JPH03241625A - 真空しゃ断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は小電流しゃ断時に開閉サージの発生を確実に抑
制すると共に、コストダウンを図り得るようにした真空
しゃ断器に関する。

（従来の技術） 一般に、真空しゃ断器は、接離可能に対向配置された固
定側電極および可動側電極を備えた真空バルブと、真空
バルブの各電極の開極・閉極操作を行なう操作機構とか
ら構成されており、優れた消弧特性を有していることか
ら、電力系統等の多くの回路に適用されている。しかし
、この真空しゃ断器は優れた消弧特性故に、小電流しゃ
断時に特異な開閉サージが発生するという欠点がある。

そこで、開閉サージの発生が懸念される回路に真空しゃ
断器を適用する場合には、従来から発生サージを抑制す
るサージ保護装置を設置して、実使用」二問題なく使用
してきている。しかし、このようなものでは、サージ保
護装置を設置する分だけコストが高くなる。

一方、サージ保護装置を設置しないで種々の回路に適用
できる真空しゃ断器として、低サージ真空しゃ断器が提
案されてきている。この低サージ真空しゃ断器は、真空
しゃ断器の消弧特性を低下させて、開閉サージ発生の主
たる原因である裁断電流値を小さくしたものである。し
かし、このような低サージ真空しゃ断器は、サージ発生
抑制のために消弧特性を低下させているため、系統の短
絡事故等で流れる大電流しゃ断に限界がある。

現状開発されている低サージ真空しゃ断器は、２０　Ｋ
　Ａ程度が大電流しゃ断限界である。このため、短絡電
流が３１．５ＫＡ以」二を必要とする真空しゃ断器では
、サージ保護装置を設置して開閉サージ問題を解決して
きている。

ところで、真空しゃ断器の開閉サージは、裁断電流に起
因した裁断サージが、真空バルブが微小ギャップで発生
した場合、この裁断サージに真空バルブギャップ間耐圧
が耐えられず、放電（以下、再発弧と称する）を発生す
ることがある。そして、かかる再発弧か原因となって、
多重再発弧、三相同時しゃ断と呼ばれる大きなサージが
発生する。

このため、裁断電流値を小さく抑えた低サージ真空しゃ
断器では、裁断サージよりも多重再発弧、二相同時しゃ
断による開閉サージが発生するという問題がある。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように、従来の真空しゃ断器では、多重再発弧、
三相同時しゃ断による開閉サージが発生するばかりでな
く、コスト的にも高いという問題があった。

本発明の目的は、真空バルブが微小ギヤ・ツブで電流裁
断が発生しないようにして、再発弧の発生および引続き
発生する多重再発弧や三相同時じゃ断によるサージの発
生を確実に抑制すると共に、コストダウンを図ることが
可能な極めて信頼性の高い真空しゃ断器を提供すること
にある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明では、接離可能に対
向配置された固定側電極および可動側電極を備えた真空
バルブと、真空バルブの各電極の開極・閉極操作を行な
う操作機構とから構成され、電力系統の主回路に設置し
て使用される真空しゃ断器において、主回路に流れる電
流を検出する電流検出手段と、電流検出手段からの出力
信号を入力とし、当該入力信号の零点でパルスを発生さ
せるパルス発生手段と、真空バルブの制御電圧を検出す
る電圧検出手段と、操作機構部の温度を検出する温度検
出手段と、電圧検出手段および温度検出手段からの出力
信号を入力とし、当該入力信号に応じて、真空バルブの
開極時間の変化量を補正するための遅延時間を設定する
時間設定手段と、パルス発生手段および時間設定手段か
らの出力（，４号を入力とし、パルス発生手段からの出
力信号に対して遅延時間たけ時間遅れをもって駆動ｌ＜
ルスを発生させる遅延パルス発生手段と、遅延パルス発
生手段からの出力信号を入力とし、当該信号か入力され
ると引外し信号を操作機構に発生さぜる引外し信号発生
手段とからなる制御装置を備えて構成している。

（作用） 従って、本発明の真空しゃ断器においては、電流検出手
段で検出される主回路電流の零点でパルス発生手段から
発生されるパルスが、真空バルブの制御電圧と操作機構
部の温度に応じて設定される時間だけ遅らされて駆動パ
ルスとなり、真空バルブが開極されることにより、制御
装置全体の引外し時間が一定となり、結果として真空バ
ルブの接点の開極点は主回路電流と同期がとれる。これ
により、小電流しゃ断時にサージ発生の起こり易い電流
零点近傍の位相で開極することが避けられ、有害なサー
ジ発生を防市することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は、本発明による真空しゃ断器における制御装置
の構成例を示すブロック図である。本実施例の制御装置
は、電流検出手段である変流器１と、パルス発生回路２
と、電圧検出手段である電圧センサ３と、温度検出手段
である温度センサ４と、時間設定回路５と、遅延パルス
発生回路６と、引外し信号発生回路７とから構成してい
る。

