JPH0429420Y2 - - Google Patents
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- JPH0429420Y2 JPH0429420Y2 JP12367885U JP12367885U JPH0429420Y2 JP H0429420 Y2 JPH0429420 Y2 JP H0429420Y2 JP 12367885 U JP12367885 U JP 12367885U JP 12367885 U JP12367885 U JP 12367885U JP H0429420 Y2 JPH0429420 Y2 JP H0429420Y2
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- JP
- Japan
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- voltage
- rectifier
- series
- rectifying
- power supply
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 9
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- 206010014357 Electric shock Diseases 0.000 description 2
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Landscapes
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔考案の属する技術分野〕
本考案は電鉄用直流変電所等に設置される高電
圧整流装置において、各整流アームに配された直
列整流素子の耐電圧不良などの故障判定装置に関
する。
圧整流装置において、各整流アームに配された直
列整流素子の耐電圧不良などの故障判定装置に関
する。
この種の整流装置においては、発熱部の冷却性
能を向上するために装置を密閉金属容器に収納し
てフロン等の冷媒の潜熱や絶縁油等の顕熱を利用
して冷却を行う方式が採用されており、素子の故
障判定のための端子をすべての整流素子から密閉
金属容器の外部に引き出しておくことは著しい経
済的不利益をもたらすために、なるべく少ない数
の外部端子を利用してすべての素子の故障を作業
に安全な低電圧電源によつて簡単にチエツクでき
るものが求められている。
能を向上するために装置を密閉金属容器に収納し
てフロン等の冷媒の潜熱や絶縁油等の顕熱を利用
して冷却を行う方式が採用されており、素子の故
障判定のための端子をすべての整流素子から密閉
金属容器の外部に引き出しておくことは著しい経
済的不利益をもたらすために、なるべく少ない数
の外部端子を利用してすべての素子の故障を作業
に安全な低電圧電源によつて簡単にチエツクでき
るものが求められている。
第３図は従来技術の一例を示す六相全波整流装
置の主整流回路の構成図、第４図は第３図におけ
る一つの整流アームの構成および耐電圧チエツク
方法を示す接続図である。第３図において、１な
いし６は各相の主整流アームであり、これら主整
流アームを収納した金属密閉容器には交流入力端
子Ｒ，Ｓ，Ｔおよび直流出力端子Ｐ，Ｎが設けら
れている。第４図は主整流アーム１の構成および
故障判定回路を示したもので、直流出力電圧
1500Vの電鉄用整流装置の一般的な構成を示した
ものである。直列整流アーム１０は３個の整流素
子１１，１２，１３からなり、それぞれ並列にス
ナバコンデンサ７およびスナバ抵抗８からなるス
ナバ回路２１，２２，２３および分圧抵抗器３
１，３２，３３を備えるとともに、直列整流アー
