JPH0127431Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の属する技術分野〕 本考案は直流出力電圧測定用抵抗分圧器を内蔵
したサイリスタ制御式直流高電圧電源装置、こと
にコツトレル集じん装置用電源装置の構造の改良
に関する。

〔従来技術とその問題点〕

従来この種の電源装置は絶縁油を包蔵した金属
容器内に昇圧変圧器、全波整流器、直列リアクト
ルよりなる直流高電圧整流回路を備え、昇圧変圧
器の一次側の電圧および電流を検出して昇圧変圧
器の一次側に設けられたサイリスタを位相制御す
ることにより直流出力電圧を調整する方式が用い
られて来た。ところが電源装置の負荷がコツトレ
ル集じん装置であるような場合、放電極と集じん
極との間にある頻度で火花放電を起こさせ、その
槌打ち効果を利用して放電極に堆積した粉じんを
剥離することにより、放電極からのコロナ放電を
安定に持続させることが求められる。しかし電極
間を通過する粉じんを含んだ排ガスの性状の変化
によつて電極間の火花電圧が変動するので、火花
放電の発生頻度等をとらえて直流出力電圧を制御
する必要がある。また火花放電がアーク放電に移
行するようなことがあると、線状の放電極が断線
したり高圧整流器が破損するなどの装置の故障を
誘発する危険性が高いために、火花放電を検出し
て直流出力電流を短時間しぼつてアークの発生を
防ぎ、再び正常状態にもどして集じんを続けるよ
う電源装置を制御することが必要になる。

上述のように、この種の装置においては直流出
力側の電圧の変化を早い応答性をもつて検出する
ことが求められるが、前述のように昇圧変圧器の
一次側の電圧、電流を検出する方式では即応性が
得られない。そこで近年直流高電圧測定用の抵抗
分圧器を内蔵した直流高電圧電源装置が実用化さ
れるようになつた。

第１図は抵抗分圧器を内蔵したサイリスタ制御
式直流高電圧電源装置の接続図である。図におい
て１は絶縁油等を収蔵した金属容器、２は昇圧変
圧器、３は昇圧変圧器２の二次側に設けられた全
波整流器で、直流出力側の（＋）側は直接接地さ
れている。４は全波整流器３の（−）出力回路に
直列接続された高周波リアクトルで、その他方端
は直流高圧出力端子５を経て例えばコツトレル集
塵装置６の放電極等に接続され、直流出力電圧の
平滑作用と負荷側からのサージ電圧の阻止作用を
行うようになつている。７ａおよび７ｂは全波整
流器３の直流側に高周波リアクトル４を介して並
列に接続された抵抗分圧器で、分圧端子８を備え
る。９は昇圧変圧器２の一次回路に直列に設置さ
れたサイリスタで、変流器１０によつて検出され
る昇圧変圧器の一次巻線流入電流と、抵抗分圧器
７によつて検出される直流出力電圧とを受けて位
相制御され、直流出力電圧が負荷の状態に応じて
制御される。

第２図は第１図の電源装置における電圧波形の
一例である。図においてイは昇圧変圧器２の二次
側端子電圧の波形で、サイリスタ９を位相制御す
ることによつて昇圧変圧器２の二次巻線には図の
ように所定の位相で急しゆんな立ち上がりを持つ
た交流電圧波形が誘起される。ロは抵抗分圧器７
の検出電圧で、本来負極性の直流電圧であるべき
波形Ａに、昇圧変圧器２の二次側端子電圧の急し
ゆんな立ち上がりに対応したパルス電圧Ｂが重畳
している。このようにパルス電圧を含む電圧波形
をサイリスタ９の位相制御回路の信号として使用
した場合、正極性のパルス電圧Ｂはあたかも負極
性直流電圧Ａが急激に低下したものと判断され、
すなわち直流側の負荷６に火花放電等があつたも
のと誤まつた判断が下されてサイリスタ９によつ
て昇圧変圧器２の一次側に流入する電流が絞られ
てしまうという事態が発生する。このような事態
が交流電圧の各サイリスタ毎に繰り返し発生する
ことになると電源装置は正常な機能を発揮できな
いという致命的な欠陥を生ずる欠点があつた。

〔考案の目的〕

本考案は前述の状況に鑑みてなされたもので、
昇圧変圧器の一次側に設けられたサイリスタを位
置制御した場合にも正確な直流出力電圧波形を検
出できる抵抗分圧器を内蔵した直流高電圧電源装
置を提供することを目的とする。

