JP2002048820A - 容量形分圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた測定精度を確保しつつ小形化および低
コスト化を図ることができ、コンパクト且つ安価で、し
かも高品質なな容量形分圧器を提供する。 【解決手段】 接地電極であるシールド３において高電
圧導体２と対向する面には誘電体層６が密着して設置さ
れ、誘電体層６の上には導電体層７が設置される。その
ため、シールド３と導電体層７とが極めて接近し、しか
も、シールド３および導電体層７間に誘電体層６を設置
したので、シールド３側に静電容量値の大きいコンデン
サ回路を形成できる。また、導電体層７には接続線８が
取付けられ、この接続線８は高電圧導体２とは対向しな
い導体非対向面側へ導出される。このため、高電圧導体
２とシールド３間で形成される電界に対して接続線８が
影響を与える心配がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は容量形分圧器に係
り、特に、その分圧構造および接続線引き出し構造に改
良を施した容量形分圧器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、高電圧導体の電位を測定する場
合、容量形分圧器を用いることにより高電圧を分圧して
から電位測定を行っている。容量形分圧器とは、電位の
異なる２つの導体間の電位差はこれら導体間に直列接続
された２つのコンデンサ回路の静電容量の逆比に分割さ
れることを利用したものである。

【０００３】ここで、容量形分圧器の従来例について図
５を用いて具体的に説明する。すなわち、機器本体を収
納する導電性の容器１が設けられており、その内部に機
器本体を他機器と接続するための高電圧導体２が収納さ
れている。容器１内周面と高電圧導体２の間には電圧検
出用電極４が配置されている。また、電圧検出用電極４
の上方には高電圧導体２を取り囲むようにして電界緩和
用のシールド３が設置されている。このような容量形分
圧器では、高電圧導体２および電圧検出用電極４間の静
電容量Ｃ１と、電圧検出用電極４および容器１間の静電
容量Ｃ２とが分かっていれば、電圧検出用電極４の電位
を測定だけで高電圧導体２の電位を求めることができ
る。

【０００４】このとき、高電圧導体２側に形成されるコ
ンデンサ回路の静電容量Ｃ１を小さくし、電圧検出用電
極４側に形成されるコンデンサ回路の静電容量Ｃ２を大
きくすれば（Ｃ１＜＜Ｃ２）、分圧性能が高くなる。例
えば、高電圧導体２の電位が送電電圧のような５００ｋ
Ｖもの高電圧であっても、１０〜２００Ｖ程度にまで分
圧することが可能である。したがって、電圧検出用電極
４における電位測定が容易となり、優れた測定精度を確
保することができる。静電容量Ｃ１を小さくするための
構成としては、高電圧導体２および電圧検出用電極４間
に十分な距離を設定している。

【０００５】一方、静電容量Ｃ２を大きくするためには
電圧検出用電極４を容器１に接近させる必要がある。例
えば、高電圧導体２の電位が５００ｋＶ程度の場合、電
圧検出用電極４を容器１に対して１〜２ｍｍ程度という
オーダーで近接配置させなくてはならない。しかしなが
ら、工作精度上の制限から、容器１との隙間がごく僅か
となるように電圧検出用電極４を配置することは極めて
困難であった。

【０００６】そこで従来では、電圧検出用電極４および
容器１間の静電容量Ｃ２を大きくするのではなく、電圧
検出用電極４と容器１との間に静電容量Ｃ３を持つ外部
コンデンサ５を静電容量Ｃ２と並列に接続し、電圧検出
用電極４の電位を低くした上で測定を行っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上述べた従来技術に
は次のような問題点があった。すなわち、上記従来例で
は、高電圧導体２側のコンデンサ回路における静電容量
Ｃ１を小さくするために高電圧導体２および電圧検出用
電極４間の距離は大きくなっている。この結果、容器１
の大形化を招いていた。また、検出電圧を低下させるこ
とを目的として、電圧検出用電極４側のコンデンサ回路
における静電容量Ｃ２と並列に外部コンデンサ５を接続
しているので、容量形分圧器全体としても大きくなる。
しかも、構成部材も多くなるため、コストも高騰してい
た。

