JP2002208334A - 直流遮断システム - Google Patents
直流遮断システムInfo
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- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】機器の絶縁破壊を防止し、コンデンサの容量を
過大とならないようにすることにある。 【解決手段】遮断器２に並列に接続されたコンデンサ１
と、このコンデンサと直列に接続されコンデンサ放電時
の過電流を制限するためのリアクトル５と、遮断器と並
列に接続され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８とを備え、且つ遮断器の
遮断時にコンデンサにチャージされたエネルギーを放電
させ、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
断するようにした直流遮断システムにおいて、抵抗器８
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の抵抗値から
決まる規定値の範囲内とするものである。
過大とならないようにすることにある。 【解決手段】遮断器２に並列に接続されたコンデンサ１
と、このコンデンサと直列に接続されコンデンサ放電時
の過電流を制限するためのリアクトル５と、遮断器と並
列に接続され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８とを備え、且つ遮断器の
遮断時にコンデンサにチャージされたエネルギーを放電
させ、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
断するようにした直流遮断システムにおいて、抵抗器８
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の抵抗値から
決まる規定値の範囲内とするものである。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
面を参照して説明する。
【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。
１の実施の形態を示す回路構成図である。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
＋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。
【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。
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。
【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。
で表すことができる。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
回路構成図。
【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。
構成図。
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
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (3)
- 【請求項１】 直流電源と負荷との間に設けられる遮断
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ことを特徴とする直流遮断システ
ム。 - 【請求項２】 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 ｛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。 - 【請求項３】 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＋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。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001001445A JP4434499B2 (ja) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | 直流遮断システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001001445A JP4434499B2 (ja) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | 直流遮断システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002208334A true JP2002208334A (ja) | 2002-07-26 |
| JP4434499B2 JP4434499B2 (ja) | 2010-03-17 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001001445A Expired - Fee Related JP4434499B2 (ja) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | 直流遮断システム |
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| JP (1) | JP4434499B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5265063B1 (ja) * | 2012-09-05 | 2013-08-14 | 三菱電機株式会社 | 直流遮断器 |
| CN116799767A (zh) * | 2022-04-24 | 2023-09-22 | 固赢科技(深圳)有限公司 | 抑弧和采样调理电路、其控制方法及镀膜电源 |
-
2001
- 2001-01-09 JP JP2001001445A patent/JP4434499B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5265063B1 (ja) * | 2012-09-05 | 2013-08-14 | 三菱電機株式会社 | 直流遮断器 |
| WO2014038008A1 (ja) * | 2012-09-05 | 2014-03-13 | 三菱電機株式会社 | 直流遮断器 |
| CN116799767A (zh) * | 2022-04-24 | 2023-09-22 | 固赢科技(深圳)有限公司 | 抑弧和采样调理电路、其控制方法及镀膜电源 |
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|---|---|
| JP4434499B2 (ja) | 2010-03-17 |
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