ム１０の中間電位点から１個のチエツク端子u1が
引き出されている。３９は故障判定用の直流また
は商用周波電源装置であり、Ｐ，Ｒ端子に導電接
続可能に形成されるとともに、Ｐ，u1端子間の電
圧V1は分圧電圧計４１により、またu1，Ｒ間の
電圧V2は分圧電圧計４２によりそれぞれ測定で
きるよう構成されている。仮に、整流素子１１，
１２，１３、スナバ回路２１，２２，２３それぞ
れのスナバコンデンサ７、および分圧抵抗３１，
３２，３３がいずれも健全であれば、分圧電圧計
４１および４２の分圧比は整流素子の直列数に比
例してV1：V2＝２：１となる筈であり、若し素
子１１が故障して逆方向の抵抗が零であれば分圧
比は１：１に変化する。したがつて、故障判定装
置を前述のように構成すれば、直列整流アーム１
０の整流素子１１，１２，１３それぞれからチエ
ツク端子を引き出さないでも、各素子の故障を検
知することができる。
置の主整流回路の構成図、第４図は第３図におけ
る一つの整流アームの構成および耐電圧チエツク
方法を示す接続図である。第３図において、１な
いし６は各相の主整流アームであり、これら主整
流アームを収納した金属密閉容器には交流入力端
子Ｒ，Ｓ，Ｔおよび直流出力端子Ｐ，Ｎが設けら
れている。第４図は主整流アーム１の構成および
故障判定回路を示したもので、直流出力電圧
1500Vの電鉄用整流装置の一般的な構成を示した
ものである。直列整流アーム１０は３個の整流素
子１１，１２，１３からなり、それぞれ並列にス
ナバコンデンサ７およびスナバ抵抗８からなるス
ナバ回路２１，２２，２３および分圧抵抗器３
１，３２，３３を備えるとともに、直列整流アー
ム１０の中間電位点から１個のチエツク端子u1が
引き出されている。３９は故障判定用の直流また
は商用周波電源装置であり、Ｐ，Ｒ端子に導電接
続可能に形成されるとともに、Ｐ，u1端子間の電
圧V1は分圧電圧計４１により、またu1，Ｒ間の
電圧V2は分圧電圧計４２によりそれぞれ測定で
きるよう構成されている。仮に、整流素子１１，
１２，１３、スナバ回路２１，２２，２３それぞ
れのスナバコンデンサ７、および分圧抵抗３１，
３２，３３がいずれも健全であれば、分圧電圧計
４１および４２の分圧比は整流素子の直列数に比
例してV1：V2＝２：１となる筈であり、若し素
子１１が故障して逆方向の抵抗が零であれば分圧
比は１：１に変化する。したがつて、故障判定装
置を前述のように構成すれば、直列整流アーム１
０の整流素子１１，１２，１３それぞれからチエ
ツク端子を引き出さないでも、各素子の故障を検
知することができる。
第５図は整流素子の逆方向電圧、電流特性の一
例を示す特性線図であり、曲線１０１および１０
２は特性のばらつきの代表例を示したものであ
る。図から明らかなように、曲線は非線形特性を
示しており、このため逆方向電圧のレベルにより
等価抵抗が変化する。いま、逆方向電圧Vbを素
子の定格ピーク繰返し逆電圧、Vaを数十Ｖの低
電圧とし、Ib1，Ib2およびIa1，Ia2をそれぞれ電
圧VbおよびVaにおける逆方向電流とすると、電
圧Vbにおける等価抵抗はVb／Ib1、Vb／Ib2、電
圧Vaにおける等価抵抗はVa／Ia1、Va／Ia2で表
わされる。仮にVb＝3000V、Va＝50V、Ia1≒
Ib1＝0.1mA、Ia2≒Ib2＝10mAと仮定すると、曲
線１０１の特性を有する素子の等価抵抗はVb／
Ib1＝30MΩ，Va／Ia1＝0.5MΩ，曲線１０２の特
性を有する素子の等価抵抗はVb／Ib2＝0.3MΩ，
Va／Ia2＝0.005MΩとなり、素子間で約100倍、
電圧Vb，Va間で約60倍の差を生ずる。このよう
に整流素子の等価抵抗は素子の特性のばらつきに
よつて大幅に変化するので、直列整流素子１０に
おいてはVb領域における各整流素子の電圧分担
を均等化するために、数十KΩの分圧抵抗器３
