JP2002208334A - Dc cut-off system - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ立上げ用
として使用される直流電源装置において、電源回路に設
けられた遮断器により直流大電流を遮断する直流遮断シ
ステムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC power supply system for use in starting a plasma, and more particularly to a DC power supply system in which a large DC current is interrupted by a circuit breaker provided in a power supply circuit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】プラズマ立上げ用として使用される直流
電源装置において、電源回路に設けられた遮断器により
直流大電流を遮断するには、一般に遮断器に並列に接続
されたコンデンサを予めプリチャージしておき、遮断時
にこのコンデンサにチャージされたエネルギーを放電
し、遮断器に通電電流とは逆方向の電流を流すことによ
って電流零点を作り、この電流零点近傍で遮断器を遮断
するようにしている。2. Description of the Related Art In a DC power supply device used for starting plasma, in order to cut off a large DC current by a circuit breaker provided in a power supply circuit, a capacitor connected in parallel to the circuit breaker is generally precharged. In addition, at the time of interruption, the energy charged in this capacitor is discharged, and a current zero is made by flowing a current in a direction opposite to a conduction current to the circuit breaker, so that the circuit breaker is interrupted near this current zero point. I have.
【０００３】この場合、コンデンサと直列にコンデンサ
放電時の過電流を制限するためのリアクトルが設けら
れ、また遮断器と並列に遮断器で遮断した電流を転流さ
せてエネルギーを消費させる抵抗器が設けられている。In this case, a reactor is provided in series with the capacitor for limiting an overcurrent at the time of discharging the capacitor, and a resistor is provided in parallel with the circuit breaker for diverting the current interrupted by the circuit breaker and consuming energy. Is provided.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の直流遮
断システムにおいては、遮断器に電流零点が構築されア
ークが消滅した後は、ＬＲＣ直列回路のコンデンサ放電
現象となる。また、回路定数がＲ＜２√（Ｌ／Ｃ）であ
るため、コンデンサ電圧は振動的となり、逆充電電圧は
初期充電電圧よりも大きくなり、その過電圧のために機
器の絶縁が破壊され、機器が損傷するという問題があっ
た。However, in the conventional DC cutoff system, after the current zero point is established in the breaker and the arc is extinguished, a capacitor discharge phenomenon occurs in the LRC series circuit. Further, since the circuit constant is R <2√ (L / C), the capacitor voltage becomes oscillating, the reverse charging voltage becomes larger than the initial charging voltage, and the overvoltage destroys the insulation of the device, and Was damaged.
【０００５】又、過大な逆充電電圧発生の原因は回路の
インダクタンスが大きいことによるため、抵抗器に存す
るインダクタンスを小さくすると、今度は抵抗器回路へ
分流するコンデンサの放電電流が増大するため、コンデ
ンサの容量が大きくなるという問題があった。[0005] Further, the cause of the generation of the excessive reverse charge voltage is due to the large inductance of the circuit. Therefore, if the inductance existing in the resistor is reduced, the discharge current of the capacitor shunted to the resistor circuit is increased. However, there is a problem that the capacity of the battery becomes large.
【０００６】本発明はかかる従来の事情に対処してなさ
れたものであり、機器の絶縁破壊を防止し、コンデンサ
の容量を過大としない直流遮断システムを提供すること
を目的とする。The present invention has been made in view of such a conventional situation, and has as its object to provide a DC cutoff system that prevents dielectric breakdown of equipment and does not increase the capacity of a capacitor.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、次のような手段により直流遮断システムを構
成するものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises a DC cutoff system using the following means.