〔考案の要点〕

本考案によれば、上述の目的は、昇圧変圧器の
一次側に設けられたサイリスタを位相制御した時
これに対応して直流高電圧測定用抵抗分圧器の検
出電圧にサージ電圧が重畳する現象が、昇圧変圧
器の高圧巻線ならびに整流器と抵抗分圧器との静
電容量結合に起因して生じていることを突き止
め、昇圧変圧器の鉄心および鉄心フレームの静電
シールド効果を利用し、抵抗分圧器と巻線ならび
に整流器との間の静電容量結合を遮断するよう抵
抗分圧器の配設位置を決めることにより達成され
た。

〔考案の実施例〕

第１図の接続図において、抵抗分圧器７ａ，７
ｂは昇圧変圧器２および全波整流器３と高周波リ
アクトル４を介して接続されているので、サイリ
スタの位相制御によつて昇圧変圧器の二次巻線に
誘起されるサージ電圧は高周波リアクトル４によ
つて阻止され、抵抗分圧器７には浸入しない筈で
ある。それにも拘らず抵抗分圧器の検出波形にサ
ージ電圧が重畳する原因を実験的に検討した。そ
の結果昇圧変圧器の巻線と抵抗分圧器との間に接
地されたシールド電極を設置すると、分圧器の検
出電圧波形にサージ電圧が重畳することを防止で
きることが突き止められた。この実験結果から昇
圧変圧器の高圧巻線と抵抗分圧器との間の静電容
量を介してサージ電流が分圧抵抗器に流れるため
に、抵抗分圧器は直流出力電圧とサージ電圧とを
同時に検出してしまうことが明らかとなつた。ま
た従来は抵抗分圧器および全波整流器を巻線の外
周面に対向する位置に巻線の軸方向に伸びるよう
配設していたため高圧巻線ならびに整流器と抵抗
分圧器とが静電容量結合しやすかつたことも明ら
かとなつた。

第３図は本考案の実施例を示す直流高電圧電源
装置の概念図で、前述の検討結果をもとに構成さ
れたものである。図において、１１は高電圧整流
装置を内蔵した油入容器、１２は昇圧変圧器で１
２ａは巻線、１２ｂは帰路脚部を有する積み鉄
心、１２ｃは鉄心上下端部にそれぞれ設けられた
フレームである。１３は全波整流器で、高圧巻線
１２ａの外側に巻線の外周面と対向して軸方向に
伸びるよう配設され、リード線１３ａを介して昇
圧変圧器１２の高圧巻線１２ａと導電接続され、
整流器の直流出力側は（＋）側は接地され（−）
側は油中リード１３ｂを介して高周波リアクトル
１４に接続されている。１７は分圧抵抗器で、昇
圧変圧器鉄心１２ｂの上部継鉄上方に鉄心積層方
向のほぼ中央部に積層面に沿つて伸びるよう配設
され、上部フレーム１２ｃに絶縁物１７ａを介し
て取り付けられており、その高圧側端子は高周波
リアクトル１４および直流高圧端子１５にリード
線１７ｂ，１７ｃにより接続され、分圧器の低圧
側は図示しない気密端子に接続される。昇圧変圧
器の鉄心フレーム１２ｃは油入容器１１を介して
接地されており、積み鉄心１２ｂの磁性鋼板は直
接々地されてはいないが、フレームや容器に対し
て大きな静電容量を有するため、高周波サージに
対してはほとんど大地電位にある。したがつて鉄
心１２ｂおよびフレーム１２ｃは巻線１２ａなら
びに整流器１３と分圧抵抗器１７との間にあつて
両者の静電容量結合を遮へいするよう働くので、
高圧巻線１２ａに誘起したサージ電流は鉄心１２
ｂやフレーム１２ｃを通つて大地に流れ抵抗分圧
器には流れない。また全波整流器１３を介して抵
抗分圧器１７に向かつて流れるサージ電流は、高
周波リアクトル１４によつて阻止され抵抗分圧器
には流れない。したがつて抵抗分圧器１７には高
周波リアクトルによつて平滑化された直流電流の
みが流れる。

第４図は第３図のように構成した本考案の実施
例における抵抗分圧器の検出波形の一例である。
第２図の従来の検出波形と対比してみれば明らか
なように、サイリスタの位相制御に対応したサー
ジ電圧波形Ｂは直流電圧Ａ中に含まれるリツプル
電圧に比べてかなり小さく、この検出電圧をサイ
リスタの位相制御信号として利用した場合、直流
出力側の火花放電と誤認する可能性は全くない。