【０００８】本発明は、上記のような従来技術の持つ問
題点を解決するために提案されたものであり、その目的
は、優れた測定精度を確保しつつ小形化および低コスト
化を図ることができ、コンパクト且つ安価で、しかも高
品質な容量形分圧器を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、導電性の容器が設けられ、この容器内に
高電圧導体が収納され、この高電圧導体を取り囲むよう
にして接地電極が配置された容量形分圧器において、以
下のような技術的特徴を有している。

【００１０】請求項１の発明は、前記接地電極において
前記高電圧導体と向い合う面を導体対向面とし、前記高
電圧導体に対向する面以外の面を導体非対向面として、
前記接地電極の導体対向面には誘電体層が密着して設置
され、前記誘電体層の上には導電体層が設置され、前記
導電体層には接続線が取付けられたことを特徴としてい
る。

【００１１】以上の構成を有する請求項１の発明では、
高電圧導体に対向する接地電極上に誘電体層および導電
体層を密着させて設置するため、接地電位である接地電
極と導電体層とが極めて接近する。したがって、接地電
極側に静電容量値の大きいコンデンサ回路を形成するこ
とが可能である。しかも、接地電極と導電体層との間に
誘電体層を設置しているので、さらに接地電極側のコン
デンサ回路における静電容量値は増大する。

【００１２】このような請求項１の発明によれば、高電
圧導体側に形成されるコンデンサ回路の静電容量Ｃ１に
比べて、接地電極側に形成されるコンデンサ回路の静電
容量Ｃ２を十分に大きくすることができ（Ｃ１＜＜Ｃ
２）、分圧性能が高くなる。これにより、接地電極にお
ける電位測定が容易となり、優れた測定精度を確保する
ことが可能となる。したがって、検出電圧を低下させる
ための外部コンデンサは不要となり、機器の小形化およ
び低コスト化を図ることができる。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１記載の容量形
分圧器において、前記接地電極の前記誘電体層および前
記導電体層を設置した部位には貫通穴が少なくとも一ヶ
所以上設けられ、前記貫通穴は前記接続線を貫通させて
接続線を前記接地電極の導体非対向面に導くように形成
されたことを特徴とする。

【００１４】以上のような請求項２の発明では、接地電
極に設けた貫通穴に接続線を貫通させ、この接続線を高
電圧導体とは対向しない導体非対向面側へ導出すること
ができる。このため、高電圧導体と接地電極間で形成さ
れる電界に対して、接続線が影響を与える心配がない。
したがって、接地電極の電位が安定し、優れた測定精度
を獲得することができる。

【００１５】請求項３の発明は、請求項１に記載の容量
形分圧器において、前記接地電極には貫通穴が少なくと
も一ヶ所以上設けられ、前記接地電極の導体対向面およ
び導体非対向面ならびに前記貫通穴の壁面に前記誘電体
層が密着して設置され、前記誘電体層の上に前記貫通穴
を塞ぐようにして前記導電体層が設置され、前記接地電
極の導体非対向面に位置する前記導電体層に前記接続線
が取付けられたことを特徴とする。

【００１６】以上のような請求項３の発明では、接地電
極の導体非対向面側にも誘電体層および導電体層を設け
たので、接地電極側に形成されるコンデンサ回路の静電
容量値をいっそう増大させることができ、分圧性能が向
上して、接地電極における電圧測定が容易となる。ま
た、接地電極に形成した貫通穴を導電体層にて塞ぎ、接
地電極における導体非対向面側にて接続線を接続できる
ため、高電圧導体と接地電極間で形成される電界に与え
る影響を低減する。したがって、接地電極の電位が安定
し、測定精度を高めることができる。

