JP2785563B2 - 超低周波発生装置 - Google Patents
超低周波発生装置Info
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- JP2785563B2 JP2785563B2 JP4027542A JP2754292A JP2785563B2 JP 2785563 B2 JP2785563 B2 JP 2785563B2 JP 4027542 A JP4027542 A JP 4027542A JP 2754292 A JP2754292 A JP 2754292A JP 2785563 B2 JP2785563 B2 JP 2785563B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、超高圧大容量電力ケ
ーブル線路の絶縁性能試験用の超低周波発生装置に関す
るものである。
ーブル線路の絶縁性能試験用の超低周波発生装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】以下、図面を参照して従来の超低周波発
生装置を説明する。超低周波発生装置の構成の一例を示
す図８の回路図において、交流高電圧電源１，１´には
コンデンサ２，２´、ダイオード４，４´および抵抗
６，６´がそれぞれ直列に接続されるとともに、コンデ
ンサ２，２´とダイオード４，４´間に並列にダイオー
ド３，３´が、ダイオード４，４´と抵抗６，６´間に
並列に平滑用コンデンサ５，５´が接続されている。そ
して、抵抗６，６´の共通端は切換スイッチ７を介し供
試コンデンサ８に接続され、さらに共通の接地線に接続
している。
生装置を説明する。超低周波発生装置の構成の一例を示
す図８の回路図において、交流高電圧電源１，１´には
コンデンサ２，２´、ダイオード４，４´および抵抗
６，６´がそれぞれ直列に接続されるとともに、コンデ
ンサ２，２´とダイオード４，４´間に並列にダイオー
ド３，３´が、ダイオード４，４´と抵抗６，６´間に
並列に平滑用コンデンサ５，５´が接続されている。そ
して、抵抗６，６´の共通端は切換スイッチ７を介し供
試コンデンサ８に接続され、さらに共通の接地線に接続
している。
【０００３】ここで、ダイオード４のコンデンサ５側に
は正極性の高電圧が生じ、同様にダイオード４´のコン
デンサ５´側には負極性の高電圧が生じる。切換スイッ
チ７を実線で示す抵抗６側には倒すと、抵抗６の抵抗値
をＲおよび供試コンデンサ８の静電容量Ｃ0 とすると、
供試コンデンサ８は時定数Ｔ＝Ｒ×Ｃ0 で充電されるこ
とになる。次に、切換スイッチ７を破線で示す抵抗６´
側に倒すと、抵抗６´の抵抗値と供試コンデササ８の静
電容量で決まる時定数で放電し、供試コンデンサ８は逆
極性に充電される。
は正極性の高電圧が生じ、同様にダイオード４´のコン
デンサ５´側には負極性の高電圧が生じる。切換スイッ
チ７を実線で示す抵抗６側には倒すと、抵抗６の抵抗値
をＲおよび供試コンデンサ８の静電容量Ｃ0 とすると、
供試コンデンサ８は時定数Ｔ＝Ｒ×Ｃ0 で充電されるこ
とになる。次に、切換スイッチ７を破線で示す抵抗６´
側に倒すと、抵抗６´の抵抗値と供試コンデササ８の静
電容量で決まる時定数で放電し、供試コンデンサ８は逆
極性に充電される。
【０００４】ここで、切り換えスイッチ７の切り換えを
例えば５秒に１回行なえば、１０秒で１サイクル、つま
り０．１Ｈｚの超低周波が生じることになる。この例で
は、抵抗６，６´および切換スイッチ７により超低周波
を発生させているが、固定抵抗６，６´の代りに非線形
抵抗素子であるツェナーダイオード，酸化亜鉛アレスタ
等を用いて切換スイッチ７を省略し、単に交流高圧電源
１，１´を変化させてツェナーダイオード，酸化亜鉛ア
レスタの抵抗値を変化させることで超低周波電圧を発生
させるものもある。
例えば５秒に１回行なえば、１０秒で１サイクル、つま
り０．１Ｈｚの超低周波が生じることになる。この例で
は、抵抗６，６´および切換スイッチ７により超低周波
