to one pole of the circuit breaker, and the other of the first electrode and the second electrode of the high-speed closing switch is electrically connected to the ground conductor.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2024034455 | 2024-09-26 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP7638462B1 true JP7638462B1 (en) | 2025-03-03 |
Family
ID=94817025
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2024570877A Active JP7638462B1 (en) | 2024-09-26 | 2024-09-26 | High-speed input devices, power conversion devices, and power distribution equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7638462B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4642808B1 (en) * | 1966-07-22 | 1971-12-17 | ||
JPS5947853B2 (en) * | 1975-10-01 | 1984-11-21 | 株式会社東芝 | vacuum gap device |
JPS60232675A (en) * | 1984-05-01 | 1985-11-19 | 日新電機株式会社 | Protecting gap with automatic closing mechanism |
JP7150876B2 (en) * | 2018-12-14 | 2022-10-11 | 東芝エネルギーシステムズ株式会社 | DC circuit breaker |
-
2024
- 2024-09-26 JP JP2024570877A patent/JP7638462B1/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4642808B1 (en) * | 1966-07-22 | 1971-12-17 | ||
JPS5947853B2 (en) * | 1975-10-01 | 1984-11-21 | 株式会社東芝 | vacuum gap device |
JPS60232675A (en) * | 1984-05-01 | 1985-11-19 | 日新電機株式会社 | Protecting gap with automatic closing mechanism |
JP7150876B2 (en) * | 2018-12-14 | 2022-10-11 | 東芝エネルギーシステムズ株式会社 | DC circuit breaker |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11521817B2 (en) | Switching device and method for operating a switching device | |
US20160211087A1 (en) | Switching and protection device for high-voltage wiring system | |
KR20100051844A (en) | Low-voltage, medium-voltage or high-voltage switchgear assembly having a short-circuiting system | |
EP0475268A2 (en) | Gas circuit breaker | |
KR100474173B1 (en) | Insulated Switchgear | |
CN113168989B (en) | DC circuit breaker | |
JP7638462B1 (en) | High-speed input devices, power conversion devices, and power distribution equipment | |
JP7668978B1 (en) | High-speed input devices, power conversion devices, and power distribution equipment | |
CN110890241B (en) | Switching device | |
CN215118761U (en) | Vacuum power switch | |
KR101883432B1 (en) | Vacuum interrupter integrated auxiliary switch | |
CA3028224C (en) | Switch having an arc-quenching device | |
KR20210047623A (en) | Vacuum interrupter and vacuum circuit breaker having the same | |
KR102367112B1 (en) | circuit breaker for extinguishing arc | |
KR100370103B1 (en) | Disconnecting switch of Gas Insulator Switchgear | |
US20150114933A1 (en) | Pushrod assembly for a medium voltage vacuum circuit breaker | |
KR20230130430A (en) | High Speed Closing Switch And Controlling Method Of The Same | |
JP7714151B1 (en) | High-speed input devices, power conversion devices, and power distribution equipment | |
US11569045B2 (en) | Grid influencing system | |
JP7610762B2 (en) | Contactor device and energy storage system | |
CN114223045B (en) | Switchgear with two interrupting units connected in series | |
JP7614453B1 (en) | High speed input device and power control circuit | |
KR200413970Y1 (en) | Pole insulation guide of disconnector and earthing switch of gas insulated switchgear | |
KR19990036805A (en) | Switch gear | |
JP5899028B2 (en) | Switchgear |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20241129 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20241129 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20241129 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250121 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250218 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7638462 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |