JP2010238391A - DC circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直流回路の遮断時に、転流回路に加わる過電圧を低減し得る直流遮断器に関する。 The present invention relates to a DC circuit breaker that can reduce an overvoltage applied to a commutation circuit when the DC circuit is interrupted.
従来、電気鉄道用き電回路のような直流回路においては、電源側に直流遮断器が設けられ、通電電流や事故電流などの遮断が行われている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a DC circuit such as an electric railway feeder circuit, a DC circuit breaker is provided on the power source side to cut off an energization current or an accident current.
この種の直流遮断器は、図4に示すように、電源側に主遮断器1が設けられ、負荷側に副遮断器2が直列接続されている。主遮断器1には、エネルギー吸収素子3と転流回路4とが並列接続されている。転流回路4では、転流スイッチ5、第1のリアクトル6、第1の転流コンデンサ7が直列接続されている。
In this type of DC circuit breaker, as shown in FIG. 4, a
第1の転流コンデンサ7は、図示しない充電装置により、電源側から負荷側に電流が流れる場合、負荷側端子が正極性になるように充電されている。電流を遮断するときには、主遮断器1と副遮断器2を開極し、転流スイッチ5を閉路して、第1の転流コンデンサ7を放電し、主遮断器1に流れる電流と逆向きの電流を重畳して電流零点で遮断を行う。主遮断器1で電流遮断が行われると、過電圧がエネルギー吸収素子3で吸収され、電流が減衰し、遮断が完了する(例えば、特許文献1参照。)。
The
このとき、エネルギー吸収素子3の端子間には、電源電圧V0に対して、これよりも跳ね上がった遮断過電圧Vaが加わる。すると、第1の転流コンデンサ7は、図中に示すように、電源側が正極性で充電される。このため、転流スイッチ5と第1の転流コンデンサ7間の機器の対地間には、V0+Vaが加わる。遮断過電圧Vaは、電源電圧V0よりも大きく、数倍になることがある。
At this time, between the terminals of the
一方、転流電流の大きさを制御するため、図5に示すように、第1のリアクトル6と第1の転流コンデンサ7間に、第2のリアクトル8と第2の転流コンデンサ9とを直列接続し、この回路に切替スイッチ10を並列接続した転流回路4が知られている(例えば、特許文献2参照。)。
On the other hand, in order to control the magnitude of the commutation current, a
このような転流回路4においても、第1の転流コンデンサ7には、電流遮断時に、電源側が正極性の遮断過電圧Vaが加わる。このため、転流スイッチ5と第1の転流コンデンサ7間の機器の対地間には、V0+Vaが加わる。
Even in such a
上記の従来の直流遮断器においては、直流回路の電流遮断時に、転流回路4を動作させると、転流回路4を構成する機器に運転電圧V0と遮断過電圧Vaが加算された過電圧が加わる問題があった。このため、転流回路4に加わる過電圧を軽減することが望まれていた。
In the above-described conventional DC circuit breaker, when the
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、電流遮断時に、転流回路を構成する機器に加わる過電圧を低減し得る直流遮断器を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problem, and an object of the present invention is to provide a DC circuit breaker that can reduce an overvoltage applied to devices constituting a commutation circuit when a current is interrupted.
上記目的を達成するために、本発明の直流遮断器は、直流回路の電源側に接続した副遮断器と、前記副遮断器に直列接続した主遮断器と、前記主遮断器に並列接続したエネルギー吸収素子と、前記主遮断器に並列接続した転流回路とを具備し、前記転流回路は、転流スイッチを電源側に接続し、この転流スイッチに第1のリアクトルと第1の転流コンデンサとを直列接続したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a DC circuit breaker according to the present invention is connected to a sub circuit breaker connected to a power supply side of a DC circuit, a main circuit breaker connected in series to the sub circuit breaker, and connected to the main circuit breaker in parallel. An energy absorbing element and a commutation circuit connected in parallel to the main circuit breaker, wherein the commutation circuit connects a commutation switch to a power supply side, and the commutation switch includes a first reactor and a first A commutation capacitor is connected in series.