を発生させているが、固定抵抗６，６´の代りに非線形
抵抗素子であるツェナーダイオード，酸化亜鉛アレスタ
等を用いて切換スイッチ７を省略し、単に交流高圧電源
１，１´を変化させてツェナーダイオード，酸化亜鉛ア
レスタの抵抗値を変化させることで超低周波電圧を発生
させるものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した切
換スイッチ７と固定抵抗６，６´を用いて超低周波電圧
を発生させる場合には、「スイッチ切換でアークが発
生し、部分放電測定の妨げになる。波形がＣＲの時定
数で決まり、任意の波形が得にくい。供試コンデンサ
８の充電が固定抵抗６，６´を介して行なわれるため、
固定抵抗６，６´にジュール熱が生じてしまう。さら
に、非線形素子の場合には、任意の課電圧，供試静電
容量にマッチする素子の選択が困難で、また、任意の抵
抗値選定が困難であり、抵抗値の変化範囲においても制
限がある。このため、波形コントロールが困難で、充放
電時に発生するジュール発熱も無視できない。そして、
非線形素子の電力容量に制限があり、大型，大容量化が
困難である。また、固体素子のため強制冷却が困難であ
る。」等の不具合がある。
換スイッチ７と固定抵抗６，６´を用いて超低周波電圧
を発生させる場合には、「スイッチ切換でアークが発
生し、部分放電測定の妨げになる。波形がＣＲの時定
数で決まり、任意の波形が得にくい。供試コンデンサ
８の充電が固定抵抗６，６´を介して行なわれるため、
固定抵抗６，６´にジュール熱が生じてしまう。さら
に、非線形素子の場合には、任意の課電圧，供試静電
容量にマッチする素子の選択が困難で、また、任意の抵
抗値選定が困難であり、抵抗値の変化範囲においても制
限がある。このため、波形コントロールが困難で、充放
電時に発生するジュール発熱も無視できない。そして、
非線形素子の電力容量に制限があり、大型，大容量化が
困難である。また、固体素子のため強制冷却が困難であ
る。」等の不具合がある。
【０００６】また、これらの欠点を改善するものとし
て、本件出願の発明者はこの出願前に液体抵抗体を用い
るものを平成３年１２月２０日に出願している（特開平
５−１７６５３６号公報参照）。しかし、液体抵抗体を
使用する場合、「電極部における液体の電気分解によ
る変質や、気泡発生あるいは温度上昇による抵抗値の変
化等の不安定な要素が内在し、長期の信頼性の点におい
て問題がある。抵抗体の長さ方向に均一な平均発熱量
にするためには長さ方向の抵抗値に分布をもたせる必要
があるが、液体断面積による抵抗値変化は電極形状に問
題が生じる。」等の欠点があった。
て、本件出願の発明者はこの出願前に液体抵抗体を用い
るものを平成３年１２月２０日に出願している（特開平
５−１７６５３６号公報参照）。しかし、液体抵抗体を
使用する場合、「電極部における液体の電気分解によ
る変質や、気泡発生あるいは温度上昇による抵抗値の変
化等の不安定な要素が内在し、長期の信頼性の点におい
て問題がある。抵抗体の長さ方向に均一な平均発熱量
にするためには長さ方向の抵抗値に分布をもたせる必要
があるが、液体断面積による抵抗値変化は電極形状に問
題が生じる。」等の欠点があった。
【０００７】この発明の目的は、このような点に鑑みて
なされたもので、抵抗の温度係数が少ない可変式巻線抵
抗体とすることにより抵抗値が安定しており、また、高
温での使用も可能なので装置を小型にすることができ
る。さらに、小型の巻線抵抗体を数多く組み合わせて可
変式巻線抵抗体とする場合、種々の小型の巻線抵抗体の
組み合わせで任意の抵抗値分布を容易にできる改良され
た超低周波発生装置を提供するにある。
なされたもので、抵抗の温度係数が少ない可変式巻線抵
抗体とすることにより抵抗値が安定しており、また、高
温での使用も可能なので装置を小型にすることができ
る。さらに、小型の巻線抵抗体を数多く組み合わせて可
変式巻線抵抗体とする場合、種々の小型の巻線抵抗体の
組み合わせで任意の抵抗値分布を容易にできる改良され