【０００８】本発明は、直流電源と負荷との間に設けら
れた遮断器に並列に接続されたコンデンサと、このコン
デンサと直列に接続され前記コンデンサ放電時の過電流
を制限するためのリアクトルと、前記遮断器と並列に接
続され前記遮断器で遮断した直流電流を転流させてエネ
ルギーを消費させる抵抗器とを備え、且つ前記遮断器の
遮断時に前記コンデンサにチャージされたエネルギーを
放電させ、前記遮断器に通電電流とは逆方向の電流を流
すことによって電流零点を作り、この電流零点近傍で前
記遮断器を遮断するようにした直流遮断システムにおい
て、前記コンデンサの容量をＣ、前記コンデンサの充電
電圧をＶ、前記リアクトルのインダクタンスをＬ１、前
記遮断器回路のインダクタンスＬ０、前記抵抗器の抵抗
値をＲ、前記抵抗器のインダクタンスをＬ２、遮断電流
をＩとしたとき、前記コンデンサの放電電流を Ｌ０×｛（Ｖ×√Ｃ）／（Ｉ×√Ｌ１）｝−１ 以上で、且つ前記コンデンサの逆充電電圧を ＣＲ２／２−Ｌ１ 以下となるようにしたものである。According to the present invention, there is provided a capacitor connected in parallel to a circuit breaker provided between a DC power supply and a load, and a reactor connected in series with the capacitor for limiting an overcurrent at the time of discharging the capacitor. A resistor connected in parallel with the circuit breaker and consuming the energy by commutating the DC current interrupted by the circuit breaker, and discharging the energy charged in the capacitor when the circuit breaker is interrupted, A current zero point is created by flowing a current in a direction opposite to a conduction current to the breaker, and in a DC cutoff system in which the breaker is cut off near the current zero point, the capacitance of the capacitor is C, and the capacity of the capacitor is C. The charging voltage is V, the inductance of the reactor is L1, the inductance of the breaker circuit is L0, the resistance value of the resistor is R, and the resistance is The inductance L2, when the breaking current was I, in said L0 × discharge current of the capacitor {(V × √C) / ( I × √L1)} -1 or more, and the reverse charging voltage of the capacitor CR 2 / 2−L1 or less.
【０００９】このような構成の直流遮断システムとすれ
ば、抵抗器のインダクタンスが規定値範囲内であるた
め、コンデンサの逆充電電圧を抑制でき、且つコンデン
サの放電電流の抵抗器回路への流れ込みを抑制すること
ができる。In the DC cutoff system having such a configuration, since the inductance of the resistor is within the specified value range, the reverse charging voltage of the capacitor can be suppressed, and the discharge current of the capacitor flows into the resistor circuit. Can be suppressed.
【００１０】また、本発明は直流電源と負荷との間に設
けられた遮断器に並列に接続されたコンデンサと、この
コンデンサと直列に接続され前記コンデンサ放電時の過
電流を制限するためのリアクトルと、前記遮断器と並列
に接続され前記遮断器で遮断した直流電流を転流させて
エネルギーを消費させる抵抗器とを備え、且つ前記遮断
器の遮断時に前記コンデンサにチャージされたエネルギ
ーを放電させ、前記遮断器に通電電流とは逆方向の電流
を流すことによって電流零点を作り、この電流零点近傍
で前記遮断器を遮断するようにした直流遮断システムに
おいて、前記コンデンサの容量をＣ、前記コンデンサの
充電電圧をＶ、前記リアクトルのインダクタンスをＬ
１、前記遮断器回路のインダクタンスＬ０、前記抵抗器
の抵抗値をＲ、前記抵抗器のインダクタンスをＬ２、遮
断電流をＩとしたとき、前記コンデンサの放電電流を ｛Ｌ２×Ｖ×√Ｃ／Ｉ×（Ｌ０＋Ｌ２）｝２ 以下で、且つ前記コンデンサの逆充電電圧を ＣＲ２／２−Ｌ２ 以下となるようにしたものである。The present invention also relates to a capacitor connected in parallel with a circuit breaker provided between a DC power supply and a load, and a reactor connected in series with the capacitor for limiting an overcurrent at the time of discharging the capacitor. And a resistor connected in parallel with the circuit breaker for consuming the energy by commutating the DC current interrupted by the circuit breaker, and discharging the energy charged in the capacitor when the circuit breaker is interrupted. In a DC cutoff system in which a current zero is created by flowing a current in a direction opposite to an energizing current to the circuit breaker, and the circuit breaker is cut off near the current zero, the capacitance of the capacitor is C, the capacitor is Is the charging voltage, and the inductance of the reactor is L.
1. When the inductance of the circuit breaker circuit is L0, the resistance of the resistor is R, the inductance of the resistor is L2, and the cutoff current is I, the discharge current of the capacitor is represented by ｛L2 × V × √C / I. × (L0 + L2)｝ 2 or less, and the reverse charging voltage of the capacitor is CR 2 / 2−L2 or less.
【００１１】このような構成の直流遮断システムとすれ
ば、コンデンサの逆充電電圧を抑制し、且つ遮断器回路
に流れるコンデンサ放電電流は遮断電流以上となり、必
要十分なコンデンサ放電電流を遮断回路に流すことがで
きる。According to the DC cutoff system having such a configuration, the reverse charging voltage of the capacitor is suppressed, and the capacitor discharge current flowing through the circuit breaker circuit is equal to or higher than the cutoff current, and the necessary and sufficient capacitor discharge current flows through the cutoff circuit. be able to.
