JP2614705B2

JP2614705B2 - 衝撃電圧・電流発生装置

Info

Publication number: JP2614705B2
Application number: JP20128895A
Authority: JP
Inventors: 実田; 達哉樋山
Original assignee: Nichicon Capacitor Ltd
Current assignee: Nichicon Capacitor Ltd
Priority date: 1995-07-14
Filing date: 1995-07-14
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: JPH08172780A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンデンサに蓄積された
充電エネルギーを気中放電ギャップスイッチにより放電
する衝撃電圧・電流発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来の衝撃電圧・電流発生装置の
基本的回路で、充電用スイッチＳ２を閉じて主コンデン
サ用充電用電源ＤＣＧにより充電抵抗Ｒｇを通じて主コ
ンデンサＣに充電し、該主コンデンサＣに蓄積された充
電エネルギーを気中放電ギャップスイッチＧＳの放電に
よって瞬時に大電流を発生させて負荷Ｌに供給するもの
である。

【０００３】上記気中放電ギャップスイッチＧＳは、放
電電極１と２の間に中間電極３を設け該中間電極３には
放電電極１と２の間に加わる電圧のほぼ中間の電位を与
え、放電電極間の電位傾度を均一にして耐電圧を保持
し、始動時にはトリガパルス発生器ＰＧで発生したパル
ス電圧をトリガ用コンデンサＣ１を通じて中間電極３に
パルス電圧を与えて始動させるものであり、かつ放電電
極間の耐電圧は放電電極間の間隔長の増減で調整する場
合と、スイッチ容器内の気体の圧力で調整する場合とが
ある。

【０００４】また図４は従来の多段式衝撃電圧発生装置
の回路図で、主コンデンサＣは充電抵抗Ｒｇを通じて主
コンデンサの充電用電源ＤＣＧで並列に充電し、気中放
電ギャップスイッチＧ１、Ｇ２、Ｇ３、・・・Ｇｎを通
じて直列に放電し、出力端子ＴＨ及びＴＬ間に衝撃電圧
を発生させて負荷Ｌに供給する。気中放電ギャップスイ
ッチＧ１は始動用トリガを与えるために例えば針端ギャ
ップなどを設けた構造とし、Ｒｓは波形調整用制動抵
抗、Ｒｏは放電抵抗である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記気中放電ギャップ
スイッチにおいて、通電時間が数μｓ、１回の通電容量
が０．０１クーロン以下の場合は、１通電後、再度電圧
を印加しても放電電極間の耐電圧に及ぼす影響は少ない
が、通過電気量が多くなるに従って、１通電後の放電電
極間の耐電圧はバラツキを示しかつ低下する。例えば通
過電気量が２クーロンとなると、初期耐電圧に対する放
電後の耐電圧は３０ー９０％のバラツキを示し、この状
態では多数の気中放電ギャップスイッチを使用した装置
を安定に動作させることは不可能となる。

【０００６】上記のように大電流放電後、放電電極間の
耐電圧が低下する原因は、大電流放電時における放電電
極の金属表面が蒸発して放電電極周辺の空気、炭酸ガス
などの気体と結合してできた金属酸化物の微粒子と金属
粉が放電電極の表面に付着して耐圧が低下することによ
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の欠点を
除去した衝撃電圧・電流発生装置であり、気中放電ギャ
ップスイッチを使用して主コンデンサに蓄積（充電）さ
れたエネルギーを放電して衝撃電圧や電流を発生する装
置において、２個１組の放電電極からなる気中放電ギャ
ップスイッチを２個直列に接続し、該接続点を中間点と
して主コンデンサの非充電時に、該中間点に上記気中放
電ギャップスイッチの使用電圧に相当する電圧を印加
し、放電電極の表面を放電洗浄する機能を付与するよう
にした衝撃電圧・電流発生装置である。

【０００８】即ち、図１に示す充電用電源ＤＣＧと、充
電用スイッチＳ２と充電抵抗Ｒｇと、主コンデンサＣ
と、放電抵抗Ｒoと、強制接地スイッチＳ１と、気中放
電ギャップスイッチＧＳａ、ＧＳｂと、トリガパルス発
生器ＰＧ及びトリガ用コンデンサＣ１と、負荷Ｌと、洗
浄用電源スイッチＳ３と、抵抗ｒ３と、高抵抗ｒ１、ｒ
２とからなる衝撃電圧・電流発生装置である。

【０００９】上記装置において主コンデンサＣは、充電
用スイッチＳ２と充電抵抗Ｒｇとを直列接続して充電用
電源ＤＣＧの出力端に並列接続するとともに、放電抵抗
Ｒｏと強制接地スイッチＳ１の直列回路を並列接続し、
かつ高電圧端が２個直列接続した気中放電ギャップスイ
ッチＧＳａの放電電極１に接続されている。