た超低周波発生装置を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、１次側低電
圧をトランスにより昇圧し、その２次高圧出力側端子に
正，負両極性用のダイオードを用いて各々倍電圧整流
し、その出力を正，負用の各抵抗を介して供試絶縁物に
課電する装置を用い、１次側電圧を次第に昇圧して任意
の昇圧時電圧波形を発生させる回路において、昇圧用ト
ランスは正，負用の２台のトランスを用いて発生超低周
波数の１／２サイクルに１／４サイクル毎の交互昇圧波
形を、あるいは１台のトランで１／２サイクルに１／４
サイクルの昇圧波形を加える場合、正，負用の抵抗値は
その巻線抵抗体の表面に可動電極を設けてその抵抗体の
接触位置を変化させて抵抗値を変化させることにより、
高電圧系に貯えられた静電エネルギーを放電して任意の
放電時電圧波形を得るようにしたことを特徴とする超低
周波発生装置である。
圧をトランスにより昇圧し、その２次高圧出力側端子に
正，負両極性用のダイオードを用いて各々倍電圧整流
し、その出力を正，負用の各抵抗を介して供試絶縁物に
課電する装置を用い、１次側電圧を次第に昇圧して任意
の昇圧時電圧波形を発生させる回路において、昇圧用ト
ランスは正，負用の２台のトランスを用いて発生超低周
波数の１／２サイクルに１／４サイクル毎の交互昇圧波
形を、あるいは１台のトランで１／２サイクルに１／４
サイクルの昇圧波形を加える場合、正，負用の抵抗値は
その巻線抵抗体の表面に可動電極を設けてその抵抗体の
接触位置を変化させて抵抗値を変化させることにより、
高電圧系に貯えられた静電エネルギーを放電して任意の
放電時電圧波形を得るようにしたことを特徴とする超低
周波発生装置である。
【０００９】
【作用】絶縁性ボビンに抵抗線あるいはセラミック質抵
抗器を巻き付け、巻線表面の摺動により抵抗可変型とす
る。抵抗体を長さ方向に適当に分割し、その分割部の抵
抗値は抵抗体材料，寸法等の設定が任意となるので、抵
抗値選定の自由度が大きくなる。筒型の小型巻線抵抗体
あるいはセラミック質体抵抗体を必要に応じて多数直並
列接続して任意の位置より中間タップを取り出し、抵抗
値を変化させるようにしたものである。
抗器を巻き付け、巻線表面の摺動により抵抗可変型とす
る。抵抗体を長さ方向に適当に分割し、その分割部の抵
抗値は抵抗体材料，寸法等の設定が任意となるので、抵
抗値選定の自由度が大きくなる。筒型の小型巻線抵抗体
あるいはセラミック質体抵抗体を必要に応じて多数直並
列接続して任意の位置より中間タップを取り出し、抵抗
値を変化させるようにしたものである。
【００１０】
【実施例】以下、図面に基づいてこの発明の実施例を説
明する。図１は超低周波大容量高電圧発生装置の構成を
示す回路図である。即ち、昇圧トランスＴ1 １２の１次
側には電圧制御装置１１を接続し、この電圧制御装置１
１の入力端に５０Ｈｚの電圧を入力する。上記昇圧トラ
ンスＴ1 １２の２次側には倍電圧整流用コンデンサＣｄ
1 １３，正極性倍電圧発生ダイオード１５および正極用
巻線可変抵抗ＶＤＲ1 １６が直列に、倍電圧整流用コン
デンサＣｄ1 １３と正極性倍電圧発生ダイオード１５間
に並列に正極性倍電圧発生ダイオード１４が接続され
る。そして、上記正極用巻線可変抵抗ＶＤＲ1 １６には
供試静電容量ＣT ２０が接続される。この供試静電容量
ＣT ２０には負極用巻線可変抵抗ＶＤＲ2 １７と負極性
倍電圧発生ダイオード１８が直列に接続され、並列に負
極性倍電圧発生ダイオード１９が接続される。そして、
直列に倍電圧整流用コンデンサＣｄ2 １３´が接続さ
れ、この倍電圧整流用コンデンサＣｄ2 １３´には昇圧
トランスＴ2 １２´の２次側が接続される。この昇圧ト
ランスＴ2 １２´の１次側は上記電圧制御装置１１に接
続されている。また、上記正極用巻線可変抵抗ＶＤＲ1
１６と負極用巻線可変抵抗ＶＤＲ2 １７は抵抗値制御装
置２１に連結され、この抵抗値制御装置２１は電圧制御
装置１１と連結して制御されるように構成されている。
明する。図１は超低周波大容量高電圧発生装置の構成を
示す回路図である。即ち、昇圧トランスＴ1 １２の１次