【００１２】さらに、本発明は直流電源と負荷との間に
設けられた遮断器に並列に接続されたコンデンサと、こ
のコンデンサと直列に接続され前記コンデンサ放電時の
過電流を制限するためのリアクトルと、前記遮断器と並
列に接続され前記遮断器で遮断した直流電流を転流させ
てエネルギーを消費させる抵抗器とを備え、且つ前記遮
断器の遮断時に前記コンデンサにチャージされたエネル
ギーを放電させ、前記遮断器に通電電流とは逆方向の電
流を流すことによって電流零点を作り、この電流零点近
傍で前記遮断器を遮断するようにした直流遮断システム
において、前記コンデンサの容量をＣ、前記コンデンサ
の充電電圧をＶ、前記リアクトルのインダクタンスをＬ
１、前記遮断器回路のインダクタンスＬ０、前記抵抗器
の抵抗値をＲ、前記抵抗器のインダクタンスをＬ２、遮
断電流をＩとしたとき、前記コンデンサの放電電流を （Ｌ０＋Ｌ２）２×Ｌ１×Ｉ２／（Ｌ２×Ｖ）２ 以上で、且つ前記コンデンサの逆充電電圧を ２（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｒ２ 以上となるようにしたものである。Further, the present invention relates to a capacitor connected in parallel to a circuit breaker provided between a DC power supply and a load, and a reactor connected in series with the capacitor for limiting an overcurrent at the time of discharging the capacitor. And a resistor connected in parallel with the circuit breaker for consuming the energy by commutating the DC current interrupted by the circuit breaker, and discharging the energy charged in the capacitor when the circuit breaker is interrupted. In a DC cutoff system in which a current zero is created by flowing a current in a direction opposite to an energizing current to the circuit breaker, and the circuit breaker is cut off near the current zero, the capacitance of the capacitor is C, the capacitor is Is the charging voltage, and the inductance of the reactor is L.
1. When the inductance L0 of the circuit breaker circuit, the resistance value of the resistor is R, the inductance of the resistor is L2, and the cutoff current is I, the discharge current of the capacitor is (L0 + L2) 2 × L1 × I 2 / (L2 × V) 2 or more, and the reverse charging voltage of the capacitor is 2 (L1 + L2) / R 2 or more.
【００１３】このような構成の直流遮断システムとすれ
ば、コンデンサの逆充電電圧を抑制し、且つ遮断器回路
に流れるコンデンサ放電電流は遮断電流以上となり、必
要十分なコンデンサ放電電流を遮断器回路へ流すことが
できる。According to the DC cutoff system having such a configuration, the reverse charge voltage of the capacitor is suppressed, and the capacitor discharge current flowing through the circuit breaker circuit is equal to or greater than the cutoff current, and the necessary and sufficient capacitor discharge current is supplied to the circuit breaker circuit. Can be shed.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１５】図１は本発明に係る直流遮断システムの第
１の実施の形態を示す回路構成図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a DC cutoff system according to the present invention.
【００１６】図１において、遮断器１、充電用直流電源
３によりスイッチを介して充電され電流零点を作るため
のエネルギーを蓄積しておくコンデンサ２、コンデンサ
２を放電させるスイッチ４、コンデンサ２の放電時の過
電流を制限する直列リアクトル５、遮断器１の電流零点
直前の電流変化率を緩和させるリアクトル６、遮断器１
で遮断した直流電流を転流させてエネルギーを消費させ
る抵抗器８、遮断後の遮断器１の極間電圧を調整する抵
抗器とコンデンサ７及び負荷９より構成されている。こ
の場合、上記抵抗器８自身にはインダクタンスが存在し
ている。In FIG. 1, a circuit breaker 1, a capacitor 2 which is charged via a switch by a charging DC power supply 3 and stores energy for generating a current zero point, a switch 4 for discharging the capacitor 2, and a discharge for the capacitor 2 Series reactor 5 for limiting overcurrent at the time, reactor 6 for alleviating the current change rate immediately before the current zero point of circuit breaker 1, circuit breaker 1
The circuit comprises a resistor 8 for diverting the DC current interrupted by the above and consuming energy, a resistor for adjusting a voltage between contacts of the circuit breaker 1 after the interruption, a capacitor 7 and a load 9. In this case, the resistor 8 itself has an inductance.
【００１７】このような構成の直流遮断システムにおい
て、遮断器１に流れている直流電流を遮断するには、ま
ず遮断器１を開極し、遮断器内にアークを発生させる。In the DC cutoff system having such a configuration, in order to cut off the DC current flowing in the circuit breaker 1, first, the circuit breaker 1 is opened and an arc is generated in the circuit breaker.