第５図および第６図は本考案の実施例における
抵抗分圧器の配設位置を示す概念図である。第５
図は抵抗分圧器を第３図に示したと同様に昇圧変
圧器１２の鉄心１２ｂの上部継鉄１２ｅの鉄心積
層方向のほぼ中央部に対向して積層面に沿つて伸
びるよう鉄心上方の絶縁媒質中に配設した場合、
第６図は抵抗分圧器を鉄心１２ｂの帰路脚部１２
ｄの側方の容器１１との間に配設した場合の例を
示しており、いずれもフレーム等に絶縁支持され
る。分圧抵抗器を鉄心やフレームで静電シールド
された場所に設置することによつて静電シールド
板等を設ける必要がなくなり、静電シールドの製
作に要する費用を削減できる。また巻線と抵抗分
圧器との間にシールド板を設けた場合、巻線、抵
抗分圧器のそれぞれとシールド板とを絶縁するた
めの絶縁距離を必要とするので、金属容器１１の
寸法が増大する。前述の実施例によれば少なくと
も巻線とシールド板とを絶縁するに必要な絶縁寸
法が不要になるので、その分金属容器１１の大き
さを縮小できる。また抵抗分圧器と接地電位部と
の間に絶縁バリヤ２０〜２２を配設すれば、抵抗
分圧器が接地電位部に対してもつ直流電位が、絶
縁油と絶縁バリヤとの絶縁抵抗の差によつて絶縁
抵抗の高い絶縁バリヤに多く負担されるので、静
電容量に逆比例して分担電圧が決まる交流絶縁に
比べて絶縁寸法が小さくて済む利点があり、従来
のように抵抗分圧器を巻線外周部に対向して配設
する構造に比べても絶縁寸法が増大しないように
することができる。

〔考案の効果〕

接地電位にある鉄心およびフレームを静電遮へ
い電極として利用し、昇圧変圧器巻線に対して静
電容量結合のない鉄心等の陰に抵抗分圧器を配設
するよう構成した。その結果サイリスタの位相制
御によつて昇圧変圧器の二次巻線に誘起されるサ
ージ電圧が、漂遊静電容量を介して抵抗分圧器に
流入することが防止でき、抵抗分圧器によつて直
流出力電圧のみを検出できるようになつた。また
この電源装置の負荷がコツトレル集塵装置である
場合、集塵装置の火花放電と抵抗分圧器の検出波
形に含まれる前記サージ電圧とを誤認するような
不都合が防止でき、コツトレル集塵装置の火花放
電を確実に検出して直流側出力電圧を常に最適な
電圧に保持することのできるサイリスタ制御式直
流高電圧電源装置を提供できた。また昇圧変圧器
の巻線と抵抗分圧器との間にシールド電極を設け
る必要性を無くしたので、シールド板を設置する
に要する費用とシールド板を設置した場合に必要
な絶縁寸法をともに排除でき、その分小形で安価
な装置を提供できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は抵抗分圧器を内蔵したサイリスタ制御
式直流高電圧電源装置の接続図、第２図は従来の
抵抗分圧器の検出波形、第３図は本考案の実施例
を示す装置の概念図、第４図は実施例における抵
抗分圧器の検出波形、第５図および第６図は本考
案における抵抗分圧器の配設位置を示す概念図で
ある。 図において、１，１１……金属容器、２，１２
……昇圧変圧器、３，１３……全波整流器、４，
１４……高周波リアクトル、７，１７……抵抗分
圧器、９……サイリスタである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 絶縁媒質を収蔵する金属容器内に低圧側でサイ
   リスタ制御される昇圧変圧器と、この昇圧変圧器
   の高圧巻線に導電接続された整流器と、この整流
   器の直流出力側に直列リアクトルを介して並列接
   続された抵抗分圧器とを備え、前記抵抗分圧器の
   検出電圧を受けて直流出力電圧が制御されるもの
   において、前記整流器が前記高圧巻線の外側に巻
   線外周面に対向して巻線軸方向に伸びるよう配設
   され、前記抵抗分圧器が前記昇圧変圧器の積み鉄
   心の外側に鉄心の積層方向中央部に対向して積層
   面に沿つて伸びるよう配設され、前記高圧巻線お
   よび整流器と抵抗分圧器とが前記鉄心によつて静
   電遮へいされたことを特徴とするサイリスタ制御
   式直流高電圧電源装置。