JPH03280615A - パルス電流発生装置と真空遮断器用真空バルブの真空圧力測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はパルス電流発生装置に係り、特に、大電流でパ
ルス幅の広いパルス電流を発生するに好適なパルス電流
発生装置及びこの装置を利用した真空遮断器用真空バル
ブの真空圧力測定装置に関する。

〔従来の技術〕

パルス電流発生装置としては、抵抗とコンデンサとを組
み合わせてフィルタ回路を構成し、このフィルタ回路に
直流電源を接続し、フィルタ回路の出力をスイッチの開
閉によってパルス電流を発生させるようにしたものが知
られている。しかし、この方式では、大電流の方形波パ
ルス電流を発生するには、コンデンサの容量を大容量と
しなければ垂下特性が劣化したり、大容量のスイッチを
用いたりしなければならないという不具合がある。

そこで、特開昭５３−７３９４９号公報に記載されてい
るように、抵抗とコンデンサからなるフィルタ回路の出
力側に垂下特性の優れた電源を挿入したものが提案され
ている。しかし、この方式の場合にも、大電流でパルス
幅の広いパルス電流を発生させるには電源の容量を大き
くしなければならず、装置が大型化する欠点がある。

一方、ＳＣＲハンドブック（昭和５０年５月３０日、丸
善株式会社発行、ＳＣＲハンドブック編集委員会ＩＩ）
頁１５７〜１５８に記載されているようにコイルとコン
デンサとがフィルタ素子として多段に縦続接続されたパ
ルス発生回路を用いれば、垂下特性の優れたパルス電流
を発生させることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来技術においては、大電流でパルス幅に
広いパルス電流を発生させる場合について配慮されてお
らず、ＬＣのフィルタ素子を含むパルス発生回路を単に
用いても、大電流でパルス幅の広いパルス電流を発生さ
せるには、コイルのインダクタンス及びコンデンサの容
量の選定が困難であったり、パルス幅を可変とすること
が困難となる。更にスイッチとして大容量のものを用い
なければならない。

本発明の目的は、フィルタ素子の選定を容易に行なうこ
とができると共に任意のパルス幅の大電流パルスを発生
させることができるパルス電流発生装置及びこの装置を
利用した真空遮断器用真空バルブの真空圧力測定装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明は、第１の装置とし
て、コイルとコンデンサとがフィルタ素子として多段に
縦続接続されている複数のパルス発生回路と、各パルス
発生回路の出力側と負荷とを結ぶ回路をそれぞれ開閉す
る複数のスイッチング手段と、すべてのスイッチング手
段を開路作動させた後書スイッチング手段を順番に閉路
作動させるスイッチング駆動手段とを備え、各パルス発
生回路の入力側がそれぞれ直流電源に接続され、出力側
が各スイッチング手段を介して負荷に接続されているパ
ルス電流発生装置を構成したものである。

第１の装置を含む第２の装置として、閉路作動が最後に
行なわれるスイッチング手段に対応したパルス発生回路
の出力側に、パルス波形整形回路を設けてなるパルス電
流発生装置を構成したものである。

第１の装置を含む第３の装置として、各スイッチング手
段はサイリスタで構成され、スイッチング駆動手段は各
サイリスタのゲートへ順番に点弧信号を供給する点弧信
号発生回路で構成されているパルス電流発生装置を構成
したものである。

第３の装置を含む第４の装置として、閉路作動が最後に
行なわれるサイリスタに対応したパルス発生回路の出力
側に、前記サイリスタの点弧後にサイリスタの入出力間
に逆電圧を印加する逆電圧発生回路を設けてなるパルス
電流発生装置を構成したものである。

第１〜第４の装置のうち１の装置を含む第５の装置とし
て、各スイッチング手段の閉路作動時間はパルス電流値
に応じて設定されてなるパルス電流発生装置を構成した
ものである。

第６の装置として、被測定体としての真空バルブの周囲
に励磁パルスを受けて磁界を形成する励磁ソレノイドと
、励磁ソレノイドに励磁パルスを与える励磁パルス発生
回路と、真空バルブの電極に直流高電圧を印加する直流
高電圧発生電源と。

真空バルブを流れるイオン電流を検出するイオン電流検
出回路と、真空バルブに電離性放射線を照射する電離性
放射線発生器を有し、励磁パルス発生回路として、第１
〜第５の装置のうちいずれか１つの装置を用いてなる真
空遮断機用真空バルブの真空圧力測定装置を構成したも
のである。