【００１８】次にスイッチ４をオンすると、あらかじめ
充電しておいたコンデンサ２のエネルギーが放電して遮
断器１に逆方向の放電電流が流れ、遮断器１に流れてい
た直流電流を打消して遮断器１に電流零点を作り、アー
クを消滅させる。Next, when the switch 4 is turned on, the energy of the capacitor 2 which has been charged in advance is discharged, and a reverse discharge current flows through the circuit breaker 1, thereby canceling the DC current flowing through the circuit breaker 1. A current zero is created in the circuit breaker 1 to extinguish the arc.
【００１９】その際、コンデンサ放電時の電流変化率に
よりコンデンサ２やスイッチ４が損傷しないように、コ
ンデンサ２に直列にリアクトル５が設置されている。
又、電流零点近傍で電流変化率が大きいと遮断器１が再
点弧するので、電流変化率を緩和するためと、並列接続
された遮断器間の電流不平衡を抑制するために遮断器１
と直列にリアクトル６が設置されている。At this time, a reactor 5 is provided in series with the capacitor 2 so that the capacitor 2 and the switch 4 are not damaged by the current change rate at the time of discharging the capacitor.
If the current change rate is large near the current zero point, the circuit breaker 1 will be re-ignited. Therefore, the circuit breaker 1 is used to alleviate the current change rate and suppress the current imbalance between the circuit breakers connected in parallel.
Reactor 6 is installed in series with.
【００２０】また、抵抗器８に存するインダクタンスは
コンデンサ２の放電電流が抵抗器８の回路へ漏れるのを
抑制するように働く。コンデンサ２の放電周波数は約１
ｋＨｚと高周波であるため、抵抗器の数十μＨ程度のイ
ンダクタンスであっても非常に大きな回路インピーダン
スとして作用し、抵抗器８回路への分流を十分に抑制す
る。Further, the inductance existing in the resistor 8 functions to suppress the discharge current of the capacitor 2 from leaking to the circuit of the resistor 8. The discharge frequency of the capacitor 2 is about 1
Since the frequency is as high as kHz, even if the inductance of the resistor is on the order of several tens of μH, it acts as a very large circuit impedance, and the shunt to the resistor 8 circuit is sufficiently suppressed.
【００２１】さらに、遮断器１のアークが消滅した際、
遮断器１の極間に電圧が印加されるが、この極間電圧を
緩和するために抵抗器とコンデンサ７が設置されてい
る。遮断器１のアークが消滅した後、コンデンサ２の放
電電流は抵抗器８を介して流れ、コンデンサ２は逆充電
される。Further, when the arc of the circuit breaker 1 is extinguished,
A voltage is applied between the poles of the circuit breaker 1, and a resistor and a capacitor 7 are provided to reduce the voltage between the poles. After the arc of the circuit breaker 1 is extinguished, the discharge current of the capacitor 2 flows through the resistor 8, and the capacitor 2 is reversely charged.
【００２２】コンデンサ２の充電電圧が逆転した時点か
ら抵抗器８に負荷９の電流が流れ込み、抵抗器８でエネ
ルギーを消費することにより直流電流を減衰させる。こ
のような作用により直流電流を遮断する。When the charging voltage of the capacitor 2 is reversed, the current of the load 9 flows into the resistor 8 and the DC current is attenuated by consuming the energy in the resistor 8. The DC current is interrupted by such an action.
【００２３】いま、上記直流遮断システムにおいて、図
２に示すようにコンデンサ２の充電電圧をＶ、コンデン
サ２の容量をＣ、遮断器１と直列のリアクトル６のイン
ダクタンスをＬ０、コンデンサ２と直列のリアクトル５
のインダクタンスをＬ１、抵抗器８に存するインダクタ
ンスをＬ２とすると、コンデンサ２の放電電流は、下式
で表すことができる。As shown in FIG. 2, the charging voltage of the capacitor 2 is V, the capacitance of the capacitor 2 is C, the inductance of the reactor 6 in series with the breaker 1 is L0, and the inductance of the reactor 6 is L0. Reactor 5
Is the inductance of the resistor 8 and L2 is the inductance of the resistor 8, the discharge current of the capacitor 2 can be expressed by the following equation.