側には電圧制御装置１１を接続し、この電圧制御装置１
１の入力端に５０Ｈｚの電圧を入力する。上記昇圧トラ
ンスＴ1 １２の２次側には倍電圧整流用コンデンサＣｄ
1 １３，正極性倍電圧発生ダイオード１５および正極用
巻線可変抵抗ＶＤＲ1 １６が直列に、倍電圧整流用コン
デンサＣｄ1 １３と正極性倍電圧発生ダイオード１５間
に並列に正極性倍電圧発生ダイオード１４が接続され
る。そして、上記正極用巻線可変抵抗ＶＤＲ1 １６には
供試静電容量ＣT ２０が接続される。この供試静電容量
ＣT ２０には負極用巻線可変抵抗ＶＤＲ2 １７と負極性
倍電圧発生ダイオード１８が直列に接続され、並列に負
極性倍電圧発生ダイオード１９が接続される。そして、
直列に倍電圧整流用コンデンサＣｄ2 １３´が接続さ
れ、この倍電圧整流用コンデンサＣｄ2 １３´には昇圧
トランスＴ2 １２´の２次側が接続される。この昇圧ト
ランスＴ2 １２´の１次側は上記電圧制御装置１１に接
続されている。また、上記正極用巻線可変抵抗ＶＤＲ1
１６と負極用巻線可変抵抗ＶＤＲ2 １７は抵抗値制御装
置２１に連結され、この抵抗値制御装置２１は電圧制御
装置１１と連結して制御されるように構成されている。
【００１１】このように構成された巻線抵抗型低周波発
生装置による動作時各部波形の例を図２に示す。ここ
で、供試静電容量２０の容量を７．５μＦとする。
生装置による動作時各部波形の例を図２に示す。ここ
で、供試静電容量２０の容量を７．５μＦとする。
【００１２】図３に巻線抵抗器１６，１７の具体的な構
成の一例を示す。正，負極用巻線抵抗器１６，１７は同
一の絶縁性ボビンに抵抗線あるいはセラミックス質体抵
抗器を巻き付けて構成され、巻線表面２３を摺動子２４
を左右に摺動させることにより抵抗可変型としている。
Ｄ1 およびＤ2 は端子であり、左側は正極用巻線可変抵
抗ＶＤＲ1 １６として動作し、右側は負極用巻線可変抵
抗ＶＤＲ2 １７となり、最大値の２ＭΩの抵抗値とす
る。
成の一例を示す。正，負極用巻線抵抗器１６，１７は同
一の絶縁性ボビンに抵抗線あるいはセラミックス質体抵
抗器を巻き付けて構成され、巻線表面２３を摺動子２４
を左右に摺動させることにより抵抗可変型としている。
Ｄ1 およびＤ2 は端子であり、左側は正極用巻線可変抵
抗ＶＤＲ1 １６として動作し、右側は負極用巻線可変抵
抗ＶＤＲ2 １７となり、最大値の２ＭΩの抵抗値とす
る。
【００１３】次に、動作を説明する。抵抗値制御装置２
１により図３に示す正極用巻線可変抵抗ＶＤＲ1 １６と
負極用巻線可変抵抗ＶＤＲ2 １７の巻線表面である摺動
子２４を左端のＤ1 端子に接触させておく。正極用巻線
可変抵抗ＶＤＲ1 １６は零Ωで、電圧制御装置１１によ
り昇圧トランスＴ1 １２への入力波形を図２のように昇
圧し、２．５秒後に昇圧トランスＴ2 １２´の電圧ピー
ク（この場合３１０ｋＶ）に達し、充電が完了したら電
源をオフにする。
１により図３に示す正極用巻線可変抵抗ＶＤＲ1 １６と
負極用巻線可変抵抗ＶＤＲ2 １７の巻線表面である摺動
子２４を左端のＤ1 端子に接触させておく。正極用巻線
可変抵抗ＶＤＲ1 １６は零Ωで、電圧制御装置１１によ
り昇圧トランスＴ1 １２への入力波形を図２のように昇
圧し、２．５秒後に昇圧トランスＴ2 １２´の電圧ピー
ク（この場合３１０ｋＶ）に達し、充電が完了したら電
源をオフにする。
【００１４】ここで、負極用巻線可変抵抗ＶＤＲ2 １７
と試料２０の静電容量を７．５μＦとすると、電源オフ
時の放電時定数ｔはｔ＝７．５μＦ×２ＭΩ＝１５秒と
なり、このままでは０．１Ｈｚの発生が困難である。
と試料２０の静電容量を７．５μＦとすると、電源オフ
時の放電時定数ｔはｔ＝７．５μＦ×２ＭΩ＝１５秒と
なり、このままでは０．１Ｈｚの発生が困難である。
【００１５】正極用巻線可変抵抗ＶＤＲ1 １６と負極用
巻線可変抵抗ＶＤＲ2 １７の摺動子２４を右側に移動さ
せ、試料２０の電荷を負極用巻線可変抵抗ＶＤＲ2 １７
と負極性倍電圧発生ダイオード１８，負極性倍電圧発生
ダイオード１９を通して放電させる。ここで、摺動子２
