JP2854352B2 - 電圧―パルス変換装置及びこれを用いた電圧測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、碍子連を構成する各碍子の分担電圧を測
定する時に使用される電圧−パルス変換装置及びこれを
用いた電圧測定装置に関し、特に被測定用電圧に応じた
周期のパルス信号に変換する電圧−パルス変換装置及び
これを用いた電圧測定装置に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の従来の電圧−パルス変換装置を第５図に示
す。

第５図において、１は測定される電圧、すなわち電気
パルスに変換される電圧であり、この被測定電圧１は抵
抗２を通してコンデンサ３に充電される。

コンデンサ３の両端には、放電管４と電圧測定用変換
器５との直列回路が並列に接続されている。

従って、コンデンサ３の充電電圧が放電管４の動作電
圧に達すると、放電管４が放電動作し、電圧計測用変換
器５に放電電流が流れる。これと同時にコンデンサ３の
電荷は放電管４を通して電圧計測用変換器５に放電され
る。そして、コンデンサ３の充電電圧が放電管４の放電
不能領域まで降下すると、放電管４の放電は停止し、コ
ンデンサ３は再び被測定電圧１により充電される。

このように、放電管４を利用してコンデンサ３を繰り
返し充・放電させることにより、被測定電圧１を、その
レベルに応じた周期の電気パルスに変換し、電圧計測用
変換器５に供給する。電圧計測用変換器５では、電気パ
ルスを、例えば電気−音響変換器（スピーカ）により音
響パルスに変換し、この音響パルスを、離れた位置にあ
る音響−電気変換器（マイクロホーン）により再び電気
パルスに変換する。そして、この電気パルスを増幅した
後カウント処理して指示計に表示する。従って、指示計
に表示された表示値を読み取ることで被測定電圧を計測
することができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述のような従来の電圧−パルス変換
装置では、コンデンサ３を繰り返し充・放電させるのに
放電管４を用いているため、その放電停止時のばらつき
によりコンデンサ３の放電終期電圧Veが第６図に示すよ
うにばらついてしまう。これに伴いコンデンサ３が被測
定電圧１により放電管動作レベルまで充電されるのに要
する充電時間t1,t2,・・・・が同一レベルの被測定電圧
１にも拘らず変化し、正確な電圧−パルス変換ができな
い。

従って、このような電圧−パルス変換装置を、例えば
不良碍子の検査装置に使用しても碍子の良否判定が不正
確になり信頼性に欠ける問題があった。

この発明は、上記のような点に鑑みなされたもので、
正確な電圧−パルス変換を可能にすると共に、碍子の分
担電圧の測定精度を向上できる電圧−パルス変換装置及
びこれを用いた電圧測定装置を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかる電圧−パルス変換装置は、碍子連を
構成する各碍子の分担電圧である被測定用電圧により充
電抵抗を介して充電される充電素子と、前記充電素子の
充電電圧が予め設定した電圧に達する毎に放電動作する
直列ギャップ型の避雷管及び該避雷管に直列に接続され
た電流制限用抵抗と、前記避雷管に直列に接続され、該
避雷管が放電動作される毎に該避雷管に流れる微小電流
によりトリガー信号を生成する抵抗と、前記充電素子に
並列に接続されていて前記抵抗が生成するトリガー信号
により導通され、前記充電素子に充電された電荷を該電
荷がゼロになるまで放電させる半導体スイッチと、前記
半導体スイッチに直列に接続され、該半導体スイッチが
導通される毎に前記充電素子から放電される放電電流に
より前記被測用定電圧のレベルに応じた周期の電気パル
スを生じさせる変換素子とを備えてなるものである。

また、この発明にかかる電圧測定装置は、碍子連を構
成する各碍子の分担電圧である被測定用電圧により充電
抵抗を介して充電される充電素子と、前記充電素子の充
電電圧が予め設定した電圧に達する毎に放電動作する直
列ギャップ型の避雷管及び該避雷管に直列に接続された
電流制限用抵抗と、前記避雷管に直列に接続され、該避
雷管が放電動作される毎に該避雷管に流れる微小電流に
よりトリガー信号を生成する抵抗と、前記充電素子に並
列に接続されていて前記抵抗が生成するトリガー信号に
より導通され、前記充電素子に充電された電荷を該電荷
がゼロになるまで放電させる半導体スイッチと、前記半
導体スイッチに直列に接続され、該半導体スイッチが導
通される毎に前記充電素子から放電される放電電流によ
り生じる前記被測用定電圧のレベルに応じた周期の電気
パルスを音響もしくは光パルスに変換する変換素子と、
前記変換素子で変換されたパルスを前記被測定用電圧の
レベルに応じた表示データに変換して表示する表示手段
とを備えてなるものである。