ここで、変流器１は、真空しゃ断器８を設置する電力系
統の主回路９に流れる電流を検出するものである。また
、パルス発生回路２は、変流器１からの出力信号を入力
とし、当該入力信号の零点でパルスを発生させるもので
ある。さらに、電圧センサ３は、真空しゃ断器８の真空
バルブの制御電圧を検出するものである。さらにまた、
温度センサ４は、真空しゃ断器８の図示しない操作機構
部の温度を検出するものである。

一方、時間設定回路５は、電圧センサ３および温度セン
サ４からの出力信号を入力とし、当該入力信号に応じて
、真空バルブの開極時間の変化量を補正するための遅延
時間を設定するものである。

また、遅延パルス発生回路６は、パルス発生回路２およ
び時間設定回路５からの出力信号を入力とし、パルス発
生回路２からの出力信号に対して上記遅延時間だけ時間
遅れをもって駆動パルスを発生させるものである。さら
に、引外し信号発生回路７は、遅延パルス発生回路４か
らの出力信号を入力とし、当該信号が入力されると直ち
に引外し信号を、真空しゃ断器８の図示しない操作機構
に発生させるものである。

次に、以上のように構成した真空しゃ断器の作用につい
て、第２図乃至第４図を用いて説明する。

第１図において、変流器１の二次側出力端には、主回路
９に流れる電流と同相の出力が現われ、パルス発生回路
２に入力される。すると、パルス発生回路２では、この
入力信号の零点でパルスを発生させ、その出力端に出力
信号が現われる。そして、この出力信号は遅延パルス発
生回路６に入力される。

また、電圧センサ３にて真空しゃ断器８の真空バルブの
制御電圧が検出されると共に、温度センサ４にて真空し
ゃ断器８の操作機構部の温度が検出され、その各出力信
号が時間設定回路５に入力される。すると、時間設定回
路うでは、この各信号に基づいて真空バルブの開極時間
の変化量を補正する遅延時間が設定され、その設定信号
が遅延パルス発生回路６に入力される。

一方、遅延パルス発生回路６では、パルス発生回路２か
らの出力信号に対して、時間設定回路５で設定された遅
延時間だけ時間遅れをもって駆動パルスを発生させ、そ
の出力端に現われる出力信号が引外し信号発生回路７に
入力される。すると、この引外し信号発生回路７では、
遅延パルス発生回路６からの出力信号が入力されると直
ぐに、引外し信号が真空しゃ断器６の操作機構に与えら
れる。この引外し信号発生回路７からの出力信号が与え
られると、真空しゃ断器８の真空バルブの固定側接点と
可動側接点が開極（オフ）される。このように制御する
ことにより、真空しゃ断器８の真空バルブの開極点は、
主回路に流れる電流と同期させることができる。

これらの関係をタイムチャート図で示すと、第２図のよ
うになる。すなわち、パルス発生回路２が、変流器１か
らの出力信号Ａに対して零点を交叉する時に、パルス信
号が発生するように設定しておくと、主回路９に流れる
電流波形の零点に同期したパルス信号りがパルス発生回
路２から出力される。すると、遅延パルス発生回路６で
は、このパルス信号りに対し、時間設定回路５で設定さ
れた時間ｔ７だけ時間遅れをもってパルス信号Ｅが出力
される。そして、この遅延パルス発生回路６からのパル
ス信号Ｅが引外し信号発生回路７に入力されると、直ぐ
に引外し信号Ｆが真空しゃ断器８の操作機構に与えられ
る。これにより、真空しゃ断器８の操作機構に操作電流
Ｃが流れ出し、所定時間ｔ２経過後に真空しゃ断器８の
真空バルブの接点Ｂが開極する。

この時、真空しゃ断器８の操作機構に操作電流０ Ｃか流れ始めてから実際に接点Ｂが開極するまでの時間
（開極時間）ｔ２は、真空しゃ断器８の真空バルブの制
御電圧と、真空しゃ断器８の操作機構部の温度によって
変化する。この開極時間ｔ２と制御電圧との関係、およ
び開極時間ｔ２と温度との関係を示すと、それぞれ第３
図および第４図のようになる。すなわち、制御装置のス
タートは主回路９に流れる電流Ａと同期しているにもか
かわらず、制御電圧や操作機構部の温度が変化すると、
真空しゃ断器８の真空バルブの接点Ｂの開極点は、実際
には主回路９の電流Ａと同期がとれなくなってくる。従
って、制御電圧や操作機構部の温度に応じて、時間設定
回路５て開極時間ｔ２の変化量を補正する遅延時間ｔ７
を設定することにより、制御装置全体の引外し時間（ｔ
２＋ｔ７）は一定となり、結果として真空しゃ断器８の
真空バルブの接点Ｂの開極点は、主回路９を流れる電流
Ａと同期がとれる。