４を右側に移動してＨ〜Ｄ2 間の抵抗値を下げて放電時
定数を下げてやれば、図２に示したπ／２からπ位相ま
での電圧を余弦波的に低下させることができる。
巻線可変抵抗ＶＤＲ2 １７の摺動子２４を右側に移動さ
せ、試料２０の電荷を負極用巻線可変抵抗ＶＤＲ2 １７
と負極性倍電圧発生ダイオード１８，負極性倍電圧発生
ダイオード１９を通して放電させる。ここで、摺動子２
４を右側に移動してＨ〜Ｄ2 間の抵抗値を下げて放電時
定数を下げてやれば、図２に示したπ／２からπ位相ま
での電圧を余弦波的に低下させることができる。
【００１６】この間に正極用巻線可変抵抗ＶＤＲ1 １６
は次第に抵抗値が増大する。負極用巻線可変抵抗ＶＤＲ
2 １７を零とし、位相πで電圧を零に低下させる。昇圧
トランスＴ2 １２´を励磁して図２のπ〜３／２・π位
相まで２．５秒間に昇圧する。ここで、負極用巻線可変
抵抗ＶＤＲ2 １７＝０オームで供試静電容量ＣT に負電
圧３１０ｋＶが充電される。
は次第に抵抗値が増大する。負極用巻線可変抵抗ＶＤＲ
2 １７を零とし、位相πで電圧を零に低下させる。昇圧
トランスＴ2 １２´を励磁して図２のπ〜３／２・π位
相まで２．５秒間に昇圧する。ここで、負極用巻線可変
抵抗ＶＤＲ2 １７＝０オームで供試静電容量ＣT に負電
圧３１０ｋＶが充電される。
【００１７】充電完了で昇圧トランスＴ2 １２´をオフ
にする。正極用巻線可変抵抗ＶＤＲ 1 １６即ち摺動面２
３を再び左側に移動させて正極性倍電圧発生ダイオード
１５および正極性倍電圧発生ダイオード１４で放電さ
せ、余弦波的に電圧を低下させる。
にする。正極用巻線可変抵抗ＶＤＲ 1 １６即ち摺動面２
３を再び左側に移動させて正極性倍電圧発生ダイオード
１５および正極性倍電圧発生ダイオード１４で放電さ
せ、余弦波的に電圧を低下させる。
【００１８】この間に負極用巻線可変抵抗ＶＤＲ2 １７
は高くなる。３／２・π〜２πの位相で図２のように負
のピークから次第に零に戻る。これで１サイクルが完了
する。
は高くなる。３／２・π〜２πの位相で図２のように負
のピークから次第に零に戻る。これで１サイクルが完了
する。
【００１９】ここで、放電時の電圧波形は、摺動子２４
の変化速度あるいは抵抗器の長さ方向の抵抗値の分布に
依存する。また、抵抗器の長さ方向の発熱量分布等も摺
動子２４の変化速度あるいは抵抗値分布に、また、長さ
方向の電位勾配もこれらに依存する。
の変化速度あるいは抵抗器の長さ方向の抵抗値の分布に
依存する。また、抵抗器の長さ方向の発熱量分布等も摺
動子２４の変化速度あるいは抵抗値分布に、また、長さ
方向の電位勾配もこれらに依存する。
【００２０】ここでは放電時定数＝（ＭａｘＶＤＲ＝２
ＭΩ）×静電容量（７．５μＦ）＝１５秒で、発生周波
数０．１Ｈｚ（１０秒）より長い場合について示した
が、放電時定数が発生周波数より十分短い場合にはπ／
２〜π位相間に昇圧トランスＴ1 １２の励磁電圧を次第
に低下させて余弦波的電圧にすることも可能である。
（３／２・π〜２πも同じ）
ＭΩ）×静電容量（７．５μＦ）＝１５秒で、発生周波
数０．１Ｈｚ（１０秒）より長い場合について示した
が、放電時定数が発生周波数より十分短い場合にはπ／
２〜π位相間に昇圧トランスＴ1 １２の励磁電圧を次第
に低下させて余弦波的電圧にすることも可能である。
（３／２・π〜２πも同じ）
【００２１】この例では、図３に示したように１台の可
変抵抗器により正極用巻線可変抵抗ＶＤＲ1 １６と負極
用巻線可変抵抗ＶＤＲ2 １７の作用をさせる場合に対
し、上記２台の専用の巻線可変抵抗器を用いる場合には
設計の自由度が増し、最適設計をし易くなる（抵抗器の
長さ方向抵抗分布値を変化させる場合）。
変抵抗器により正極用巻線可変抵抗ＶＤＲ1 １６と負極
用巻線可変抵抗ＶＤＲ2 １７の作用をさせる場合に対
し、上記２台の専用の巻線可変抵抗器を用いる場合には
設計の自由度が増し、最適設計をし易くなる（抵抗器の
長さ方向抵抗分布値を変化させる場合）。
【００２２】この例では、円筒型巻芯の表面に抵抗線を