本発明によれば、副遮断器を転流スイッチよりも電源側に接続しているので、電流遮断時の転流回路には、副遮断器で電源側が開放され、過電圧を低減することができる。 According to the present invention, since the secondary circuit breaker is connected to the power supply side from the commutation switch, the power supply side is opened by the secondary circuit breaker in the commutation circuit at the time of current interruption, and the overvoltage can be reduced. .
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
先ず、本発明の実施例1に係る直流遮断器を図1を参照して説明する。図1は、本発明の実施例1に係る直流遮断器の回路構成を示す回路図である。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。
First, a DC circuit breaker according to
図1に示すように、電源側に副遮断器2が設けられ、負荷側に主遮断器1が直列接続されている。主遮断器1には、エネルギー吸収素子3と転流回路4とが並列接続されている。転流回路4では、電源側から負荷側に向かって、転流スイッチ5、第1のリアクトル6、第1の転流コンデンサ7が順に直列接続されている。
As shown in FIG. 1, a
第1の転流コンデンサ7は、従来と同様に、図示しない充電装置により、電源側から負荷側に電流が流れる場合、負荷側端子が正極性になるように充電されている。電流を遮断するときには、主遮断器1と副遮断器2を開極し、転流スイッチ5を閉路して第1の転流コンデンサ7を放電し、主遮断器1に流れる電流と逆向きの転流電流を重畳して、電流零点で遮断を行う。主遮断器1で電流遮断が行われると、過電圧がエネルギー吸収素子3で吸収され、電流が減衰し、副遮断器2で直流回路が開路される。
As in the conventional case, the
このとき、エネルギー吸収素子3の端子間には、従来と同様に、電源電圧V0よりも跳ね上がった遮断過電圧Vaが加わる。すると、第1の転流コンデンサ7は、図中に示すように、電源側が正極性で充電される。しかしながら、副遮断器2が開路されているので、転流スイッチ5と第1の転流コンデンサ7間の機器の対地間には、運転電圧V0が加わらず、遮断過電圧Vaのみが加わる。これは、従来の過電圧V0+Vaよりも低く、過電圧を低減することができる。
At this time, between the terminals of the
ここで、第1の転流コンデンサ7の電源側端子は、負荷側端子よりも断面積を小さくしている。これは、遮断過電圧Vaが急峻波であり、充電時の時定数を長くすることによって、充電される絶対値を抑制するものである。なお、負荷側端子は、断面積が大きく、所定の転流電流を主遮断器1に注入することができる。
Here, the power supply side terminal of the
上記実施例1の直流遮断器によれば、直流回路の電源側に副遮断器2を接続し、転流回路4の電源側に転流スイッチ5を接続しているので、電流遮断時には副遮断器2で電源側が開放され、転流回路4にはエネルギー吸収素子3で吸収される遮断過電圧Vaのみしか加わらず、過電圧を低減することができる。
According to the DC circuit breaker of the first embodiment, the
上記実施例1では、転流回路4を転流スイッチ5、第1のリアクトル6、第1の転流コンデンサ7の順で接続したが、第1のリアクトル6と第1の転流コンデンサ7の接続順を逆にしても、転流スイッチ5と第1の転流コンデンサ7間の対地間に加わる過電圧を低減することができる。また、第1のリアクトル6を転流スイッチ5よりも電源側に接続すれば、第1のリアクトル6の対地間に加わる電圧をほぼ零とすることができる。
In the first embodiment, the
次に、本発明の実施例2に係る直流遮断器を図2を参照して説明する。図2は、本発明の実施例2に係る直流遮断器の回路構成を示す回路図である。なお、この実施例2が実施例1と異なる点は、副遮断器の接続位置である。図2において、実施例1と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
Next, a DC circuit breaker according to
図2に示すように、主遮断器1と並列に、直列接続した副遮断器2とエネルギー吸収素子3を接続し、エネルギー吸収素子3に転流回路4を並列接続している。これにより、電流遮断時に、副遮断器2でエネルギー吸収素子3と転流回路4を電源側から切離すことができる。
As shown in FIG. 2, the
上記実施例2の直流遮断器によれば、実施例1による効果のほかに、直流回路には主遮断器1のみが接続されているので、直流回路抵抗を低下させることができる。また、副遮断器2には、主回路電流が通電されず、通電容量を小さくすることができる。
According to the DC circuit breaker of the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, since only the
次に、本発明の実施例3に係る直流遮断器を図3を参照して説明する。図3は、本発明の実施例3に係る直流遮断器の回路構成を示す回路図である。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3において、実施例1と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
Next, a DC circuit breaker according to