【００１０】次に負荷Ｌは、上記２個直列の気中放電ギ
ャップスイッチＧＳｂの放電電極２の出力端ＴＨと接地
端ＴＬとの間に接続されている。

【００１１】そして、上記気中放電ギャップスイッチＧ
Ｓａ、ＧＳｂは、それぞれ２個１組の放電電極１、２か
らなり、これを直列接続し、該接続点を中間点ＣＰと
し、該中間点ＣＰには接地端ＴＬとの間にトリガパルス
発生器ＰＧとトリガコンデンサＣ１が直列接続され、か
つ抵抗ｒ３と洗浄電源スイッチＳ３との直列回路が充電
用電源ＤＣＧまたは他のこれに代替する直流電源に接続
されるとともに、高抵抗ｒ１、ｒ２がそれぞれ中間点Ｃ
Ｐと気中放電ギャップスイッチＧＳａの放電電極１とＧ
Ｓｂの放電電極２に接続して回路構成した衝撃電圧・電
流発生装置である。

【００１２】

【作用】気中放電ギャップスイッチを用いた衝撃電圧・
電流発生装置を大電流放電させ、気中放電ギャップスイ
ッチの耐電圧が使用電圧以下に低下したとき、主コンデ
ンサが休止時の非充電時に、２個１組の放電電極からな
る気中放電ギャップスイッチを２個直列接続し、該接続
点を中間点とし、該中間点と各気中放電ギャップスイッ
チの放電電極間に、上記放電ギャップスイッチの使用電
圧に相当する電圧を印加すると耐電圧が低下した放電ギ
ャップ間で放電する。

【００１３】上記放電電流は、図１の抵抗ｒ３により放
電電流が充分抑制されていて、主コンデンサの大電流放
電時に生じるような放電電極の表面に金属酸化物や金属
微粉末を生成させることなく、上記大電流発生時に生じ
た電極表面の耐電圧低下の原因になっていた電極表面の
汚染物を除去する作用をなし、放電ギャップスイッチの
絶縁耐圧を回復させる。

【００１４】

【実施例１】図１は本発明の衝撃電圧・電流発生装置の
回路であって、図２の基本回路に充電用電源ＤＣＧ、洗
浄用電源スイッチＳ３、抵抗ｒ３の直列回路を形成して
放電ギャップスイッチＧＳａとＧＳｂが直列接続された
中間点ＣＰに洗浄用放電電圧を印加するように回路構成
したものである。

【００１５】上記回路において、放電ギャップスイッチ
ＧＳａ、ＧＳｂは密閉容器に収納した加圧構造とする
か、或いは大気圧下での露出構造とし、その選択は設計
上の必要要件で決める。放電ギャップスイッチＧＳａと
ＧＳｂの直列接続部である中間点ＣＰの電位は、放電ギ
ャップスイッチＧＳａの放電電極１とＧＳｂの放電電極
２の間に印加する電圧のほぼ中間値とし高抵抗ｒ１、ｒ
２で分圧して設定する。印加する電圧は充電用電源ＤＣ
Ｇの出力電圧の範囲であるから、本実施例では該電源を
共用した回路構成としている。該電源は、当然の事なが
ら専用電源を用いてもよい。

【００１６】上記回路において高抵抗ｒ１、ｒ２に流れ
る電流の値はそれぞれ１００μＡ程度以下で十分であ
り、また抵抗ｒ３は、２個直列接続された放電ギャップ
スイッチの中間点と放電電極１又は２の間が短絡したと
きに電流が数ｍＡに抑制されるようにするために設けた
もので、高抵抗ｒ１、ｒ２の値より充分小さい値でよ
い。

【００１７】本発明の回路において、放電ギャップスイ
ッチＧＳａとＧＳｂの上記中間点ＣＰに電圧を印加して
放電洗浄動作をさせるときの操作は次の通りである。主回路の大電流放電運転が終了後、主コンデンサの充
電用スイッチＳ２を開路し、強制接地スイッチＳ１を閉
じて主コンデンサを非充電状態とする。充電用スイッチＳ３を閉路して充電用電源ＤＣＧによ
り所定の電圧を上記中間点ＣＰに印加し、放電ギャップ
スイッチＧＳａ、ＧＳｂの中間点ＣＰと放電電極１、２
間で放電させる。このとき、放電ギャップスイッチＧＳ
ａ、ＧＳｂの各放電電極間の絶縁耐圧が低下していれ
ば、抵抗ｒ３で抑制された電流で放電し、電極が放電洗
浄され、各放電電極の耐電圧が所定の値に回復する。

【００１８】

【実施例２】図３は、本発明の放電洗浄回路を搭載した
多段式衝撃電圧・電流発生装置の他の実施例の回路であ
り、放電ギャップスイッチ２個を直列接続し中間点ＣＰ
を設けてこれを１組とし、放電ギャップスイッチＧＳ１
〜ＧＳ１３で多段直列構成したものである。上記回路に
おいて、放電抵抗Ｒｏは装置の放電機能と、放電洗浄時
における各放電ギャップスイッチの中間点ＣＰに電位を
与える機能とを有し、放電洗浄用電源ＤＣＧ２から供給
する電圧を主コンデンサＣで分圧し、各放電ギャップス
イッチの中間点ＣＰに所定の電圧を与える。Ｓ１１、Ｓ
１２は高圧用スイッチで放電洗浄時に閉路して接地し放
電洗浄回路を形成する。