巻付ける場合について示したが、長さ方向に巻きピッチ
を変えたり、固有抵抗の異なる抵坑線あるいは太さの異
なる抵抗線の組み合わせにより、長さ方向に抵抗値分布
を変化させることも可能である。
巻付ける場合について示したが、長さ方向に巻きピッチ
を変えたり、固有抵抗の異なる抵坑線あるいは太さの異
なる抵抗線の組み合わせにより、長さ方向に抵抗値分布
を変化させることも可能である。
【００２３】また、円筒の表面に巻き付けるだけでな
く、図４に示すように円筒の内側あるいは中心側と外側
表面との間を交互に巻き付けて抵抗値を高くすることも
可能である。即ち、抵抗素子２５は平板２６間に設けら
れ、リード線２７により抵抗素子間を接続して構成され
る。２８は絶縁筒であり、この場合摺動面２９のタップ
は縦方向に平板２６に設けられている。
く、図４に示すように円筒の内側あるいは中心側と外側
表面との間を交互に巻き付けて抵抗値を高くすることも
可能である。即ち、抵抗素子２５は平板２６間に設けら
れ、リード線２７により抵抗素子間を接続して構成され
る。２８は絶縁筒であり、この場合摺動面２９のタップ
は縦方向に平板２６に設けられている。
【００２４】ここで、端子Ｄ1 ，Ｄ2 間には最高３１０
ｋＶの電圧が加わり、ローラ３６が右端のＤ2 端子側に
摺動してくると、Ｄ1 ，Ｈ間に３１０ｋＶの電圧が加わ
るため、十分な離隔距離が必要になってくる。
ｋＶの電圧が加わり、ローラ３６が右端のＤ2 端子側に
摺動してくると、Ｄ1 ，Ｈ間に３１０ｋＶの電圧が加わ
るため、十分な離隔距離が必要になってくる。
【００２５】ここで、金属スプリング付きリード線３５
は、両端が左右側で固定されており、ローラ３６の移動
に伴って伸縮する必要がある。即ち、ローラ３６が左，
あるいは右側端に位置する場合より中間点にある場合の
方が短くて済み、このローラ３６の移動によって金属ス
プリング付きリード線３５の長さが伸縮する構造になっ
ている。
は、両端が左右側で固定されており、ローラ３６の移動
に伴って伸縮する必要がある。即ち、ローラ３６が左，
あるいは右側端に位置する場合より中間点にある場合の
方が短くて済み、このローラ３６の移動によって金属ス
プリング付きリード線３５の長さが伸縮する構造になっ
ている。
【００２６】この金属スプリング付きリード線３５によ
りローラ３６が例えばＤ2 側に摺動してきた場合に、Ｄ
1 〜Ｈ間の絶縁距離が最も大きくなるようにするための
ものである。また、ローラ３６はＨ端子と各ローラ位置
での摺動面とが電気的に良く接触し、しかも多数回の左
右への往復移動においても金属スプリング付きリード線
３５の摩耗を少なくする効果をもっている。
りローラ３６が例えばＤ2 側に摺動してきた場合に、Ｄ
1 〜Ｈ間の絶縁距離が最も大きくなるようにするための
ものである。また、ローラ３６はＨ端子と各ローラ位置
での摺動面とが電気的に良く接触し、しかも多数回の左
右への往復移動においても金属スプリング付きリード線
３５の摩耗を少なくする効果をもっている。
【００２７】このようにして高電圧可変抵抗器の多数回
の往復動によっても、安定な動作が期待できるようにな
る。
の往復動によっても、安定な動作が期待できるようにな
る。
【００２８】さらに、図５に示すように円筒の内側ある
いは２枚の平行長方形板３４の内側に多数の小型抵抗素
子３１を千鳥足状に取り付けリード線３２で繋いで、一
定の表面積あるいは長さで大幅に抵抗値を変化させるこ
とも可能である。この場合、摺動面３３は直線的に絶縁
ケース３４から取り出す。
いは２枚の平行長方形板３４の内側に多数の小型抵抗素
子３１を千鳥足状に取り付けリード線３２で繋いで、一
定の表面積あるいは長さで大幅に抵抗値を変化させるこ
とも可能である。この場合、摺動面３３は直線的に絶縁
ケース３４から取り出す。
【００２９】上述した図３および図４に示めす円筒抵抗
体の表面摺動接触位置を定速度で移動させた場合のＤ1
〜Ｈ間あるいはＤ2 〜Ｈ間の抵抗値の変化率を、抵抗素
子の抵抗値を抵抗体の長さ方向位置によって変化させる
ことで任意に制御できる。いま、図６に示すＣＲの放電