図3に示すように、転流回路4において、転流スイッチ5と第1のリアクトル6間に、第2のリアクトル8と第2の転流コンデンサ9とを直列接続し、これらの回路に切替スイッチ10を並列接続している。第2のリアクトル8と第2の転流コンデンサ9は、転流電流の大きさの制御に用いられる。
As shown in FIG. 3, in the
ここで、第2のリアクトル8、第2の転流コンデンサ9、切替スイッチ10で構成される回路により、転流電流の大きさを制御するので、これを転流電流制御回路と定義する。
Here, since the magnitude of the commutation current is controlled by the circuit configured by the
上記実施例3の直流遮断器によれば、実施例1による効果のほかに、転流電流の大きさを制御するために第2のリアクトル8と第2の転流コンデンサ9とを接続した転流回路4においても、転流スイッチ5と第1の転流コンデンサ7間の機器の対地間には、エネルギー吸収素子3で吸収される遮断過電圧Vaのみしか印加されず、過電圧を低減することができる。
According to the DC circuit breaker of the third embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the
上記実施例3では、転流スイッチ5と第1のリアクトル6間に、転流電流制御回路を接続して説明したが、第1のリアクトル6と第1の転流コンデンサ7間、または第1の転流コンデンサ7と負荷側端子間に、転流電流制御回路を接続しても転流回路4に加わる過電圧を低減することができる。
In the third embodiment, the commutation current control circuit is connected between the
1 主遮断器
2 副遮断器
3 エネルギー吸収素子
4 転流回路
5 転流スイッチ
6 第1のリアクトル
7 第1のコンデンサ
8 第2のリアクトル
9 第2のコンデンサ
10 切替スイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記副遮断器に直列接続した主遮断器と、
前記主遮断器に並列接続したエネルギー吸収素子と、
前記主遮断器に並列接続した転流回路とを具備し、
前記転流回路は、転流スイッチを電源側に接続し、この転流スイッチに第1のリアクトルと第1の転流コンデンサとを直列接続したことを特徴とする直流遮断器。 A secondary circuit breaker connected to the power supply side of the DC circuit;
A main circuit breaker connected in series to the sub circuit breaker;
An energy absorbing element connected in parallel to the main circuit breaker;
A commutation circuit connected in parallel to the main circuit breaker,
In the commutation circuit, a commutation switch is connected to a power source side, and a first reactor and a first commutation capacitor are connected in series to the commutation switch.
前記エネルギー吸収素子に転流回路を並列接続した直流遮断器であって、
前記転流回路は、転流スイッチを電源側に接続し、第1のリアクトルと第1の転流コンデンサとを直列接続したことを特徴とする直流遮断器。 The main circuit breaker connected to the DC circuit is connected in parallel with the secondary circuit breaker connected in series and the energy absorption element,
A DC circuit breaker in which a commutation circuit is connected in parallel to the energy absorbing element,
The commutation circuit includes a commutation switch connected to a power supply side, and a first reactor and a first commutation capacitor connected in series.
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|---|---|---|---|---|
| JP2013196895A (en) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Toshiba Corp | Dc circuit breaker |
| US9413157B2 (en) | 2012-05-01 | 2016-08-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Direct-current circuit breaker |
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| CN108717909A (en) * | 2018-06-28 | 2018-10-30 | 河南森源电气股份有限公司 | A kind of dc circuit breaker for low-voltage direct |
| CN114467161A (en) * | 2019-11-29 | 2022-05-10 | 株式会社东芝 | Direct current breaker |
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2009
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