【００１７】請求項４の発明は、請求項１に記載の容量
形分圧器において、前記接地電極の導体対向面および導
体非対向面の上部に前記誘電体層が密着して設置され、
前記誘電体層の上に前記導電体層が設置され、前記接地
電極の導体非対向面に位置する前記導電体層に前記接続
線が取付けられたことを特徴とする。

【００１８】以上の請求項４の発明では、接地電極に貫
通穴を設けることなく導電体層の電位を接地電極の導体
非対向面側に導出することができる。そのため、構成の
簡略化を図りつつ、高電圧導体および接地電極間の電界
への接続線の影響を回避することができる。

【００１９】請求項５の発明は、請求項３または４に記
載の容量形分圧器において、前記接地電極の導体非対向
面に位置する前記導電体層に導電性バンドが設けられ、
この導電性バンドに前記接続線が取付けられたことを特
徴とする。

【００２０】以上のような請求項５の発明では、接地電
極の導体非対向面に導電性バンドを設け、これに接続線
を接続することで、接続線の外部導出がいっそう容易と
なる。したがって、高電圧導体および接地電極間の電界
に対する接続線からの影響を確実に防ぐことができ、接
地電極の電位が安定して測定精度が向上する。

【００２１】請求項６の発明は、請求項１に記載の容量
形分圧器において、前記接地電極には貫通穴が少なくと
も一ヶ所以上設けられ、前記接地電極の導体対向面およ
び導体非対向面ならびに前記貫通穴の壁面に前記誘電体
層が密着して設置され、前記接地電極の導体対向面の前
記誘電体層上にボス付き導電性リングが設置され、前記
貫通穴に前記ボスを貫通させ、このボスの先端部に前記
接続線が取付けられたことを特徴とする。

【００２２】上記の請求項６の発明では、誘電体層上に
ボス付き導電性リングを設置し、貫通穴から接地電極の
外部に導出したボスに接続線を接続することで、簡単に
接続線を外部に取出すことができる。したがって、前記
請求項５の発明と同じく、高電圧導体および接地電極間
の電界に対する接続線からの影響を確実に防ぐことがで
きる。これにより、接地電極における電位の安定化を図
り、測定精度の向上に寄与することができる。

【００２３】請求項７の発明は、請求項５または６に記
載の容量形分圧器において、前記導電性バンドおよび前
記ボス付き導電性リングは、冷却・加熱により収縮・膨
張する金属部材、あるいは膨張・収縮形状を記憶した形
状記憶合金から構成されることを特徴とする。

【００２４】上記の請求項７の発明では、導電性バンド
およびボス付き導電性リングを金属の熱膨張・収縮効果
により熱・冷嵌めする、あるいは導電性バンドおよびボ
ス付き導電性リングを形状記憶合金から構成して形状回
復機能を利用することにより、これらの部材を接地電極
側に確実に密着させることができる。したがって、接地
電極と導電体層との接近状態における誤差変動が少なく
なり、接地電極側に形成されるコンデンサ回路は安定し
た静電容量を確保することができる。

【００２５】請求項８の発明は、請求項１、２、３、
４、５、６、７のいずれか１項に記載の容量形分圧器に
おいて、前記接地電極の下部に前記誘電体層を介して分
割接地電極が設置されたことを特徴とする。

【００２６】このような請求項８の発明では、接地電極
と分割接地電極間にて形成された分圧電位を容易に外部
に導出することができる。

【００２７】請求項９の発明は、請求項１、２、３、
４、５、６、７、８のいずれか１項に記載の容量形分圧
器において、前記誘電体層および前記導電体層はフッ素
樹脂ベースの部材から構成されたことを特徴とする。

【００２８】このような請求項９の発明では、誘電体層
および導電体層にフッ素樹脂ベースの部材を使用したの
で、優れた温度特性を発揮することができる。したがっ
て、優れた測定精度を安定して確保することが可能とな
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
について、図面を参照して具体的に説明する。下記の実
施の形態では高電圧導体２を取り囲むシールド３を、電
圧検出用の接地電極としている。このシールド３におい
て高電圧導体２と向い合う面を導体対向面とし、高電圧
導体２に対向する面以外の面を導体非対向面とする。ま
た、図５に示した従来例と同一の部材に関しては同一の
符号を付して説明は省略する。