回路において、ＣをＶ0 に充電しておき、ｔ＝０でスイ
ッチＳ1 を閉じたときのＶ（ｔ）＝Ｖ0 Ｃｏｓωｔとな
るような抵抗変化をさせるために必要な電流ｉは、次式
のようになる。
体の表面摺動接触位置を定速度で移動させた場合のＤ1
〜Ｈ間あるいはＤ2 〜Ｈ間の抵抗値の変化率を、抵抗素
子の抵抗値を抵抗体の長さ方向位置によって変化させる
ことで任意に制御できる。いま、図６に示すＣＲの放電
回路において、ＣをＶ0 に充電しておき、ｔ＝０でスイ
ッチＳ1 を閉じたときのＶ（ｔ）＝Ｖ0 Ｃｏｓωｔとな
るような抵抗変化をさせるために必要な電流ｉは、次式
のようになる。
【００３０】ｉ＝ωＣＶ0 Ｓｉｎωｔ
【００３１】ここで、Ｃ＝７．５μＦ＝３１０ｋＶとし
たとき、図１，図２の回路で、位置π／２〜πまでの電
圧変化を余弦波的（図の中のＶのカーブ）に低下させる
ためには、図４のような抵抗体の摺動面を等速移動させ
て（２．５秒間で移動させる）、図７のＩカーブのよう
に電流を流すことで得られる。このＩカーブを得るため
には抵抗体の抵抗値分布は、図７のカーブＲのような分
布にしておく必要があり、図３，図４，図５のような巻
線型抵抗方式で各位置での抵抗素子の分布を希望する値
になるように抵抗素子を選択することにより容易に制御
できることが分かる。
たとき、図１，図２の回路で、位置π／２〜πまでの電
圧変化を余弦波的（図の中のＶのカーブ）に低下させる
ためには、図４のような抵抗体の摺動面を等速移動させ
て（２．５秒間で移動させる）、図７のＩカーブのよう
に電流を流すことで得られる。このＩカーブを得るため
には抵抗体の抵抗値分布は、図７のカーブＲのような分
布にしておく必要があり、図３，図４，図５のような巻
線型抵抗方式で各位置での抵抗素子の分布を希望する値
になるように抵抗素子を選択することにより容易に制御
できることが分かる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の超低周
波発生装置は、次に列挙する優れた作用・効果が得られ
る。
波発生装置は、次に列挙する優れた作用・効果が得られ
る。
【００３３】液体抵抗を用いた可変抵抗式に比べ、巻
線抵抗器の併用で高温での長期安定性に優れた可変抵抗
器を作ることが可能となる。
線抵抗器の併用で高温での長期安定性に優れた可変抵抗
器を作ることが可能となる。
【００３４】可変抵抗器の長さ方向の抵抗素子の変化
により、任意の長さ方向抵抗値分布に設計可能である。
により、任意の長さ方向抵抗値分布に設計可能である。
【００３５】円筒あるいは平板間に多数の小型抵抗を配
置することにより、市販の抵抗器の組合せが可能で、こ
れにより任意の抵抗値分布に設計可能である。
置することにより、市販の抵抗器の組合せが可能で、こ
れにより任意の抵抗値分布に設計可能である。
【００３６】円筒内側あるいは両平板間への抵抗設定に
より、抵抗体の表面積が増大し、表面の温度上昇が少な
くなり、抵抗器単位長さ当たり許容発熱量を太く設計す
ることができるので、抵抗器を小型化することができ
る。
より、抵抗体の表面積が増大し、表面の温度上昇が少な
くなり、抵抗器単位長さ当たり許容発熱量を太く設計す
ることができるので、抵抗器を小型化することができ
る。
【図１】この発明の実施例の超低周波発生装置の構成を
示す回路図、
示す回路図、
【図２】図１の各電圧位相での動作を示す説明図および
電圧波形図、
電圧波形図、
【図３】超低周波発生装置に使用される巻線抵抗器の具
体的な構成の一例を示す斜視図、
体的な構成の一例を示す斜視図、
【図４】超低周波発生装置に使用される抵抗器の他の例
を示す斜視図、
を示す斜視図、
【図５】超低周波発生装置に使用される抵抗器の他の例
を示す斜視図、
を示す斜視図、
【図６】この動作原理を説明するための等価回路図、
【図７】各部波形の例を示すグラフ、
【図８】従来の超低周波発生装置の一例の構成を示す回
路図である。
路図である。