【００１９】上記により形成された回路により、放電洗
浄時に主コンデンサＣを接地し、放電洗浄用電源ＤＣＧ
２により高電圧を印加すると、２個直列の各放電ギャッ
プスイッチの中間点ＣＰに電圧が印加され、他の放電電
極が接地電位となり各放電ギャップスイッチの放電電極
を放電洗浄することができる。

【００２０】

【発明の効果】上記のように、本発明の衝撃電圧・電流
発生装置は、気中放電ギャップスイッチを２個直列接続
し、その接続点を中間点とし、該中間点に上記気中放電
ギャップスイッチの使用電圧に相当する高電圧を印加
し、耐電圧の低下した電極間に微小放電電流を流すこと
によって、大電流放電で放電電極の表面に生じた導電性
の汚染生成物を除去することができ、放電ギャップスイ
ッチの電極間絶縁耐電圧を所定値まで回復させることが
できる。

【００２１】上記効果により、従来まで手作業によって
行っていた放電電極の洗浄作業が不要となり、例えば、
最も困難であった地上高十数ｍを超える多段衝撃電圧・
電流発生装置の確実な運転と保守管理並びに作業安全に
多大の効果を発揮することができ、本発明は、工業的な
らびに実用的に価値極めて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の、気中放電ギャップスイッチを２個１
組として直列接続し、放電洗浄回路を具備した衝撃電圧
・電流発生装置の回路図である。

【図２】従来の衝撃電圧・電流発生装置の基本回路図で
ある。

【図３】本発明の多段式衝撃電圧発生装置の一実施例の
回路図である。

【図４】従来の多段式衝撃電圧発生装置の回路図であ
る。

【符号の説明】

ＤＣＧ、ＤＣＧ１：充電用電源ＤＣＧ２：放電洗浄用電源Ｃ：主コンデンサＧＳ、ＧＳａ、ＧＳｂ、ＧＳ１〜ＧＳ１3、Ｇ１〜Ｇ
７：気中放電ギャップスイッチ１、２：放電電極ＣＰ：中間点ＰＧ：トリガパルス発生器Ｃ１：トリガ用コンデンサＬ：負荷Ｓ１：強制接地スイッチＳ２：充電用スイッチＳ３：洗浄用電源スイッチＳ11、Ｓ12 ：高圧用スイッチＲｇ：充電抵抗Ｒｏ：放電抵抗ｒ１、ｒ２：高抵抗ｒ３：抵抗ＲS ：制動抵抗Ｒ１：電流制御抵抗ＴＨ、ＴＬ：出力端子Ｅ：接地

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】充電用電源（ＤＣＧ）と、充電用スイッ
チ（Ｓ２）と、充電抵抗（Ｒｇ）と、主コンデンサ
（Ｃ）と、放電抵抗（Ｒｏ）と、強制接地スイッチ（Ｓ
１）と、気中放電ギャップスイッチ（ＧＳａ、ＧＳｂ）
と、トリガパルス発生器（ＰＧ）及びトリガ用コンデン
サ（Ｃ１）と、負荷（Ｌ）と、洗浄用電源スイッチ（Ｓ
３）と、抵抗（ｒ３）と、高抵抗（ｒ１、ｒ２）とから
なる衝撃電圧・電流発生装置であって、主コンデンサ（Ｃ）は、充電用スイッチ（Ｓ２）と充電
抵抗（Ｒｇ）とを直列接続して充電用電源（ＤＣＧ）の
出力端に並列接続するとともに、放電抵抗（Ｒｏ）と強
制接地スイッチ（Ｓ１）の直列回路を並列接続し、かつ
高電圧端が２個直列接続した気中放電ギャップスイッチ
（ＧＳａ）の放電電極（１）に接続され、負荷（Ｌ）は、上記２個直列の気中放電ギャップスイッ
チ（ＧＳｂ）の放電電極（２）に接続されている出力端
（ＴＨ）と接地端（ＴＬ）との間に接続され、上記気中放電ギャップスイッチ（ＧＳａ，ＧＳｂ）は、
２個１組の放電電極（１、２）からなり、これを直列接
続し、該接続点を中間点（ＣＰ）とし、該中間点（Ｃ
Ｐ）には接地端（ＴＬ）との間にトリガパルス発生器
（ＰＧ）とトリガ用コンデンサ（Ｃ１）が直列接続さ
れ、かつ抵抗（ｒ３）と洗浄電源スイッチ（Ｓ３）との
直列回路が充電用電源（ＤＣＧ）または他のこれに代替
する直流電源に接続されるとともに、高抵抗（ｒ１、ｒ
２）がそれぞれ中間点（ＣＰ）と気中放電ギャップスイ
ッチ（ＧＳａ）の放電電極（１）と（ＧＳｂ）の放電電
極（２）に接続して回路構成したことを特徴とする衝撃
電圧・電流発生装置。