JPH0376088B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高電圧を発生する電源または高電位
に存在する電源より、負荷に電力を供給する給電
路に位置する装置に関する。

この種、高電圧絶縁用給電装置の例として、核
融合用中性粒子入射装置用の電源装置の場合をあ
げて説明する。

その核融合用中性粒子入射装置とは、中性の水
素原子H°をイオンH⁺し、そのイオン化したH⁺粒
子に直流高電圧（100^kV相当）を印加して加速す
る装置である。

第１図は、核融合用中性粒子入射装置に必要な
電源構成を示すブロツク線図である。

それらの必要な電源としては水素原子H°を安
定にイオン化する為に、低電圧大電流のアーク電
源１、フイラメント電源２、ソースコイル電源３
等の各電源の外に、イオン化粒子H⁺を加速する
為の直流高電圧を発生する加速電源４等から主に
構成される。

アーク電源１、フイラメント電源２、ソースコ
イル電源３は、高電位に浮いた状態で使用される
ように、それら電源からの給電線５は各々大地か
ら絶縁する為に、シールド５ａ付の高耐圧の絶縁
ケーブルを使用するか、もしくは負荷６と電源間
の距離が近いこともあつて、シールド５ａなしの
ケーブルで架空配線を行なつていた。

しかし、シールド５ａ付の絶縁ケーブルで配線
を行なう前者の場合は、負荷６と電源１〜４との
間の距離が増大すると、給電線５とシールド５ａ
間の総対地静電容量が非常に増加する。ところ
が、負荷端でしばしば地絡事故が発生することか
ら、この静電エネルギーで負荷が破損するという
恐れが生じていた。また、高耐圧の絶縁ケーブル
を長距離で何本も布設する必要があることから、
経済的にも問題が生じていた。

シールド５ａなしのケーブルで架空配線を行な
う後者の場合には、距離が増大すると給電路にお
ける他設備との絶縁スペースが増加し、人身に対
する安全も非常に問題となる。

ここにおいて本発明は、高電位を持つ多数の電
線を対地静電容量を増大させることなく、安全性
の高いコンパクトな高電圧絶縁用給電装置を提供
することを目的とする。

第２図は本発明の一実施例の構成図、第３図は
その１部断面図である。

本発明による高電圧絶縁用給電装置の一構成例
を、第２図及び第３図を用いて説明する。

第２図において、７は金属管であり、高電位に
ある多数の電線９を収納しており、ほぼ電線９と
同電位に電位固定する。８は外部金属管であり大
地電位に電位固定されており、内部の金属管７と
の間隙は大気より絶縁性能のよいガス体１０で絶
縁されている。１１は金属管７の荷重を支える為
に用いられる絶縁スペーサである。

１２は絶縁物で作製した容器である。１３は中
心部に貫通孔を有する磁性体であり、内部に高電
位の電線９を多数収納する金属管７をこの磁性体
１３の中心部に貫通させている。絶縁物の容器１
２の下部の端板は外部金属管８に結合する。上部
の端板にはさらに金属容器１９をとりつける。上
部の端板の中心には孔があけてあり、金属管７は
この孔をとおつて金属容器１９に入る。容器１２
は絶縁物製であるので、下部の端板は大地電位と
なり、上部の端板は金属管７に近い電位となる。

１４は、種々の形状のものを有する金属管８を
適当な長さに分割した管路１５ａ，１５ｂの間に
挿入する作業容器で、管路１５ａ，１５ｂの金属
管７内に収納されている電線９を接続作業する為
のスペースを確保している。１６は、作業容器１
４の下部に設けられている集塵箱であり、管路１
５ａ，１５ｂのガス体１０に混入した塵埃を除去
するために設けてある。

１９は、この高電圧絶縁用給電装置の終端部に
設けられた金属容器でガス体１０が充填されてい
る。この金属容器１９の面には、電線９を外気に
曝されてある電線２０と取合う為の端子部１７も
しくはブツシング１８が設けられている。