【００３０】（１）第１の実施の形態 ［構成］第１の実施の形態は請求項１、２、３、５、
７、９記載の発明に対応するもので、図１は第１の実施
の形態に係る容量形分圧器の内部構成図である。

【００３１】シールド３には貫通穴９が少なくとも一ヶ
所以上設けられている。そして、シールド３の導体対向
面および導体非対向面の一部ならびに貫通穴９の壁面に
は誘電体層６が密着して設置される。さらに、誘電体層
６の上には貫通穴９を塞ぐようにして導電体層７が設置
される。これら誘電体層６および導電体層７はフッ素樹
脂ベースの部材から構成されている。また、シールド３
の導体非対向面に位置する導電体層７には導電性バンド
１０が設けられており、導電性バンド１０に接続線８が
取付けられている。このとき、接続線８は貫通穴９を通
ってシールド３の導体非対向面に導出されている。ま
た、導電性バンド１０は冷却・加熱により収縮・膨張す
る金属部材、あるいは収縮形状を記憶した形状記憶合金
から構成されている。

【００３２】［作用効果］以上のような構成を有する第
１の実施の形態の作用効果は、次の通りである。すなわ
ち、シールド３に誘電体層６および導電体層７を密着さ
せて設置したので、接地電位のシールド３と導電体層７
が極めて接近する。したがって、シールド３側に静電容
量値の大きいコンデンサ回路を形成することが可能であ
る。これに加えて、シールド３と導電体層７との間には
誘電体層６を介在させており、しかも、シールド３にお
ける導体対向面および導体非対向面の両面に誘電体層６
および導電体層７を設けたので、前記静電容量値がいっ
そう増大する。

【００３３】このような第１の実施の形態によれば、高
電圧導体２側に形成されるコンデンサ回路の静電容量Ｃ
１に比べて、接地電極であるシールド３側に形成される
コンデンサ回路の静電容量Ｃ２を十分に大きくすること
ができ（Ｃ１＜＜Ｃ２）、分圧性能が高くなる。このた
め、シールド３において電位測定が容易となり、優れた
測定精度を確保することが可能となる。これにより、検
出電圧を低下させるための外部コンデンサ５を省略する
ことができ、機器の小形化および低コスト化を進めるこ
とが可能となる。

【００３４】また、第１の実施の形態では、シールド３
に形成した貫通穴９を導電体層７にて塞ぎ、シールド３
の導体非対向面に設けた導電性バンド１０に接続線８を
接続することで、接続線８を簡単に外部へ導出すること
ができる。そのため、高電圧導体２とシールド３間で形
成される電界に対して接続線８が与える影響は極めて低
減する。したがって、シールド３の電位が安定し、シー
ルド３における測定精度が高くなり、容量形分圧器の高
品質化に寄与することができる。

【００３５】さらに、第１の実施の形態においては、接
続線８導出用の導電性バンド１０を、冷却・加熱により
収縮・膨張する金属部材、あるいは収縮形状を記憶した
形状記憶合金から構成したので、金属の熱膨張・収縮効
果果による熱・冷嵌め、あるいは形状記憶合金の形状回
復を利用して、確実に導電体層７に密着することができ
る。したがって、シールド３と導電体層７との誤差変動
を抑えて両者の接近状態を維持することができる。ま
た、誘電体層６および導電体層７にはフッ素樹脂ベース
の部材を使用しているため、温度特性の優れたコンデン
サ回路を形成することができる。つまり、温度変化に対
しても誤差変動は少なくなる。これにより、シールド３
側に形成されるコンデンサ回路Ｃ２は安定した静電容量
を確保することができ、容量形分圧器の高品質化を図る
ことができる。