【００２４】Ｖ×Ｃ１／２／｛（Ｌ０×Ｌ２）／（Ｌ０
＋Ｌ２）＋Ｌ１｝１／２ ここで、（Ｌ０×Ｌ２）／（Ｌ０＋Ｌ２）はＬ１に比べ
て非常に小さいため、無視すると、 Ｖ×Ｃ１／２／Ｌ１１／２ また、コンデンサ２の放電電流の遮断器１回路への分流
は、下式で表すことができる。V × C 1/2 / ｛(L0 × L2) / (L0
+ L2) + L1｝ 1/2 Here, (L0 × L2) / (L0 + L2) is very small compared to L1, and is neglected. V × C 1/2 / L1 1/2 Also, the discharge current of the capacitor 2 Can be expressed by the following equation.
【００２５】 Ｖ×Ｃ１／２／Ｌ１１／２×Ｌ２／（Ｌ０＋Ｌ２） ここで、コンデンサ２の放電電流の遮断器１回路への分
流が遮断電流Ｉより大きくなるためには Ｖ×Ｃ１／２／Ｌ１１／２×Ｌ２／（Ｌ０＋Ｌ２）＞Ｉ これより、 Ｌ０×｛（√Ｃ／Ｉ×√Ｌ１）−１｝−１＜Ｌ２ ……（１） したがって、抵抗器のインダクタンス値をＬ０×｛（Ｖ
×√Ｃ／Ｉ×√Ｌ１）−１｝−１以上とすることによ
り、コンデンサ２の放電電流の遮断器１回路への分流が
遮断電流Ｉを上回る。V × C 1/2 / L1 1/2 × L2 / (L0 + L2) Here, in order for the shunt of the discharge current of the capacitor 2 to the circuit breaker 1 circuit to be larger than the cutoff current I, V × C 1 / 2 / L1 1/2 × L2 / (L0 + L2)> I From this, L0 × {({C / I × {L1) -1} -1 <L2 (1) Therefore, the inductance value of the resistor is calculated as follows. L0 × ｛(V
By setting it to be equal to or more than × {C / I × {L1) −1} −1 , the shunt of the discharge current of the capacitor 2 to the circuit breaker 1 circuit exceeds the cutoff current I.
【００２６】一方、コンデンサ２の逆充電電圧は、下式
で表すことができる。On the other hand, the reverse charge voltage of the capacitor 2 can be expressed by the following equation.
【００２７】Ｖ＝ＲＩ＋（Ａｓｉｎβｔ−ＲＩｃｏｓβ
ｔ）ｅｘｐ（−αｔ） ここで、Ａ＝｛１−ＣＲ２／２（Ｌ１＋Ｌ２）｝Ｉ／β
Ｃ α＝Ｒ／２（Ｌ１＋Ｌ２） β＝√（１／（Ｌ１＋Ｌ２）Ｃ−Ｒ２／４（Ｌ１＋Ｌ
２）２） ｓｉｎβｔ＞０であるから、Ａ＜０の条件が逆充電電圧
を下限に導くことにより、 Ｌ２＜ＣＲ２／２−Ｌ１ ……（２） したがって、抵抗器のインダクタンス値をＣＲ２／２−
Ｌ１以下とすることにより、コンデンサ２の逆充電電圧
を抑制することができる。V = RI + (Asinβt-RIcosβ)
t) exp (-αt) where, A = {1-CR 2 /2 (L1 + L2)} I / β
C α = R / 2 (L1 + L2) β = √ (1 / (L1 + L2) C-R 2/4 (L1 + L
2) 2 ) Since sinβt> 0, the condition of A <0 leads the reverse charging voltage to the lower limit, so that L2 <CR 2 / 2−L1 (2) Therefore, the inductance value of the resistor is set to CR 2 / 2-
By setting L1 or less, the reverse charging voltage of the capacitor 2 can be suppressed.
【００２８】本実施の形態によれば、抵抗器８回路のイ
ンダクタンスを、コンデンサ２回路のインダクタンス、
遮断器１回路のインダクタンス、遮断電流、コンデンサ
充電電圧、コンデンサ容量及び抵抗器８の抵抗値から決
まる規定値の範囲内とするため、必要最低限のコンデン
サ容量にて、コンデンサ２の放電電流の抵抗器８回路へ
の漏れ電流を制限し、小型の直流遮断システムを提供す
ることができる上、コンデンサ２の逆充電電圧を抑制し
機器の絶縁破壊による損傷を防止することができる。According to this embodiment, the inductance of the resistor 8 circuit is replaced by the inductance of the capacitor 2 circuit,
The resistance of the discharge current of the capacitor 2 should be kept at a minimum necessary value to be within a specified range determined by the inductance of the circuit breaker 1 circuit, the breaking current, the capacitor charging voltage, the capacitor capacity, and the resistance value of the resistor 8. In addition to limiting the leakage current to the circuit 8 and providing a small DC cutoff system, the reverse charging voltage of the capacitor 2 can be suppressed and damage due to insulation breakdown of the device can be prevented.