管路１５のＸ−X′部断面を第３図が示してい
る。

第４図は、金属管７に収納される電線９にシー
ルド９ａのケーブルを用いた場合のシールド９ａ
の電位固定の方法を示す図である。

９ｃはケーブルの外部絶縁物であり、９ｂはケ
ーブルの心線である。ケーブルのシールド９ａは
ケーブルの両端において引き出された電位固定線
９ｄにより、金属管（高電位）７に電位固定され
ている。

電線９がシールドを有しない場合には、上述の
第４図において９ａと９ｂがないことになる。す
なわち、電線９は絶縁物を表面につけたまま金属
管７に入り金属管７を出る。絶縁物は、少くとも
金属管７の端から心線９ｂと金属管７の電位差に
応じた沿面距離をとつて除去する。最も長くは、
端子やブツシングに接続する部分までつけておい
てもよい。これはケーブルのシールド下の絶縁物
についても同様である。

このようにして構成された本発明は次のような
作用を行ないそれに付随する効果を伴う。

○イ 本発明においては、金属管７に高電位にある
電線９を一括収納してあるが、金属管７と電線
９はほぼ同電位に保つことができるため、電線
９は耐圧の小さい電線を用いることができる。

したがつて、電線９の本数が多く距離が長い
場合には、各電線９に高耐圧絶縁ケーブルを用
いる場合に比べ、非常に経済的となる。

また、高電位にある金属管７はガス体１０で
絶縁されており、その絶縁距離は普通の絶縁ケ
ーブルのシールド〜心線間の絶縁距離に比べ数
10倍〜数100倍長くとれるため、高電位にある
電線が大地に対してもつ静電容量を大幅に低減
することが可能である。

一方、従来の高電圧絶縁用ケーブルは絶縁体
の占める体積が大きいため、電線９の本線が大
きい場合または電圧が高い場合には、その全体
の占有スペースが増加するが、本発明による
と、それらの影響によるスペースの増加は低減
することができ、コンパクト化が可能である。

○ロ 本発明においては、給電装置の終端部に絶縁
物で作製した容器１２を配設することにより、
多数の内部収納電線９の高電圧の端末処理が一
括してできる。

すなわち、電線の表面あるいはシールドを大
地電位までおとすことなく、大地電位と心線電
位の中間の電位（金属管７の電位）にし、さら
に、雰囲気の絶縁性を高めるので、心線とシー
ルドや電線表面とのあいだの沿面絶縁を短くま
た簡略にして、第２図のように多数のピンを有
する端子板に接続することができる。

従来の高電圧絶縁用ケーブルを用いた場合に
は、各々１本、１本端末処理をする必要がある
ことから、本発明の場合の一括処理の方が、経
済的に有利であるとともに、端末部のコンパク
ト化が可能となる。

○ハ 本発明において、適当な長さの管路１５ａ，
１５ｂに分割し、かつ管路１５ａ，１５ｂ間に
作業容器を設けることにより、現地での搬入、
据付、分解組立、配線作業、保守が容易とな
る。

○ニ 本発明において、容器１２中に磁性体１３を
用いているが、これは給電装置が大地に対して
有する静電電荷エネルギーを、負荷端での地絡
時に吸収するためのものである。

従来は、気中に設置していた為、非常に大き
な対外物との絶縁スペースを必要としていた。

本発明により、大気より絶縁性能の良いガス
体１０中に収納することになる為、コンパクト
化が可能である。

○ホ 本発明により、外部金属管（大地電位）８を
例えば第１の加速電源４の接地電位側にある帰
路導体５ｂとして用いることにより、同軸ケー
ブル（図示していない）にした場合とほぼ同様
に、高電位部の電線９との相互インダクタンス
効果により、配線の総インダクタンスを低減す
ることが可能である。