〔作用〕

複数のパルス発生回路を並列接続し、各パルス発生回路
から順番にパルス信号を発生させるようにしたため、パ
ルス発生回路の数によって大電流のパルス電流を発生さ
せることができると共に任意のパルス幅のパルス電流を
発生させることができる。更に各パルス発生回路の出力
側をそれぞれスイッチング手段が設けられているため、
各スイッチング手段の容量を大容量のものを用いなくて
も大電流を流すことが可能となる。更に閉路作動が最後
に行なわれるスイッチング手段に対応したパルス発生回
路の出力側に、パルス波形整形回路又は逆電圧発生回路
を設けたため、パルス電流の立ち下がりを急峻なものと
することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、直流電源１０と負荷１２との間に、複
数のパルス発生回路ＰＧＩ〜ＰＧｎ、抵抗Ｒ１〜Ｒｎ、
スイッチング手段としてのスイッチＳＷＩ〜ＳＷｎ、パ
ルス波形整形回路１４が配置されており、各パルス発生
回路ＰＧＩ〜ＰＧｎが抵抗Ｒ１〜Ｒｎ、スイッチＳＷＩ
〜ＳＷｎを介して互いに並列接続されている。

各パルス発生回路ＰＧＩ〜ＰＧｎはコンデンサＣ１〜Ｃ
ｎとコイル（インダクタンス）Ｌｌ〜Ｌｎとがフィルタ
素子として多段に縦続接続され、入力側が抵抗Ｒ１〜Ｒ
ｎを介して電源１０のプラス側に接続され、出力側がス
イッチＳＷＩ〜ＳＷｎを介して負荷１２に接続されてい
る。

ここで、パルス発生回路ＰＧＩ〜ＰＧｎはそれぞれパル
ス電流の電流値及びパルス幅により、各回路のフィルタ
素子の値が決定され、また各発生回路の個数が選択され
るようになっている。

またスイッチＳＷＩ〜ＳＷｎはスイッチング睨動手段（
図示省略）により放電時刻を決定するタイミングに従っ
て順番に閉路作動されるようになっている。

上記構成において、各スイッチＳＷ１〜Ｓ　Ｗ　ｎの接
点が開かれると直流電源１０からの電力が抵抗Ｒ１〜Ｒ
ｎを介してパルス発生回路ＰＧＩ〜ＰＧｎに供給され、
各回路のフィルタ素子が電源電圧まで充電される。例え
ば、コンデンサＣ１は抵抗Ｒ１を介して充電され、コン
デンサＣ２は抵抗Ｒ１、コイルＬ１を介して充電され、
コンデンサＣｎは抵抗Ｒ１、コイルＬ１〜Ｌｎを介して
電源電圧まで充電される。

次に、スイッチＳＷＩ〜ＳＷｎを指定の放電時刻に従っ
て順番に接点を閉じる閉路作動を行なうと、各パルス発
生回路ＰＧＩ〜ＰＧｎから順番にパルス電流が発生する
。すなわちスイッチＳＷＩの接点を閉じると、パルス発
生回路ＰＧＩの各コンデンサＣ１〜Ｃｎに充電された充
電電荷がスイッチＳＷＩを介して順次放電され、この放
電に伴ってパルス電流が負荷１２に供給される。この放
電のタイミングは充電とは逆に、まずコンデンサＣｎが
スイッチＳＷＩを介して放電し、その後続いてコンデン
サＣｎ−１が放電する。このような順序に従ってずへて
のコンデンサの電荷が放電すると負荷１２にパルス電流
が供給される。そしてＳＷＩ〜ＳＷｎが指定の放電時刻
設定タイミングに従って閉路作動されると各パルス発生
回路ＰＧ１〜ＰＧｎから発生するパルス電流が重畳され
、大電流でパルス幅の広いパルス電流を負荷１２に供給
することができる。この場合各スイッチＳＷ１〜ＳＷｎ
には各パルス発生回路ＰＧＩ〜ＰＧｎからの電流のみが
流れるため、各スイッチＳＷＩ〜ＳＷｎを小容量のもの
とすることができる。

また本実施例においては、最後に閉路作動が行なわれる
スイッチＳＷｎの出力側にはパルス波形整形回路１４が
設けられており、このパルス波形整形回路１４によって
、パルス発生回路ＰＧｎの出力電流の立ち下がりを急峻
なものとする送電圧印加処理が行なわれるため、負荷１
２には方形波のパルス電流を供給することができる。

次に、スイッチング手段としてサイリスタを用いた実施
例を第２図により説明する。

本実施例は、スイッチＳ　Ｗ　１−　Ｓ　Ｗ　ｎの代り
にサイリスタＴ１〜Ｔｎを用い、パルス波形整形回路１
４の代りに、パルス波形整形の機能を有する逆電圧発生
回路１６を設けたものであり、他の構成は第１図のもの
と同様であるので、第１図と同一のものには同一符号を
付してそれらの説明は省略する。

