並列リアクタのスイッチングにおける過電圧制限方法の欠点 IEEEによる

スイッチギアにおける過電圧保護対策

高電圧遮断器（CB）では、一時回復電圧（TRV）やその他の過電圧現象に対処するため、いくつかの保護方法が一般的に使用されています。以下に、これらの典型的な保護方法とそれらの利点および欠点を示します。

1. 開路抵抗

• 利点：遮断器の開路時に追加の減衰を提供し、過電圧を抑制するのに役立ちます。

• 欠点：

• 機械的複雑さの増加：開路抵抗は特に単圧力SF6遮断器において、遮断器の機械的複雑さを大幅に増加させ、技術的にも経済的にも実行不可能となります。

• 再着火の防止には効果がない：開路抵抗を使用しても、再着火は発生する可能性があります。

2. シャントリアクタに接地された避雷器

• 利点：避雷器の保護レベルを超える抑制ピーク過電圧を発生させる遮断器に対してのみ有効です。

• 欠点：特定の種類の遮断器に限定され、その効果は制限され、広く適用することはできません。

3. 遮断器に跨がった避雷器

• 利点：遮断器の開路時に一定レベルの過電圧保護を提供します。

• 欠点：

• 複雑さの増加：避雷器を追加すると、遮断器全体の複雑さが増加します。

• 高い耐えられる要求：避雷器は遮断器の操作に関連する力を耐えられる必要があります。

• 再着火の防止には効果がない：低電圧レベルでの再着火の可能性は依然として存在します。

4. サージキャパシタ

• 利点：特定の状況下で過電圧の影響を軽減できます。

• 欠点：

• 非真空遮断器には効果がない：サージキャパシタは真空タイプ以外の遮断器でのチョッピング電流にほとんど影響を与えません。

• チョッピング電流の増加：チョッピング電流を増加させる可能性がありますが、必ずしも抑制ピーク過電圧を増加させることはありません。

• 再着火の防止には効果がない：再着火を防止せず、最小アーク時間の短縮により再着火の確率は変わらない場合があります。

• スペース要件：設置に追加のスペースが必要です。

5. 制御スイッチング

• 利点：適切な最小アーク時間を持つ機械的に一貫した遮断器に適しており、特定の条件下でのスイッチング操作を最適化します。

• 欠点：

• 適用範囲の制限：機械的に一貫した遮断器にのみ適用可能であり、一部の用途では独立極操作が必要となり、複雑さが増加します。

6. より高い電圧レーティングを持つ遮断器

• 利点：遮断器の電圧レーティングを上げることで、過電圧に対する耐えられる能力が向上します。

• 欠点：

• コストの増加：高い電圧レーティングを持つ遮断器は高価です。

• スペース要件の増加：設置に多くのスペースが必要です。

まとめ

各過電圧保護方法にはそれぞれ独自の利点と制限があります。選択する方法は、具体的な用途、遮断器の種類、および運用要件によって異なります。たとえば、開路抵抗は効果的な減衰を提供しますが、その機械的複雑さのためにすべての種類の遮断器には適用できません。同様に、避雷器とサージキャパシタは保護を提供しますが、複雑さとスペース要件が増加します。制御スイッチングは特定のシナリオに適していますが、より高い電圧レーティングを持つ遮断器は、高いコストとスペース要件を伴って過電圧保護を強化します。