○ヘ 本発明において、第４図に示す様に、金属管
７に収納するケーブル９のシールド９ａをその
両端にて金属管７に接続することにより負荷６
端での地絡時に種々の電線９相互間及び電線９
と金属管７とに発生する過渡的な過電圧を抑制
することが可能である。

○ト 本発明においては、作業容器１４下部に集塵
箱１６を設けることにより、本給電装置の製作
時に混入した塵埃の除去が容易となる。

かくして、本発明は、従来装置に比較して、経
済的であり、静電容量を大幅に低減し、占有スペ
ースを縮少し、端末一括処理ができ、現地作業が
容易であり、配線の総インダクタンスを低減し、
端末地絡の過電圧の抑制と、装置の保守が能率的
になされうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は核融合用中性粒子入射装置の電源構成
を示す概略図、第２図は本発明の一実施例の構成
図、第３図は第２図のＸ−X′部断面図、第４図
はこの実施例における高電圧絶縁用給電装置の中
に収納されるケーブルのシールド方式の手段を示
す説明図である。 １……アーク電源、２……フイラメント電源、
３……ソースコイル電源、４……加速電源、５…
…電源１〜４からの給電線（高電位）、５ａ……
給電線５のシールド、５ｂ……加速電源４の帰路
導体、６……負荷、７……金属管（高電位）、８
……金属管（大地電位）、９……絶縁被覆可撓電
線（高電位）で９ａはそのシールド、９ｂはその
心線、９ｃは絶縁物、９ｄは電位固定線、１０…
…大気より絶縁性能のよいガス体、１１……支持
用絶縁スペーサ、１２……絶縁物からなる容器、
１３……磁性体、１４……作業容器、１５ａ，１
５ｂ……適当な長さ形状を有する管路、１６……
集塵箱、１７……端子部、１８……ブツシング、
１９……金属容器、２０……外気にある電線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の電源と負荷を接続する高電位にある複
   数の小耐圧絶縁電線を有し、これらの電線とほぼ
   同電位にありこれらを収納する１個もしくは複数
   個の第１の金属管を設け、この第１の金属管をそ
   の外周を被いそれにより大きな口径を有する第２
   の金属管に挿入貫通させ、第２の金属管を大地電
   位に電位固定し、この第２の金属管の終端に絶縁
   物の容器を取付け、この容器の内に中心部に貫通
   穴を有する磁性体を設け、前記第１の金属管をこ
   の磁性体中心部に貫通させ、前記絶縁物の容器の
   他端を高電位として前記電線を引出し、第１の金
   属管と第２の金属管の間〓および絶縁物の容器に
   大気より絶縁性能のよいガス体を充填したことを
   特徴とする高電位絶縁用給電装置。 ２ 絶縁物の容器の他端に、絶縁性能のよいガス
   体を充填した金属容器を具備し、この金属容器の
   表面にブツシングまたは端子台を設けた特許請求
   の範囲第２項記載の高電圧絶縁用給電装置。 ３ 第１の金属管、第２の金属管及び第１の金属
   管内に収納される小耐圧絶縁電線がその長さ方向
   に複数個に分割され、それらの第１の金属管、第
   ２の金属管、小耐圧絶縁電線で構成される管路間
   に、小耐圧絶縁電線を接続処理する作業容器を設
   けた特許請求の範囲第１項記載の高電圧絶縁用給
   電装置。 ４ 第２の金属管を高電圧直流電源の大地電位側
   に設けた出力端子に接続し、この第２の金属管を
   負荷の給電線の一部とした特許請求の範囲第１項
   記載の高電圧絶縁用給電装置。 ５ 小耐圧絶縁電線にシールドを有する電線を用
   い、この電線のシールドを電線の両端より引出し
   て、第１の金属管の両端に接続した特許請求の範
   囲第１項記載の高電圧絶縁用給電装置。 ６ 作業容器の下部に集塵箱を設けた特許請求の
   範囲第３項記載の高電圧絶縁用給電装置。