各サイリスタＴｌ−Ｔｎは陰極端子が負荷１２に接続さ
れ、陽極端子がパルス発生回路ＰＧＩ〜ＰＧｎに接続さ
れ、ゲート端子が点弧信号発生回路（図示省略）に接続
されている。

上記構成において、各サイリスタＴ１〜Ｔｎのゲートに
点弧信号が供給されていないときには、各パルス発生回
路ＰＧＩ〜ＰＧｎの出力側が遮断され、各パルス発生回
路ＰＧＩ〜ＰＧｎのフィルタ素子には直流電源１０から
の電力が供給され、各コンデンサが電源電圧まで充電さ
れる。

次に、各サイリスタＴ１〜Ｔｎのゲートに、指定の放電
時刻設定タイミングに従って順番に点弧パルスを与える
とサイリスタＴ１〜Ｔｎが順番に導通する。これにより
各パルス発生回路ＰＧＩ〜ＰＧｎからは順番にパルス電
流が発生しこのパルス電流が負荷１２に供給される。こ
のときのパルス電流は第１図のときと同様に大電流でパ
ルス幅の広いパルス電流が負荷１２に供給されることに
なる。

ここで、サイリスタＴ１が導通してパルス発生回路ＰＧ
Ｉの各コンデンサの電荷が放電するとサイリスタＴ１の
陽極端子側の電位が低下する。この状態で次にサイリス
タＴ２が導通するとサイリスタＴ１の陽極端子は陰極端
子よりも電位が下がり、サイリスタＴ１の陽極端子と陰
極端子間（入出力間）には逆電圧が印加されたこととな
り、サイリスタＴ１が遮断状態に移行する。この動作を
繰り返すことにより、最終段のサイリスタＴｎ以外は、
各サイリスタに遮断回路を設けなくてもサイリスタを遮
断状態に移行させることができる。

一方、逆電圧発生回路１６はサイリスタ１８及び直流電
源２０から構成さ九ており、サイリスタ１８のゲートに
点弧信号発生回路から点弧パルスを印加すると、サイリ
スタＴｎの陽極端子と、陰極端子間に逆電圧が印加され
サイリスタＴｎが遮断状態に移行するようになっている
。このためサイリスタＴｎが導通した後逆電圧発生回路
１６からサイリスタＴｎに逆電圧を印加すれば、サイリ
スタＴｎを遮断状態に移行させることができると共に、
負荷１２に供給されるパルス電流の立ち下がりを急峻な
ものとすることができ、負荷１２には理想的な方形波に
近いパルス電流を供給することが可能となる。

次に、真空用遮断器用真空バルブの真空圧力測定装置に
、第２図のパルス電流発生装置を用いた実施例について
第３図及び第４図に従って説明する。

第３図において、真空圧力測定装置は真空バルブ３０１
、直流高電圧発生電源３０２、励磁ソレノイド３０３、
主制御回路３０４、イオン電流横比回路３０５、イオン
電流検出遅延回路３０６、励磁パルス発生回路３０７．
電離性放射線発生遅延回路３０８、電離性放射線発生器
３０９、シャッタ３１０を備えて構成されている。真空
バルブ３０１の周囲には励磁ソレノイド３０３が配置さ
れており、真空バルブ３０１の一方の電極に直流高電圧
発生電源３０２が接続され、他方の電極にはイオン電流
検出回路３０５が接続されている。

そして励磁ソレノイド３０３には励磁パルス発生回路３
０７からの励磁パルスが与えられて真空パル１３０１周
囲に磁界が形成されるようになっている。この真空バル
ブ３０１にはシャッタ３１０を介して電離性放射線発生
器３０９から電離性放射線が照射されるようになってい
る。この放射線としては、例えば”ｃｏによるγ線、Ｘ
線管によるＸ線が照射されるようになっている。真空バ
ルブ３０１を流れるイオン電流がイオン電流検出回路３
０５によって検出されるようになっている。

そして各回路の作動が主制御回路３０４からの制御信号
によって制御されるようになっている。

また励磁パルス発生回路３０７に、第２図に示されるパ
ルス電流発生装置が用いられており、励磁ソレノイド３
０３には大電流でパルス幅の広い励磁パルスが印加され
るようになっている。