１１ 電圧制御装置 １２，１２´ 昇圧用トランス １３，１３´ 倍電圧整流用コンデンサ １４，１５ 正極性倍電圧発生ダイオード １６ 正極用巻線可変抵抗器 １７ 負極用巻線可変抵抗器 １８，１９ 負極性倍電圧発生ダイオード ２０ 供試静電容量 ２１ 抵抗値制御装置 ２３ 摺動子 ２４ 摺動面 ２５ 抵抗素子 ２６ 平板 ２７ リード線 ２８ 絶縁筒 ２９ 摺動面 ３０ 平行長方形板 ３１ 小型抵抗素子 ３２ リード線 ３３ 摺動面 ３４ 絶縁ケース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 英男 茨城県日立市日高町５丁目１番１号「日 立電線株式会社パワーシステム研究所 内」 (72)発明者 関井 康雄 茨城県日立市日高町５丁目１番１号「日 立電線株式会社パワーシステム研究所 内」 (72)発明者 池田 忠禧 茨城県日立市日高町５丁目１番１号「日 立電線株式会社パワーシステム研究所 内」
Claims (1)
- 【請求項１】 １次側低電圧をトランスにより昇圧し、
その２次高圧出力側端子に正，負両極性用のダイオード
を用いて各々倍電圧整流し、その出力を正，負用の各抵
抗を介して供試絶縁物に課電する装置を用い、１次側電
圧を次第に昇圧して任意の昇圧時電圧波形を発生させる
回路において、昇圧用トランスは正，負用の２台のトラ
ンスを用いて発生超低周波数の１／２サイクルに１／４
サイクル毎の交互昇圧波形を、あるいは１台のトランス
で１／２サイクルに１／４サイクルの昇圧波形を加える
場合、正，負用の抵抗値はその巻線抵抗体の表面に可動
電極を設けてその抵抗体の接触位置を変化させて抵抗値
を変化させることにより、高電圧系に貯えられた静電エ
ネルギーを放電して任意の放電時電圧波形を得るように
したことを特徴とする超低周波発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4027542A JP2785563B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 超低周波発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4027542A JP2785563B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 超低周波発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05199755A JPH05199755A (ja) | 1993-08-06 |
| JP2785563B2 true JP2785563B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=12223977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4027542A Expired - Lifetime JP2785563B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 超低周波発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2785563B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102608367B (zh) * | 2012-02-17 | 2015-04-08 | 南京化工职业技术学院 | 阶跃信号源 |
| CN111624452B (zh) * | 2020-05-14 | 2022-07-26 | 广东电网有限责任公司 | 一种用于配电电缆绝缘测试的高压发生器 |
-
1992
- 1992-01-20 JP JP4027542A patent/JP2785563B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05199755A (ja) | 1993-08-06 |
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