［作用］ この発明においては、碍子連を構成する各碍子の分担
電圧である被測定用電圧により充電される充電素子の充
電電圧が避雷管を放電動作させる電圧に達すると、避雷
管が放電動作して抵抗に微小電流が流れる。これによ
り、抵抗の両端に発生するトリガー信号が半導体スイッ
チのゲートに加えられると、半導体スイッチが導通して
充電素子に充電された電荷はゼロになるまで放電する。
以下同様にして充電素子が充・放電を繰り返すことによ
り、被測定用電圧をそのレベルに応じた周期の電気パル
スに変換し得る。よって、充電素子の放電終期が一定
し、碍子の分担電圧である被測定用電圧を正確な電気パ
ルスに変換できる。

また、この発明においては、被測定用電圧が正確な電
気パルスに変換されることにより、この電気パルスから
電圧を測定する装置では、碍子の分担電圧の測定精度が
向上する。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明による電圧−パルス変換装置の一
実施例を示す回路図である。

同図において、10は碍子連を構成する各碍子の分担電
圧に相当する被測定用電圧源であり、この被測定用電圧
源10には、充電用抵抗11を介してコンデンサ（充電素
子）12が直列に接続されている。

13はコンデンサ12に並列に接続された放電用の半導体
スイッチであり、サイリスタ、その他の半導体スイッチ
ング素子からなっている。また、半導体スイッチ13のカ
ソード側には、該半導体スイッチ13の導通時にコンデン
サ12から半導体スイッチ13を通して放電される放電電流
を電気パルスに変換する変換素子14が直列に接続されて
いる。

16はコンデンサ12の両端に電流制限抵抗17を介して並
列に接続された直列ギャップ型の避雷管であり、この避
雷管16はコンデンサ12の充電電圧が予め設定した電圧に
達すると瞬時に放電動作を開始し、微小の放電電流を流
すようになっている。また、避雷管16には抵抗18が直列
に接続されており、この抵抗18の両端には、半導体スイ
ッチ13のゲートとカソードが変換素子14を介して接続さ
れている。これにより、避雷管16が放電動作して微小電
流が流れた時、抵抗18の両端に半導体スイッチ13のゲー
トトリガー用の電圧を発生させるように構成されてい
る。次に動作について説明する。

被測定用電圧源10の電圧は抵抗11を通してコンデンサ
12に充電される。これにより、コンデンサ12の充電電圧
が避雷管16の放電電圧に達すると、避雷管16は瞬時に放
電動作を開始し、微小の放電電流が抵抗18を通して流れ
る。これに伴い、抵抗18の両端に発生する電圧は半導体
スイッチ13のゲート・カソード間に加わると、半導体ス
イッチ13が導通し、コンデンサ12に充電された電荷は半
導体スイッチ13を通して放電される。この時、コンデン
サ12の充電電圧が避雷管16の放電動作電圧以下になる
と、その放電動作は停止し、微小放電電流は抵抗18に流
れなくなるが、半導体スイッチ13は、その性質上導通状
態を維持するから、コンデンサ12の電荷はゼロになるま
で放電される。

そして、コンデンサ12の電荷がゼロになると、半導体
スイッチ13はオフされると共に、コンデンサ12は再び被
測定用電圧源10により充電される。尚、コンデンサ12の
電荷の残留は半導体スイッチ13の動作抵抗や保持電流の
選定により任意に制定できる。

以下、同様にしてコンデンサ12が充・放電を繰り返す
ことにより、第２図に示すような波形の充電特性が得ら
れる。

この第２図からも明らかなように、コンデンサ12の充
電電圧が避雷管16の放電動作電圧に達すると、避雷管16
は瞬時に放電を開始すると同時に、抵抗18の両端に発生
するゲートトリガー電圧により半導体スイッチ13を導通
させ、この半導体スイッチ13を通してコンデンサ12の充
電電荷をゼロボルトになるまで放電させるから、被測定
用電圧源10により充電されるコンデンサ12の充電時間ｔ
はほぼ一定となる。