【００３６】（２）第２の実施の形態 ［構成］第２の実施の形態は請求項４記載の発明に対応
しており、図２は第２の実施の形態に係る容量形分圧器
の内部構成図である。第２の実施の形態は、シールド３
の導体対向面および導体非対向面の上部に誘電体層６が
密着して設置され、誘電体層６の上に導電体層７が設置
され、シールド３の導体非対向面に位置する導電体層７
に接続線８が取付けられたことを特徴としている。

【００３７】［作用効果］以上の構成を有する第２の実
施の形態によれば、シールド３に貫通穴９を設けること
なく、導電体層７の電位をシールド３の導体非対向面側
に導出することができる。そのため、構成の簡略化を図
りつつ、高電圧導体２およびシールド３間の電界への接
続線８の影響を回避することができる。

【００３８】（３）第３の実施の形態 ［構成］第３の実施の形態は請求項６記載の発明に対応
するもので、図３は第３の実施の形態に係る容量形分圧
器の内部構成図である。第３の実施の形態の特徴は、シ
ールド３の導体対向面側の誘電体層６上にボス付き導電
性リング１１が設置された点にある。ボス付き導電性リ
ング１１のボスは貫通穴９に貫通されており、その先端
部に接続線８が取付けられる。より詳しくは、シールド
３の導体非対向面側に前記導電性バンド１０が設置さ
れ、この導電性バンド１０を貫通してボスに固定される
ボルト１３が取付けられており、該ボルト１３により導
電性ワッシャ１２を介して接続線８が、容器１に面した
側つまりシールド３の導体非対向面側に取出されてい
る。

【００３９】［作用効果］以上の構成を有する第３の実
施の形態においては、前記第１の実施の形態の作用効果
に加えて、次のような独自の作用効果がある。すなわ
ち、誘電体層６上にボス付き導電性リング１１を設置
し、貫通穴９からシールド３の外部に導出したボスに接
続線８を接続することで、簡単に接続線８を外部に取出
すことができる。したがって、高電圧導体２およびシー
ルド３間の電界に対する接続線８の影響を確実に防ぐこ
とができる。これにより、シールド３電位の安定化を図
り、測定精度の向上に寄与することができる。

【００４０】（４）第４の実施の形態 ［構成］第４の実施の形態は請求項８記載の発明に対応
しており、図４は第４の実施の形態に係る容量形分圧器
の内部構成図である。第４の実施の形態は、シールド３
の下部に誘電体層６を介して分割シールド１５が設置さ
れた点に特徴がある。この分割シールド１５は誘電体層
６および導電性リング１４を介して導電性ボルト１３に
より導電性容器１に設置されている。

【００４１】［作用効果］以上の構成を有する第４の実
施の形態では、シールド３の下部に誘電体層６を介して
分割シールド１５を設置したので、分割シールド１５は
高電圧導体２と導電性容器１間の電界を緩和するだけで
なく、その両面に設置した誘電体層６を介し対地電位と
極めて接近するため、大きな静電容量を得ることができ
る。したがって、高電圧導体２側に形成されるコンデン
サ回路の静電容量Ｃ１に比べて、接地電位であるシール
ド３および分割シールド１５側に形成されるコンデンサ
回路の静電容量Ｃ２を十分に大きくすることができ（Ｃ
１＜＜Ｃ２）、電位測定が容易となる。このため、検出
電圧を低下させるための外部コンデンサ５は不要とな
り、機器の小形化および低コスト化を進めることが可能
となる。

【００４２】（５）他の実施の形態 なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものでは
なく、各部材の構成や材質などは適宜変更可能であり、
例えば、第３の実施の形態のボス付き導電性リング１１
を、第１の実施の形態の導電性バンド１０と同様、冷却
・加熱により収縮・膨張する金属部材、あるいは収縮形
状を記憶した形状記憶合金から構成しても良い。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
接地電極に誘電体層および導電体層を密着設置させたこ
とで、接地電位と導電体層が誘電体層を介して極めて接
近するため、大きな静電容量値を有するコンデンサ回路
を形成することができ、外部コンデンサも不要となり、
優れた測定精度を確保しつつ小形化および低コスト化を
図ることができ、コンパクト且つ安価で、しかも高品質
な容量形分圧器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の内部構成図。