【００２９】次に、本発明に係る直流遮断システムの第
２の実施の形態を説明するに回路構成については図１及
び図２と同じである。Next, a description will be given of a second embodiment of the DC cutoff system according to the present invention. The circuit configuration is the same as that shown in FIGS.
【００３０】第２の実施の形態において、コンデンサ２
回路のインダクタンスＬ１は（１）式より、 ｛Ｌ２×Ｖ×√Ｃ／Ｉ×（Ｌ０＋Ｌ２）｝２＞Ｌ１ ……（３） 又、（２）式より Ｌ１＜ＣＲ２／２−Ｌ２ ……（４） したがって、コンデンサ２回路のインダクタンス値を
｛Ｌ２×Ｖ×√Ｃ／Ｉ×（Ｌ０＋Ｌ２）｝２以下とする
ことにより、コンデンサ２の放電電流の遮断器１回路へ
の分流が遮断電流Ｉを上回り、ＣＲ２／２−Ｌ２以下と
することにより、コンデンサ２の逆充電電圧を抑制する
ことができる。In the second embodiment, the capacitor 2
From the equation (1), the inductance L1 of the circuit is {L2 × V × {C / I × (L0 + L2)} 2 > L1 (3) Also, from the equation (2), L1 <CR 2 / 2−L2 (4) Therefore, by setting the inductance value of the capacitor 2 circuit to {L2 × V × {C / I × (L0 + L2)} 2 or less, the shunt of the discharge current of the capacitor 2 to the circuit breaker 1 circuit becomes the exceeded, by a CR 2/2-L2 or less, it is possible to suppress the reverse charging voltage of the capacitor 2.
【００３１】本実施の形態によれば、コンデンサ２回路
のインダクタンスを、遮断器１回路のインダクタンス、
遮断電流、抵抗器８のインダクタンス、コンデンサ充電
電圧、コンデンサ容量及び抵抗器８の抵抗値から決まる
規定値以下とするため、必要最低限のコンデンサ容量に
て、コンデンサ２の放電電流の抵抗器８回路への漏れ電
流を制限し、小型の直流遮断システムを提供することが
できる上、コンデンサ２の逆充電電圧を抑制し、機器の
絶縁破壊による損傷を防止することができる。According to the present embodiment, the inductance of the circuit of two capacitors is replaced by the inductance of the circuit of one circuit breaker.
In order to make the current not more than the specified value determined by the cutoff current, the inductance of the resistor 8, the capacitor charging voltage, the capacitor capacity, and the resistance value of the resistor 8, the resistor 8 circuit of the discharge current of the capacitor 2 with the minimum necessary capacitor capacity In addition to limiting the leakage current to the power supply and providing a small DC cutoff system, the reverse charge voltage of the capacitor 2 can be suppressed, and damage due to insulation breakdown of equipment can be prevented.
【００３２】次に、本発明に係る直流遮断システムの第
３の実施の形態を説明するに回路構成については図１及
び図２と同じである。Next, a DC cutoff system according to a third embodiment of the present invention will be described. The circuit configuration is the same as that shown in FIGS.
【００３３】第３の実施の形態において、コンデンサ２
の容量Ｃは（１）式より、 （Ｌ０＋Ｌ２）２×Ｌ１×Ｉ２／（Ｌ２×Ｖ）２＜Ｃ２ ……（５） 又、（２）式より Ｃ＞２（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｒ２ ……（６） したがって、コンデンサ２の容量を （Ｌ０＋Ｌ２）２×Ｌ１×Ｉ２／（Ｌ２×Ｖ）２ 以上とすることにより、コンデンサ２の放電電流の遮断
器１回路への分流が遮断電流Ｉを上回り、２（Ｌ１＋Ｌ
２）／Ｒ２以上とすることにより、コンデンサ２の逆充
電電圧を抑制することができる。In the third embodiment, the capacitor 2
From the equation (1), the capacitance C is (L0 + L2) 2 × L1 × I 2 / (L2 × V) 2 <C 2 (5) Also, from the equation (2), C> 2 (L1 + L2) / R 2 (6) Therefore, by setting the capacity of the capacitor 2 to (L0 + L2) 2 × L1 × I 2 / (L2 × V) 2 or more, the shunt of the discharge current of the capacitor 2 to the circuit breaker 1 circuit is Above I, 2 (L1 + L
2) By setting / R 2 or more, the reverse charging voltage of the capacitor 2 can be suppressed.