以上により、本実施例の真空しゃ断器では、真空しゃ断
器８の真空バルブの接点Ｂの冊極点は、１ 主回路９を流れる゛小流Ａと同期した時点で開極するこ
とかてきる。すなわち、消弧特性を低下させた低ザーン
真空しゃ断器で小電流しゃ断した時に、裁断電流は完全
に零とはならす、小さな裁断電流となる。このため、裁
断電流値以下の位相で真空しゃ断器の真空バルブの接点
が開極すると、開極と同時に電流裁断が発生し、裁断サ
ージが発生する。この時の真空しゃ断器のギャップ長は
微小であるため、ギャップ間で裁断サージによる放電が
発生して再発弧し、これが原因となって大きなサジ発生
へと進展していく。従って、真空しゃ断器８の真空バル
ブの接点Ｂの開極点を、裁断電流値具」二の位相に設定
しておくことにより、真空しゃ断器８の真空バルブの接
点Ｂか開極して直ぐに電流裁断を起こすことは無くなり
、また電流裁断か発生した時には、真空しゃ断器８のギ
ャップ長は発生ずる裁断サージに耐えられるたけ開いて
いるため、大きな→ノ゛−ジ発生に現象が進展するのを
防止することかできる。

この点を、第２図に示すタイムチャートにより】　− 説明すると、真空しゃ断器８の真空バルブの接点Ｂの開
極時間ｔ２は、真空しゃ断器８の操作機構で決定される
。また、真空しゃ断器８の最大裁断電流は、真空しゃ断
器８の消弧特性で決定される。

さらに、主回路９の電流Ａは、系統の負荷によって決定
される。そして、真空しゃ断器８が最大裁断電流値以下
で開極する位相角は、電流零点部２Φ、の位相範囲であ
る。従って、この領域を避けて真空しゃ断器８の真空バ
ルブの接点Ｂが開極するためには、電流零点ｔ。を基準
として（ｔ７十ｔ２）が２Φ１＠域に入らないように設
定すればよい。すなわち、開極時間ｔ２は真空しゃ断器
で決定される値であるため、遅延時間ｔ７を設定するこ
とにより、当該条件を満足することができる。これによ
り、小電流しゃ断時にサージ発生の起こり易い電流零点
近傍の位相で開極することが避けられ、真空バルブの制
御電圧や操作機構部の温度の変化に影響されることなく
、有害なサージ発生を防止することができる。

上述したように、本実施例の真空しゃ断器では、３ 真空しゃ断器がその裁断電流以下の電流領域で開極しな
いようにしたので、真空バルブが微小ギャップで電流裁
断が発生しないようにし、再発弧の発生および引続き発
生する多重再発弧や三相同時しゃ断によるサージの発生
を確実に抑制することが可能となる。さらに、従来のよ
うにサージ保護装置を設置する必要がないので、真空し
ゃ断器全体のコストダウンを図ることが可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、真空バルブが微小
ギャップで電流裁断が発生しないようにして、再発弧の
発生および引続き発生する多重再発弧や三相同時しゃ断
によるサージの発生を確実に抑制すると共に、コストダ
ウンを図ることが可能な極めて信頼性の高い真空しゃ断
器が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による真空しゃ断器における制御装置の
一実施例を示すブロック図、第２図乃至第４図は同実施
例における作用をそれぞれ説明　４ するための図である。 １・・・変流器、２・・・パルス発生回路、３・・・電
圧センサ、４・・・温度センサ、５・・・時間設定回路
、６・・・遅延パルス発生回路、７・・・引外し信号発
生回路、８・・・真空しゃ断器、９・・・主回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　接離可能に対向配置された固定側電極および可動側電
   極を備えた真空バルブと、前記真空バルブの各電極の開
   極・閉極操作を行なう操作機構とから構成され、電力系
   統の主回路に設置して使用される真空しゃ断器において
   、 前記主回路に流れる電流を検出する電流検出手段と、前
   記電流検出手段からの出力信号を入力とし、当該入力信
   号の零点でパルスを発生させるパルス発生手段と、前記
   真空バルブの制御電圧を検出する電圧検出手段と、前記
   操作機構部の温度を検出する温度検出手段と、前記電圧
   検出手段および温度検出手段からの出力信号を入力とし
   、当該入力信号に応じて、前記真空バルブの開極時間の
   変化量を補正するための遅延時間を設定する時間設定手
   段と、前記パルス発生手段および時間設定手段からの出
   力信号を入力とし、前記パルス発生手段からの出力信号
   に対して前記遅延時間だけ時間遅れをもって駆動パルス
   を発生させる遅延パルス発生手段と、前記遅延パルス発
   生手段からの出力信号を入力とし、当該信号が入力され
   ると引外し信号を前記操作機構に発生させる引外し信号
   発生手段とからなる制御装置を備えて成ることを特徴と
   する真空しゃ断器。