１，３２，３３、あるいは１〜2μFのスナバコン
デンサ７を設けるよう構成されている。
例を示す特性線図であり、曲線１０１および１０
２は特性のばらつきの代表例を示したものであ
る。図から明らかなように、曲線は非線形特性を
示しており、このため逆方向電圧のレベルにより
等価抵抗が変化する。いま、逆方向電圧Vbを素
子の定格ピーク繰返し逆電圧、Vaを数十Ｖの低
電圧とし、Ib1，Ib2およびIa1，Ia2をそれぞれ電
圧VbおよびVaにおける逆方向電流とすると、電
圧Vbにおける等価抵抗はVb／Ib1、Vb／Ib2、電
圧Vaにおける等価抵抗はVa／Ia1、Va／Ia2で表
わされる。仮にVb＝3000V、Va＝50V、Ia1≒
Ib1＝0.1mA、Ia2≒Ib2＝10mAと仮定すると、曲
線１０１の特性を有する素子の等価抵抗はVb／
Ib1＝30MΩ，Va／Ia1＝0.5MΩ，曲線１０２の特
性を有する素子の等価抵抗はVb／Ib2＝0.3MΩ，
Va／Ia2＝0.005MΩとなり、素子間で約100倍、
電圧Vb，Va間で約60倍の差を生ずる。このよう
に整流素子の等価抵抗は素子の特性のばらつきに
よつて大幅に変化するので、直列整流素子１０に
おいてはVb領域における各整流素子の電圧分担
を均等化するために、数十KΩの分圧抵抗器３
１，３２，３３、あるいは１〜2μFのスナバコン
デンサ７を設けるよう構成されている。
ところで、保守点検時における故障判定は、点
検作業者の感電に対する安全性を考慮して50V以
下の低電圧の故障判定装置を用いて行うことが求
められている。しかしながら、直流または商用周
波交流電圧を用いて行う従来の故障判定装置にお
いては、電流電圧Ｖを50V以下とした場合には、
健全な整流素子でも等価抵抗が数KΩオーダにま
で低下してしまうために、スナバコンデンサ７お
よび分圧抵抗器３１，３２，３３のインピーダン
スが高過ぎて十分な分圧効果が得られず、例えば
整流素子１１，１２，１３の中に特性曲線１０２
で表わされる特性を有する素子が含まれていた場
合、その素子は電圧をほとんど分担しないので、
その素子が故障しているものと誤判定してしまう
という問題があり、このような誤判定を避けるた
めに作業者の安全性を犠牲にして500V程度の高
電圧の直流または商用周波電圧を用いて故障判定
を行なつているのが実情である。
検作業者の感電に対する安全性を考慮して50V以
下の低電圧の故障判定装置を用いて行うことが求
められている。しかしながら、直流または商用周
波交流電圧を用いて行う従来の故障判定装置にお
いては、電流電圧Ｖを50V以下とした場合には、
健全な整流素子でも等価抵抗が数KΩオーダにま
で低下してしまうために、スナバコンデンサ７お
よび分圧抵抗器３１，３２，３３のインピーダン
スが高過ぎて十分な分圧効果が得られず、例えば
整流素子１１，１２，１３の中に特性曲線１０２
で表わされる特性を有する素子が含まれていた場
合、その素子は電圧をほとんど分担しないので、
その素子が故障しているものと誤判定してしまう
という問題があり、このような誤判定を避けるた
めに作業者の安全性を犠牲にして500V程度の高
電圧の直流または商用周波電圧を用いて故障判定
を行なつているのが実情である。
本考案は前述の状況に鑑みてなされたもので、
作業者の安全性を損うことの無い低電圧電源を用
いて直列整流アームの各整流素子の故障を確実に
検知できる直列整流素子の故障判定装置を提供す
ることを目的とする。
作業者の安全性を損うことの無い低電圧電源を用
いて直列整流アームの各整流素子の故障を確実に
検知できる直列整流素子の故障判定装置を提供す
ることを目的とする。
本考案は、出力周波数0.5ないし5KHzの交流低
電圧電源を用いてスナバ回路のスナバコンデンサ
のインピーダンスを低減してスナバコンデンサが
分圧コンデンサとして機能するよう構成したこと