【００３４】本実施の形態によれば、コンデンサ容量
を、コンデンサ２回路のインダクタンス、コンデンサ充
電電圧、遮断電流、抵抗器８回路のインダクタンス及び
抵抗器８の抵抗値から決まる規定値範囲内とするため、
必要最低限のコンデンサ容量にて、コンデンサ２の放電
電流の抵抗器８回路への漏れ電流を制限し、小型の直流
遮断システムを提供することができる上、コンデンサ２
の逆充電電圧を抑制し機器の絶縁破壊による損傷を防止
することができる。According to the present embodiment, the capacitance of the capacitor is set within a specified range determined by the inductance of the two capacitors, the capacitor charging voltage, the breaking current, the inductance of the eight resistors, and the resistance of the resistor 8. ,
It is possible to limit the leakage current of the discharge current of the capacitor 2 to the resistor 8 circuit with the minimum necessary capacitor capacity, and to provide a small DC cutoff system.
The reverse charge voltage can be suppressed, and damage due to insulation breakdown of equipment can be prevented.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、機器
の絶縁破壊を防止し、コンデンサの容量を過大としない
直流遮断システムを提供することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a DC cutoff system that prevents dielectric breakdown of equipment and does not increase the capacity of a capacitor.
【図１】本発明の直流遮断システムの実施の形態を示す
回路構成図。FIG. 1 is a circuit diagram showing a DC cutoff system according to an embodiment of the present invention.
【図２】同実施の形態の作用を説明するための基本回路
構成図。FIG. 2 is a basic circuit configuration diagram for explaining the operation of the embodiment.
１…遮断器 ２…コンデンサ ３…充電用直流電源 ４…スイッチ ５…リアクトル ６…リアクトル ７…抵抗器とコンデンサ ８…抵抗器 ９…負荷 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Circuit breaker 2 ... Capacitor 3 ... DC power supply for charging 4 ... Switch 5 ... Reactor 6 ... Reactor 7 ... Resistor and capacitor 8 ... Resistor 9 ... Load
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若林 孝生 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 本間 三孝 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 横倉 邦夫 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中事業所内 Ｆターム(参考） 5G028 AA08 FC01 FD04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takao Wakabayashi 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba Corporation Fuchu Plant (72) Inventor Mitaka Homma 1-Toshiba-cho, Fuchu City, Tokyo Toshiba Fuchu Plant ( 72) Inventor Kunio Yokokura 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo F-term in Fuchu Works, Toshiba Corporation (reference) 5G028 AA08 FC01 FD04
Claims (3)
器に並列に接続されたコンデンサと、このコンデンサと
直列に接続され前記コンデンサ放電時の過電流を制限す
るためのリアクトルと、前記遮断器と並列に接続され前
記遮断器で遮断した直流電流を転流させてエネルギーを
消費させる抵抗器とを備え、 且つ前記遮断器の遮断時に前記コンデンサにチャージさ
れたエネルギーを放電させ、前記遮断器に通電電流とは
逆方向の電流を流すことによって電流零点を作り、この
電流零点近傍で前記遮断器を遮断するようにした直流遮
断システムにおいて、 前記コンデンサの容量をＣ、前記コンデンサの充電電圧
をＶ、前記リアクトルのインダクタンスをＬ１、前記遮
断器回路のインダクタンスＬ０、前記抵抗器の抵抗値を
Ｒ、前記抵抗器のインダクタンスをＬ２、遮断電流をＩ
としたとき、 前記コンデンサの放電電流を Ｌ０×｛（Ｖ×√Ｃ）／（Ｉ×√Ｌ１）｝−１ 以上で、且つ前記コンデンサの逆充電電圧を ＣＲ２／２−Ｌ１ 以下となるようにしたことを特徴とする直流遮断システ
ム。1. A capacitor connected in parallel to a circuit breaker provided between a DC power supply and a load, a reactor connected in series with the capacitor to limit an overcurrent at the time of discharging the capacitor, and A resistor connected in parallel with the circuit breaker and consuming the energy by diverting the DC current cut by the circuit breaker, and discharging the energy charged in the capacitor when the circuit breaker is cut off, In the DC cutoff system in which a current zero point is created by flowing a current in a direction opposite to the energizing current and the circuit breaker is cut off near the current zero point, the capacitance of the capacitor is C, and the charging voltage of the capacitor is V, the inductance of the reactor is L1, the inductance of the circuit breaker circuit is L0, the resistance of the resistor is R, and the impedance of the resistor is R. The inductance L2, the cutoff current I
In this case, the discharge current of the capacitor is L0 × {(V × ΔC) / (I × {L1)} − 1 or more, and the reverse charge voltage of the capacitor is CR 2 / 2−L1 or less. DC cutoff system characterized by the following.