上記構成において、主制御回路３０４のスイッチを投入
すると、直流高電圧発生電源３０２が作動し、真空バル
ブ３０１に、第４図の（Ａ）に示されるような高電圧が
印加される。この高電圧が飽和した時点で励磁パルス発
生回路３０７を作動させると、第４図の（Ｂ）に示され
るように、励磁パルス発生回路３０７から励磁ソレノイ
ド３０３にパルス幅が広く大電流の励磁パルスが供給さ
れ、励磁ソレノイド３０３から磁界が発生する。

この後一定の遅延時間τの後電離性放射線発生器３０９
から真空バルブ３０１に放射線を照射すると真空バルブ
３０１にイオン電流が流れる。このイオン電流をイオン
電流検出回路３０５で検出することにより真空圧力を測
定することができる。

本実施例によれば、励磁パルス発生回路３０７とし、で
、第２図に示されるパルス信号発生装置を用い、大電流
でパルス幅の広い励磁パルスを励磁ソレノイド３０３に
供給するようにしたため、励磁ソレノイド３０３の巻き
数を低減することができ、励磁ソレノイド３０３の小形
軽量化を図ることが可能となる。従って真空圧力測定装
置の可搬性の装置として構成することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、コイルとコンデ
ンサとをフィルタ素子に含む複数のパルス発生回路から
ｊ＠番にパルスを発生させるようにしたため、大電流で
パルス幅が可変となるパルス電流を発生させることがで
きる。更にスイッチング手段として小容量のものを用い
ることができ、装置の小形軽量化に寄与することができ
る。

また真空圧力測定装置の励磁パルス発生回路にパルス電
流発生装置を用いることにより励磁ソレノイドの小形化
が図れ、装置全体の小形軽量化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は本発
明の他の実施例を示す構成図、第３図は第２図に示す装
置を用いた真空圧力測定装置の構成図、第４図は第３図
に示す装置の各部の波形図である。 １０・直流電源、１２・負荷、 ］４・・パルス波形整形回路、 １６・・・逆電圧発生回路、１８・・・サイリスタ、２
０・・・直流電源、Ｒ１−Ｒｎ・・・抵抗、ＰＧＩ〜Ｐ
Ｇｎ・・・パルス発生回路、Ｔ１〜Ｔｎ・・サイリスタ
、 Ｓ　Ｗ　１−　Ｓ　Ｗ　ｎ　−数値、 Ｃ１〜Ｃｎコンデンサ、Ｌ１〜Ｌｎ・・・コイル。 ３０７　謙ｉｉ／ｆｉｌ？　ｊｆ−Ｚ！睨４−第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コイルとコンデンサとがフィルタ素子として多段に
   縦続接続されている複数のパルス発生回路と、各パルス
   発生回路の出力側と負荷とを結ぶ回路をそれぞれ開閉す
   る複数のスイッチング手段と、すべてのスイッチング手
   段を開路作動させた後各スイッチング手段を順番に閉路
   作動させるスイッチング駆動手段とを備え、各パルス発
   生回路の入力側がそれぞれ直流電源に接続され、出力側
   が各スイッチング手段を介して負荷に接続されているパ
   ルス電流発生装置。 ２、閉路作動が最後に行なわれるスイッチング手段に対
   応したパルス発生回路の出力側に、パルス波形整形回路
   を設けてなる請求項１記載のパルス電流発生装置。 ３、各スイッチング手段はサイリスタで構成され、スイ
   ッチング駆動手段は各サイリスタのゲートへ順番に点弧
   信号を供給する点弧信号発生回路で構成されている請求
   項１記載のパルス電流発生装置。 ４、閉路作動が最後に行なわれるサイリスタに対応した
   パルス発生回路の出力側に、前記サイリスタの点弧後に
   サイリスタの入出力間に逆電圧を印加する逆電圧発生回
   路を設けてなる請求項３記載のパルス電流発生装置。 ５、各スイッチング手段の閉路作動時間はパルス電流値
   に応じて設定されてなる請求項１、２、３又は４記載の
   パルス電流発生装置。 ６、被測定体としての真空バルブの周囲に励磁パルスを
   受けて磁界を形成する励磁ソレノイドと、励磁ソレノイ
   ドに励磁パルスを与える励磁パルス発生回路と、真空バ
   ルブの電極に直流高電圧を印加する直流高電圧発生電源
   と、真空バルブを流れるイオン電流を検出するイオン電
   流検出回路と、真空バルブに電離性放射線を照射する電
   離性放射線発生器を有し、励磁パルス発生回路として、
   請求項１〜５のうちいずれか１つの項に記載のパルス電
   流発生装置を用いてなる真空遮断器用真空バルブの真空
   圧力測定装置。