一方、半導体スイッチ13が導通することによりコンデ
ンサ12の充電電荷が半導体スイッチ12を通して放電され
ると、変換素子14は第２図に示す充電波形の同期した電
気パルスに変換して出力する。これにより、同一の被測
定用電圧源10に対して、変換素子14に発生する電気パル
スの周期もほぼ一定となる。

即ち、碍子連を構成する各碍子の分担電圧である被測
定用電圧のレベルに応じた一定周期の電気パルスを正確
に発生させることができる。

次に、上記構成の電圧−パルス変換装置を用いた電圧
測定装置について、第３図を参照して説明する。

第３図は、電気パルスを電気−光に変換した場合の電
圧測定装置の構成を示すブロック図である。

同図において、変換素子に発光ダイオード20を用い
る。この発光ダイオード20にコンデンサ12の充電電荷を
半導体スイッチ13を通して放電すると、発光ダイオード
20が動作して光パルスを出力する。この光パルスは光フ
ァイバ21を通して受光素子22に伝送される。受光素子22
では光パルスを電気パルスに変換し、増幅器23により増
幅して表示装置23の出力する。表示装置23では、所定時
間内における電気パルス数を計数し、この計数値をアド
レスポインタとして音声ROMまたは表示ROMを検索する。
音声ROMまたは表示ROMから検索されたデータは合成音声
または表示信号に変換され、被測定用電圧を音声または
色、数値で表示する。

第４図は、電圧測定装置の他の実施例を示すブロック
図であり、変換素子に電気パルスを音に変換する電気−
音響変換器を用いたものである。

この図４図において、25は電気パルスを音響パルスに
変換するスピーカであり、このスピーカ25から発する音
響パルスはパイプ等の音伝送路26を通して音響−電気変
換器、例えばマイクロホン27に伝送される。マイクロホ
ン27でピックアップされた音響パルスは電気パルスに変
換されて増幅器28に入力される。増幅器28で増幅された
電気パルスはカウンタ29により所定時間カウントされ
る。カウンタ29でカウントされた計数値は表示装置30内
のCPU（図示せず）に取り込まれ、この計数値をアドレ
スポインタとして音声ROMまたは表示ROMを検索し、その
検索結果から得られるROMデータを合成音声または表示
信号に変換する。そして、この変換信号を表示部に出力
することで、被測定用電圧を音声または色、数値で表示
する。

従って、上述のような電圧測定装置にあっては、被測
定用電圧源10である碍子の分担電圧を正確に測定するこ
とができるとともに、電圧測定装置の信頼性が向上し、
碍子の良否判定を正確に行うことができる。

なお、この発明において、電気パルスを光に変換する
変換素子にレーザ発光素子を用いた場合は、光ファイバ
を省略できる。また、電気パルスを音響に変換する素子
を用いた電圧測定装置では、パイプ等の伝送路を必ずし
も必要としない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の電圧−パルス変換装置よ
れば、碍子連を構成する各碍子の分担電圧である被測定
用電圧により充電抵抗を介して充電される充電素子と、
前記充電素子の充電電圧が予め設定した電圧に達する毎
に放電動作する直列ギャップ型の避雷管及び該避雷管に
直列に接続された電流制限用抵抗と、前記避雷管に直列
に接続され、該避雷管が放電動作される毎に該避雷管に
流れる微小電流によりトリガー信号を生成する抵抗と、
前記充電素子に並列に接続されていて前記抵抗が生成す
るトリガー信号により導通され、前記充電素子に充電さ
れた電荷を該電荷がゼロになるまで放電させる半導体ス
イッチと、前記半導体スイッチに直列に接続され、該半
導体スイッチが導通される毎に前記充電素子から放電さ
れる放電電流により前記被測用定電圧のレベルに応じた
周期の電気パルスを生じさせる変換素子とを備える構成
にしたので、充電素子の放電周期が一定し、碍子の分担
電圧である被測定用電圧のレベルに応じた周期の電気パ
ルスをばらつきなく正確に発生させることができるとと
もに、電圧−パルス変換装置を直接被測定用電圧源に接
続できる。