器に並列に接続されたコンデンサと、このコンデンサと
直列に接続され前記コンデンサ放電時の過電流を制限す
るためのリアクトルと、前記遮断器と並列に接続され前
記遮断器で遮断した直流電流を転流させてエネルギーを
消費させる抵抗器とを備え、 且つ前記遮断器の遮断時に前記コンデンサにチャージさ
れたエネルギーを放電させ、前記遮断器に通電電流とは
逆方向の電流を流すことによって電流零点を作り、この
電流零点近傍で前記遮断器を遮断するようにした直流遮
断システムにおいて、 前記コンデンサの容量をＣ、前記コンデンサの充電電圧
をＶ、前記リアクトルのインダクタンスをＬ１、前記遮
断器回路のインダクタンスＬ０、前記抵抗器の抵抗値を
Ｒ、前記抵抗器のインダクタンスをＬ２、遮断電流をＩ
としたとき、 前記コンデンサの放電電流を ｛Ｌ２×Ｖ×√Ｃ／Ｉ×（Ｌ０＋Ｌ２）｝２ 以下で、且つ前記コンデンサの逆充電電圧を ＣＲ２／２−Ｌ２ 以下となるようにしたことを特徴とする直流遮断システ
ム。2. A capacitor connected in parallel to a circuit breaker provided between a DC power supply and a load, a reactor connected in series with the capacitor to limit an overcurrent at the time of discharging the capacitor, A resistor connected in parallel with the circuit breaker for diverting the DC current cut by the circuit breaker and consuming energy, and discharging the energy charged in the capacitor when the circuit breaker is cut off, A current zero point is created by flowing a current in a direction opposite to the current flowing through the circuit breaker, and the DC cutoff system is configured to cut off the circuit breaker near the current zero point. V, the inductance of the reactor L1, the inductance L0 of the circuit breaker circuit, the resistance value of the resistor R, the impedance of the resistor The inductance L2, the cutoff current I
Wherein the discharge current of the capacitor is not more than {L2 × V × {C / I × (L0 + L2)} 2 , and the reverse charge voltage of the capacitor is not more than CR 2 / 2-L2. Characteristic DC cutoff system.
器に並列に接続されたコンデンサと、このコンデンサと
直列に接続され前記コンデンサ放電時の過電流を制限す
るためのリアクトルと、前記遮断器と並列に接続され前
記遮断器で遮断した直流電流を転流させてエネルギーを
消費させる抵抗器とを備え、 且つ前記遮断器の遮断時に前記コンデンサにチャージさ
れたエネルギーを放電させ、前記遮断器に通電電流とは
逆方向の電流を流すことによって電流零点を作り、この
電流零点近傍で前記遮断器を遮断するようにした直流遮
断システムにおいて、 前記コンデンサの容量をＣ、前記コンデンサの充電電圧
をＶ、前記リアクトルのインダクタンスをＬ１、前記遮
断器回路のインダクタンスＬ０、前記抵抗器の抵抗値を
Ｒ、前記抵抗器のインダクタンスをＬ２、遮断電流をＩ
としたとき、 前記コンデンサの放電電流を （Ｌ０＋Ｌ２）２×Ｌ１×Ｉ２／（Ｌ２×Ｖ）２ 以上で、且つ前記コンデンサの逆充電電圧を ２（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｒ２ 以上となるようにしたことを特徴とする直流遮断システ
ム。3. A capacitor connected in parallel with a circuit breaker provided between a DC power supply and a load, a reactor connected in series with the capacitor to limit an overcurrent at the time of discharging the capacitor, A resistor connected in parallel with the circuit breaker for diverting the DC current cut by the circuit breaker and consuming energy, and discharging the energy charged in the capacitor when the circuit breaker is cut off, A current zero point is created by flowing a current in a direction opposite to the current flowing through the circuit breaker, and the DC cutoff system is configured to cut off the circuit breaker near the current zero point. V, the inductance of the reactor L1, the inductance L0 of the circuit breaker circuit, the resistance value of the resistor R, the impedance of the resistor The inductance L2, the cutoff current I
The discharge current of the capacitor is (L0 + L2) 2 × L1 × I 2 / (L2 × V) 2 or more, and the reverse charge voltage of the capacitor is 2 (L1 + L2) / R 2 or more. A DC cutoff system characterized by the following.
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