JPS58121519A - 抵抗接点付きしや断器 - 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】 本発明は抵抗接点付きしゃ断器に係り、特に主接点、抵
抗接点、抵抗体等よりなる抵抗接点付きしゃ断器に関す
るものである。

電力需要の増加に伴い電力系統の送電電圧及び容量は増
加してきており、国内でも送電電圧１０００ｋＶ級のＵ
　ＨＶ系統の具体化が進められている。Ｕ　ＨＶ系統で
は気中絶縁の合理化を考え、Ｕ　）ｉ　Ｖ系統で発生す
るサージを極めて低い直に抑制することが必要である。

このだめＵ　Ｉ−Ｉ　Ｖ系統で用いられるしゃ断器では
、従来の系統でも必要とされていた抵抗投入の他に、抵
抗しゃ断力式を導入することが避けられない見通しであ
る。

この抵抗しゃ断の基本構成は主咲点、抵抗接点及び抵抗
体よシなり、その回路は第１図まだは第２図に示されて
いるように、主接点１と並列に抵抗体２と抵抗接点３と
の直列回路を接続したもの（第１図参照）、主接点ｌと
抵抗体２との並列回路に抵抗接点３を直列接続したもの
（第２図参照）である。そしてこれら両回路のしゃ断動
作はいずれもまず主接点１がしゃ断電流を抵抗体２０回
路に転流し、その後抵抗体２により限流されだしや断電
流を抵抗接点３がしゃ断し、しゃ断完了する。

これに対して投入動作では、抵抗体２を投入抵抗として
兼用して用いるか、しゃ所用の専用抵抗として用いるか
によって異なる動作／−ケンスとなる。すなわち前者に
おいては抵抗接点３を投入し、先行投入時間経過後に主
接点１が投入される。一方、後者の場合には主接点１と
抵抗接点２とがほぼ同時か又は抵抗接点２が遅れて投入
される。このようなこれらの図面に示されている構成は
、所脂しゃ断部ユニットといわれるもので、多点切りし
ゃ断器ではこれらを構成単位として複数のしゃ断部ユニ
ットを直列接続して構成される。

ところで上述のしゃ断動作を横軸に時間をとって示しだ
第３図により更に詳しく説明する。１ずしや断指令信号
（電流）４が時間１．において発せられると電流７が流
れ、操作機猶部において十分な操作力が発生するのに必
要な時間を経過した後、主接点の可動側電極が曲線５の
動作特性に従った移動を開始する。そして主接点は時間
ｔ２において開極し、電流しゃ断に必要な極間距離に達
するまで移動した後で、時間幅”Ｊ”　１内に生じたし
ゃ断電流の零点で抵抗体への転流を完了する。これに対
して抵抗接点は何等かの遅延手段を用いて曲線６に沿っ
た主接点に対する遅れ動作をして、同様に時間ｔ３にお
いて開極し、時間幅Ｔ２内に生じた電流零点で抵抗体に
流れる電流をしゃ断する。このようなしゃ断動作時にお
いて抵抗接点の開極する時間ｔ３は、一般的には主接点
が抵抗体への転流を完了する時間幅Ｔ１の終了後に設定
されるが、この抵抗接点の主接点に対する遅れ操作機溝
には種々のものが提案されている。しかし、提案されて
いる遅れ操作機構はいずれも抵抗接点の主接点に対する
操作遅れ時間が、主接点の動作に関連して機構的に一定
値に決めるようになっているため、抵抗体での発生熱量
に関し、次に述べるような欠点があった。

抵抗体での発生熱量Ｑは抵抗体に印加される電圧をＥ１
抵抗値をＲ１印加時間をＴとすれば、Ｑ＝Ｅ２／ＲＸＴ
　　　　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（１）で表わされる。ＵＨＶ系統用抵抗しゃ断では、
印加電圧Ｅが大きく、抵抗値Ｒが小さく、印加時間Ｔも
投入用抵抗に対して数倍の大きさとなるため発生熱量は
非常に大きなものとなる。この印加時間Ｔは主接点によ
る転流時点から抵抗接点のしゃ断時点までの時間を示し
ており、その最大値は第３図に示しである主接点が抵抗
体への転流を完了する時間幅Ｔ１の開始時点から、抵抗
接点が抵抗体に流れる電流をしゃ断する時間Ｉ咄Ｔ　２
の終了時点壕でのＴ３となる。このためしゃ断器に装備
される抵抗体は、このような印加時間Ｔの最大値Ｔ３に
対しても耐え得るような十分な熱容量を有するように設
計する必要があり、非常に大規模なものとなる。