また、本発明の電圧測定装置によれば、碍子連を構成
する各碍子の分担電圧である被測定用電圧により充電抵
抗を介して充電される充電素子と、前記充電素子の充電
電圧が予め設定した電圧に達する毎に放電動作する直列
ギャップ型の避雷管及び該避雷管に直列に接続された電
流制限用抵抗と、前記避雷管に直列に接続され、該避雷
管が放電動作される毎に該避雷管に流れる微小電流によ
りトリガー信号を生成する抵抗と、前記充電素子に並列
に接続されていて前記抵抗が生成するトリガー信号によ
り導通され、前記充電素子に充電された電荷を該電荷が
ゼロになるまで放電させる半導体スイッチと、前記半導
体スイッチに直列に接続され、該半導体スイッチが導通
される毎に前記充電素子から放電される放電電流により
生じる前記被測用定電圧のレベルに応じた周期の電気パ
ルスを音響もしくは光パルスに変換する変換素子と、前
記変換素子で変換されたパルスを前記被測定用電圧のレ
ベルに応じた表示データに変換して表示する表示手段と
を備える構成にしたので、充電素子の放電周期が一定
し、被測定電圧のレベルに応じた周期の電気パルスをば
らつきなく正確に発生させることができるとともに、正
確で信頼性の高い被測定電圧の測定が可能になり、碍子
の良否判定を正確に行うことができ、かつ電圧測定装置
を直接被測定用電圧源に接続できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による電圧−パルス変換装置の一実施
例を示す回路図、第２図は本実施例における充電素子の
充・放電特性を示す説明図、第３図はこの発明の電圧−
パルス変換装置を用いた電圧測定装置の一実施例を示す
ブロック図、第４図は本発明による電圧測定装置の他の
実施例を示すブロック図、第５図は従来の電圧−パルス
変換装置を示す回路図、第６図は従来のコンデンサの充
・放電特性を示す説明図である。 10…被測定用電圧源、11…充電用抵抗、２…コンデンサ
（充電素子）、13…半導体スイッチ、14…変換素子、16
…避雷管、17…電流制限抵抗、18…抵抗、20…発光ダイ
オード、21…光ファイバ、24…表示装置、25…スピー
カ、26…伝送路、27…マイクロホン、29…カウンタ、30
…表示装置。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−63264（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−10667（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−33077（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】碍子連を構成する各碍子の分担電圧である
   被測定用電圧により充電抵抗を介して充電される充電素
   子と、 前記充電素子の充電電圧が予め設定した電圧に達する毎
   に放電動作する直列ギャップ型の避雷管及び該避雷管に
   直列に接続された電流制限用抵抗と、 前記避雷管に直列に接続され、該避雷管が放電動作され
   る毎に該避雷管に流れる微小電流によりトリガー信号を
   生成する抵抗と、 前記充電素子に並列に接続されていて前記抵抗が生成す
   るトリガー信号により導通され、前記充電素子に充電さ
   れた電荷を該電荷がゼロになるまで放電させる半導体ス
   イッチと、 前記半導体スイッチに直列に接続され、該半導体スイッ
   チが導通される毎に前記充電素子から放電される放電電
   流により前記被測用定電圧のレベルに応じた周期の電気
   パルスを生じさせる変換素子と、 を備えたことを特徴とする電圧−パルス変換装置。
2. 【請求項２】碍子連を構成する各碍子の分担電圧である
   被測定用電圧により充電抵抗を介して充電される充電素
   子と、 前記充電素子の充電電圧が予め設定した電圧に達する毎
   に放電動作する直列ギャップ型の避雷管及び該避雷管に
   直列に接続された電流制限用抵抗と、 前記避雷管に直列に接続され、該避雷管が放電動作され
   る毎に該避雷管に流れる微小電流によりトリガー信号を
   生成する抵抗と、 前記充電素子に並列に接続されていて前記抵抗が生成す
   るトリガー信号により導通され、前記充電素子に充電さ
   れた電荷を該電荷がゼロになるまで放電させる半導体ス
   イッチと、 前記半導体スイッチに直列に接続され、該半導体スイッ
   チが導通される毎に前記充電素子から放電される放電電
   流により生じる前記被測用定電圧のレベルに応じた周期
   の電気パルスを音響もしくは光パルスに変換する変換素
   子と、 前記変換素子で変換されたパルスを前記被測定用電圧の
   レベルに応じた表示データに変換して表示する表示手段
   と、 を備えたことを特徴とする電圧測定装置。