【図２】本発明の第２の実施の形態の内部構成図。

【図３】本発明の第３の実施の形態の内部構成図。

【図４】本発明の第４の実施の形態の内部構成図。

【図５】従来の容量形分圧器の内部構成図。

【符号の説明】

１…導電性容器 ２…高電圧導体 ３…シールド ４…電圧検出用電極 ５…外部コンデンサ ６…誘電体層 ７…導電体層 ８…接続線 ９…貫通穴 １０…導電性バンド １１…ボス付き導電性リング １２…導電性ワッシャ １３…導電性ボルト １４…導電性リング １５…分割シールド

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性の容器が設けられ、この容器内に
   高電圧導体が収納され、この高電圧導体を取り囲むよう
   にして接地電極が配置された容量形分圧器において、 前記接地電極において前記高電圧導体と向い合う面を導
   体対向面とし、前記高電圧導体に対向する面以外の面を
   導体非対向面として、 前記接地電極の導体対向面には誘電体層が密着して設置
   され、 前記誘電体層の上には導電体層が設置され、 前記導電体層には接続線が取付けられたことを特徴とす
   る容量形分圧器。
2. 【請求項２】 前記接地電極の前記誘電体層および前記
   導電体層を設置した部位には貫通穴が少なくとも一ヶ所
   以上設けられ、 前記貫通穴は前記接続線を貫通させて接続線を前記接地
   電極の導体非対向面に導くように形成されたことを特徴
   とする請求項１記載の容量形分圧器。
3. 【請求項３】 前記接地電極には貫通穴が少なくとも一
   ヶ所以上設けられ、 前記接地電極の導体対向面および導体非対向面ならびに
   前記貫通穴の壁面に前記誘電体層が密着して設置され、 前記誘電体層の上に前記貫通穴を塞ぐようにして前記導
   電体層が設置され、 前記接地電極の導体非対向面に位置する前記導電体層に
   前記接続線が取付けられたことを特徴とする請求項１に
   記載の容量形分圧器。
4. 【請求項４】 前記接地電極の導体対向面および導体非
   対向面の上部に前記誘電体層が密着して設置され、 前記誘電体層の上に前記導電体層が設置され、 前記接地電極の導体非対向面に位置する前記導電体層に
   前記接続線が取付けられたことを特徴とする請求項１に
   記載の容量形分圧器。
5. 【請求項５】 前記接地電極の導体非対向面に位置する
   前記導電体層に導電性バンドが設けられ、 この導電性バンドに前記接続線が取付けられたことを特
   徴とする請求項３または４に記載の容量形分圧器。
6. 【請求項６】 前記接地電極には貫通穴が少なくとも一
   ヶ所以上設けられ、 前記接地電極の導体対向面および導体非対向面ならびに
   前記貫通穴の壁面に前記誘電体層が密着して設置され、 前記接地電極の導体対向面の前記誘電体層上にボス付き
   導電性リングが設置され、 前記貫通穴に前記ボスを貫通させ、このボスの先端部に
   前記接続線が取付けられたことを特徴とする請求項１に
   記載の容量形分圧器。
7. 【請求項７】 前記導電性バンドおよび前記ボス付き導
   電性リングは、冷却・加熱により収縮・膨張する金属部
   材、あるいは膨張・収縮形状を記憶した形状記憶合金か
   ら構成されることを特徴とする請求項５または６に記載
   の容量形分圧器。
8. 【請求項８】 前記接地電極の下部に前記誘電体層を介
   して分割接地電極が設置されたことを特徴とする請求項
   １、２、３、４、５、６、７のいずれか１項に記載の容
   量形分圧器。
9. 【請求項９】 前記誘電体層および前記導電体層はフッ
   素樹脂ベースの部材から構成されたことを特徴とする請
   求項１、２、３、４、５、６、７、８のいずれか１項に
   記載の容量形分圧器。