本発明は以」二の点に鑑みなされたものであり、その目
的とするところは、抵抗体の発生熱量を低減し、容積を
縮小した抵抗接点付きしゃ断器を提供するにある。

すなわち本発明は、抵抗接点を開離する操作機構を、主
接点のしゃ断動作と関連した遅延手段を介して駆動力を
発生する遅延操作機構と、抵抗体を流れる所定の大きさ
以上の電流を検出して駆動力を発生する電流検出操作機
構とから構成したことを特徴とするものである。

以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
４図には本発明の一実施例が示されている。なお従来と
同じ部品には同じ符号を付したので説明は省略する。本
実施例では抵抗接点３を開離する操作機構を、主接点３
のしゃ断動作と関連した遅延手段８を介して駆動力を発
する遅延操作機構８ａと、抵抗体２を流れる所定の大き
さ以上の電流を検出して駆動力を発生する電流検出操作
機構１０ａとから構成した。そして遅延操作機構８ａを
、主接点１をしゃ断する主接点用操作器９の動作と関連
した遅延手段８を介して、駆動力を発生するようにした
第１の抵抗接点用操作器１０で構成し、電流検出操作機
構１０ａを、電流検出部１１と第２の抵抗接点用操作器
１２とで構成し、電流検出部１１は、抵抗体２を流れる
電流回路に鎖交設置した固定片１３．可動片１４及び微
小ギャップ１５からなるコイル１６（１ターン磁気コイ
ル）で形成しまた。このようにすることにより、抵抗接
点３は抵抗体２を流れる電流が所定の大きさ以上の場合
は電流検出操作慎構１０ａによって開離されるようにな
って、発生熱量に対する影響の大きいしゃ断電流の通電
時間が短くなって抵抗体２の発生熱量が減小するように
なり、抵抗体２の発生熱量を低減し、容積を縮小した抵
抗接点付きしゃ断器を得ることができる。

すなわち同図に示されているように、電流は一方の端子
１７より主接点１を経て他方の端子１８に流れており、
この状態でしゃ断指令電流がしゃ断コイル１９に流れる
と主接点用操作器９が動作を開始し、絶縁ロッド２ｏを
介して主接点１の可動側電極２１を図中に示しである矢
印方向に駆動し、主接点１を開極させる。この結果、主
接点１の電極間にアークが発生するが、これを適切な消
弧手段によシ消弧し、抵抗体２０回路に転流する。

消弧手段としてｖ′ｉｍ々の消弧媒体を用いた種々のし
や前方式かめるが、高電圧大容量用のものとしてはＳＦ
６ガスを用いたバッファ形のしゃ断部が多用されている
。次いで第１の抵抗接点用操作器１０、第２の抵抗接点
用操作器１２のいずれかが動作を開始し、絶縁ロッド２
２を介して抵抗接点３の可動側電極２３を図中に示しで
ある矢印方向に駆動し、抵抗接点３を開離すなわち開極
させる。

開極すると主接点１の場合と同様に抵抗接点３の電極間
にアークが発生するが、これを適切な消弧手段で消弧す
る。この抵抗接点３に要求されるしゃ断能力は、しゃ断
電流が抵抗体２により限流されて小さいものとなるため
、主接点１のしゃ断能力と比較すると小さいものでよく
、一般的には主接点１と同じ消弧媒体が用いられ、小規
模のしゃ断部で４１　）ｊＬされることが多い。

ところでこのようにして抵抗接点３を開極すると抵抗体
２に発生する熱量を低減し、容積を縮小することができ
るがそれを次に説明する。抵抗体２に発生する熱量Ｑを
、抵抗体２に流れる電流ＩＲで示すと前述の（１）式は
、 Ｑ二Ｒ−Ｉｎ２・Ｔ　　　・・・・・・・・・・・・・
・・・・・（２）となる。この（２）式からも明らかな
ように、電流検出部１１で検出する所定の大きさ以上の
電流すなわち検出可能限界電流を抵抗体２の設計最大電
流の例えば１／２に設定すれば、この設定値以下で電流
検出部１１に検出されないようなしゃ断責務のしゃ断時
は、抵抗体２を流れる電流ＩＲの許容通電時間が少なく
とも設計最大電流の４倍以上となって、通電時間が多少
のびてもさほど問題とはならない。これに対し抵抗体２
を流れる電流ＩＲが上記設定値以上に大きい場合のしゃ
断責務、すなわち抵抗体２の発生熱量Ｑが大きくなるよ
うな電流しゃ断時は、主接点１がしゃ断電流をしゃ断、
し、抵抗体２に電流が流れ始めると電流検出部１１が検
出遅れ時間（例えば１ｍｓ以下）でこの電流を検出し、
直ちに第２の抵抗接点用操作器１２が動作を開始するだ
め、抵抗体２に電流が転流してから抵抗接点３がこれを
しゃ断するまでの電流進軍時間を短縮することができ、
発生熱量を低減することができる。この点第３図に記載
しであるように主接点１が抵抗体２への転流を行なう時
間幅Ｔ１の転流直後に抵抗接点３が開極した場（９） 合が最も効果が大きく、この場合の短縮時間は単純に評
価してもほぼ主接点１が抵抗体２に転流を完了する時間
ｉｌｌ　Ｔ　ｌに近い１０ｍｓ弱となるが、これは従来
の設計最大電流の通電時間Ｔ３が３０ｍ５なので、通電
時間をほぼ１／３短縮できることになる。しかもこの直
は抵抗体２の必要体積に比例するので、抵抗体２の大き
さを従来に比べ約２、／３の大きさに縮小することがで
きる。

これをしゃ断電流の位相まで考慮に入れて解析すると次
のようになる。一般に抵抗体２の発生熱量が問題となる
ようなしゃ断責務では、抵抗体２の回路の力率は零に近
い値となっており、回路のインピーダンスに比較してし
ゃ断抵抗の値は太きいだめ、しゃ断電流が抵抗体２に転
流されると電源電圧に対し同相に近い電流となる。すな
わち抵抗体２に転流されてから電流零点１での時間はほ
ぼ０．２５＋から０，５〜おきの値となるが、本実施例
では最初の電流零点すなわち抵抗体２の通電時間が０．
２５％−でのしゃ断はむずかしいが、次の電流零点の０
．７５〜では十分にしゃ断できる。それ（１０） は例えば電流検出時間を０，１す、開極時間を０，１５
う、抵抗接点の最小アーク時間を０．５＋に設定１，７
ておけばよい。このよらに抵抗体２に電流が転流された
直後にこれを検出し、抵抗接点３が動作を開始するよう
にしであるので、同期しゃ断器にほぼ同一のアーク時間
で常に電流零点が現われ、電流しゃ断が可能となって抵
抗体２の通電時間が０．７５＋、約１５ｍ５となり、上
記（２）式における通電時間Ｔを従来の通電時間３Ｑｍ
ｓの１／２とすることができ、しゃ断電流の位相を考慮
に入れない場合に比べ更に通電時間Ｔを低減することが
できる。

なお遅延手段８としては、遅延回路または補助接点等を
用いた電気的なもの（リレ一式）、流出流体（流体式）
−！たけ圧縮性流体の圧縮時定数（圧縮充気時定数式）
を用いた流体的なもの、機械的機構部の空動作時間（電
流検出機４ヶ除いた空動作時間式）−！たけばね等弾性
体の弾性時定数（弾性時定数式）を用いた機械的なもの
等のいずれを用いるようにしてもよい。そして第１．第
２（１１） の抵抗接点用操作器１０．１２としては、駆動力源とし
て主接点用操作器９と独立１〜だ加圧流体を用いてもよ
いし、主接点用操作器９の動作によって蓄勢されるばね
等弾性体を用いてもよいが、これら第１．第２の抵抗接
点用操作器１０．１２の駆動力源は共用し、動作開始を
制＠ｌする４ｆｉ構のみ独立させ、遅延手段８の出刃で
も、電流検出部１１Ω出力でも制御できるように構成す
るのが効果的である。この動作開始を制御する機構とし
ては、例えば駆動力源が加圧流体の場合にはバルブ、蓄
勢されたばねの場合には係止フック等が用いられる。な
お１だ電流検出部１１としては」二連の比較的大きな機
械的出力が得られるコイル１６（１ターン磁気コイル）
の他に、抵抗体２０回路に微小抵抗を挿入、もしくは抵
抗体２の一部分を利用し・てその電圧降下を検出するよ
うにしだもの、電界を検出するようにしたもの、磁気的
に駆動されるようにしたもの等が用いられる。

第５図には本発明の他の実施例が示されている。

本実施例では遅延操作機構８ｂと電流検出操作機（１２
） 構１０ｂとが、その駆動力源に高電位部に設けた弾性体
２４例えばばね２４ａを共用するようにした。このよう
にばね２４ａ等抵抗接点３の駆動機構を大部分共用にし
、その主接点１の動作で蓄勢されるばね２４ａを高電位
部に設けたことにより、抵抗接点付しゃ断器をコンパク
トな構成にすることができる。すなわちしゃ断指令電流
により操作器（図示せず）で絶縁ロッド２５を図中に示
されているような矢印方向に駆動し、レバー２６を介し
て主接点１の可動側電極２１をしゃ断方向である図中右
方向に駆動し、主接点ｌを開極させる。

これと同時に絶縁ロッド２５と連結されている絶縁ロッ
ド２７を介してレバー２８を時計方向に回転させ、レバ
ー２８と連結されているロッド２９によりばね２４ａの
一方の座金具３ｏを図中に示されているような矢印方向
に押圧し、ばね２４ａを蓄勢する。この時ばね２４ａの
他方の座金具３１はこれと連結されている絶縁ロッド３
２．レバー３３．カム３４を介して電流検出部１１の可
動片１４に設けられたフック部３５により係止さく１３
） れて動かない。なおこの際レバー３３．カム３４は接触
面の角度により夫々時計方向の回転力を受けており、レ
バー２８には投入用の係合部３６、空動作による遅延手
段としてのアーム３７が設けである。そして操作器（図
示せず）の動作終期において、遅延手段のアーム３７が
時計方向に回転してロッド３８の下端と係合し、ロッド
３８を上方に押上げる。この押上げられたロッド３８の
」二端ば電流検出部１１の可動片１４の先端と接触し、
これを押」二げて可動片１４に設けられたフック部３５
の保合を解く。このようにしてフック部３５の係合が解
かれると、蓄勢されたばね２４ａのエネルギーにより抵
抗接点３の可動側電極２３はしゃ断方向である図中右方
向に駆動され、抵抗接点３は開極する。この遅延手段に
よる抵抗接点３の開極に対し抵抗体２に流れる電流が所
定の大きさ以上の場合には、抵抗体２０回路の導体３９
に設けである電流検出部１１がこれを検出して可動片１
４を吸引し、前述の遅延手段であるアーム３７の空動作
によるフック部３５の係合解除を待たず（１４） にフック部３５の係合を解き、蓄勢されたばね２４ａの
エネルギーで抵抗接点３の可動側電極２３をじゃ前方向
の図中右方向に駆動して、抵抗接点３を開極する。この
ように本実施例の場合には、抵抗接点３の駆動力源、駆
動機剤を大部分共用にしたので、しゃ断器をコンパクト
な構成にすることができる効果がある。

上述のように本発明は、抵抗接点の開離を、抵抗体を流
れる電流が所定の大きさ以上の場合にはその電流を検出
して駆動力を発生する電流検出操作機構で、所定の大き
さ以下の場合には主接点のしゃ断動作と関連した遅延手
段を介して行なうようにしたので、所定の大きさ以上の
電流の場合は遅延手段を介さず電流検出操作機構で開離
されるようになって、発生熱量に対する影響の大きいし
ゃ断電流の通電時間が短くなって抵抗体の発生熱量が減
小するようになり、抵抗体の発生熱量を低減し、容積を
縮小した抵抗接点付きしゃ断器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

（１５） 第１図は抵抗接点付きしゃ断器のしゃ断部の回路図、第
２図は抵抗接点付きしゃ断器の他の例のしゃ断部の回路
図、第３図は従来の抵抗接点付きしゃ断器のしゃ断動作
を時間的に説明する説明図、第４図は本発明の抵抗接点
付きしゃ断器の一実施例のしゃ断動作を説明する説明図
、第５図は本発明の抵抗接点付きしゃ断器の他の実施例
のしゃ断器要部の縦断側面図である。 １・・・主接点、２・・・抵抗体、３・・・抵抗接点、
８・・・遅延手段、８ａ、８ｂ・・・遅延操作機構、９
・・・主接点用操作器、１０・・・第１の抵抗接点用操
作器、１０　ａ。 １０ｂ・・・電流検出操作機構、１１・・・電流検出部
、１２・・・第２の抵抗接点用操作器、１６・・・コイ
ル（１ター／磁気コイル）、２１・・・主接点の可動側
電極、２３・・・抵抗接点の可動側電極、２４・・・弾
性体、２４ａ・・・ばね。 代理人　弁理士　長崎博男 （ほか１名） （１６）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも主接点、抵抗接点及び抵抗体よりなるも
   のにおいて、前記抵抗接点を開離する操作機病を、前記
   主接点のしゃ断動作と関連した遅延手段を介して駆動力
   を発生する遅延操作機構と、前記抵抗体を流れる所定の
   大きさ以上の電流を検出して駆動力を発生する電流検出
   操作機溝とから構成したことを特徴とする抵抗接点付き
   しゃ断器。 ２、前記電流検出操作機構が、前記抵抗体を流れる電流
   回路に鎖交して設置したコイルで電流を検出するように
   しだものである特許請求の範囲第１項記載の抵抗接点付
   きしゃ断器。 ３、前記遅延操作機構と勧記寥へ検出操作機構とが、そ
   の駆動力源に高電位部に設けた弾性体を共用したもので
   ある特許請求の範囲第１項記載の抵抗接点付きしゃ断器
   。