により、直列整流アーム中に等価抵抗が数KΩの
整流素子が含まれていても、各整流素子にほぼ均
等に電圧を分担させることができ、したがつて素
子故障を安全かつ確実に判定できるようにしたも
のである。
電圧電源を用いてスナバ回路のスナバコンデンサ
のインピーダンスを低減してスナバコンデンサが
分圧コンデンサとして機能するよう構成したこと
により、直列整流アーム中に等価抵抗が数KΩの
整流素子が含まれていても、各整流素子にほぼ均
等に電圧を分担させることができ、したがつて素
子故障を安全かつ確実に判定できるようにしたも
のである。
以下本考案を一実施例に基づいて説明する。
第１図は本考案の実施例を示す要部の接続図で
あり、第３図の整流装置の直列整流アーム１への
適用例を示したものである。図において、３個の
整流素子１１，１２，１３、スナバ回路２１，２
２，２３、分圧抵抗器３１，３２，３３からなる
直列整流アームのＰ，Ｒ端子間には出力電圧が
50V以下、周波数が0.5ないし5KHzの交流低電圧
電源回路４０が導電接続可能に設けられており、
整流素子１２と１３との間の中間電位点から引き
出されたチエツク端子u1と端子ＰおよびＲ間には
分圧測定用の電圧計４１および４２が配されてい
る。上述のように構成された直列整流素子の故障
判定装置において、交流低電圧電源回路４０から
周波数0.5〜5KHzの交流低電圧ＶをＰ，Ｒ端子間
に印加したと仮定すると、静電容量１〜2μFのス
ナバコンデンサ７のインピーダンスは数百Ω以下
に低下し、スナバコンデンサ７が低インピーダン
スの分圧コンデンサとして機能する。したがつ
て、第５図についてすでに説明したように、整流
素子１１，１２，１３の低電圧Vaにおける等価
抵抗が数ないし数百KΩの範囲でばらついたとし
ても、整流素子１１，１２，１３はそれぞれの等
価抵抗にほとんど無関係に印加電圧Ｖのそれぞれ
ほぼ三分の一の電圧を分担する。したがつて、故
障判定装置の分圧電圧計４１は印加電圧Ｖの三分
の二の電圧V1を、電圧計４２は三分の一の電圧
V2を指示する。若し、整流素子１１が故障して
逆方向抵抗が零近くに低下していれば、V1およ
びV2はそれぞれ等しい電圧値を示し、また整流
素子１３が故障していた場合にはV2がほとんど
零を指示するので、直列整流素子の故障を作業者
が安全に取扱える50V以下の低電圧で判定するこ
とができる。また直列整流アーム中の整流素子数
を４個とした場合についても同様に、一つのチエ
ツク端子を設けるだけで素子の故障を判定するこ
とができる。
あり、第３図の整流装置の直列整流アーム１への
適用例を示したものである。図において、３個の
整流素子１１，１２，１３、スナバ回路２１，２
２，２３、分圧抵抗器３１，３２，３３からなる
直列整流アームのＰ，Ｒ端子間には出力電圧が
50V以下、周波数が0.5ないし5KHzの交流低電圧
電源回路４０が導電接続可能に設けられており、
整流素子１２と１３との間の中間電位点から引き
出されたチエツク端子u1と端子ＰおよびＲ間には
分圧測定用の電圧計４１および４２が配されてい
る。上述のように構成された直列整流素子の故障
判定装置において、交流低電圧電源回路４０から
周波数0.5〜5KHzの交流低電圧ＶをＰ，Ｒ端子間
に印加したと仮定すると、静電容量１〜2μFのス
ナバコンデンサ７のインピーダンスは数百Ω以下
に低下し、スナバコンデンサ７が低インピーダン
スの分圧コンデンサとして機能する。したがつ
て、第５図についてすでに説明したように、整流
素子１１，１２，１３の低電圧Vaにおける等価
抵抗が数ないし数百KΩの範囲でばらついたとし
ても、整流素子１１，１２，１３はそれぞれの等
価抵抗にほとんど無関係に印加電圧Ｖのそれぞれ
ほぼ三分の一の電圧を分担する。したがつて、故
障判定装置の分圧電圧計４１は印加電圧Ｖの三分
の二の電圧V1を、電圧計４２は三分の一の電圧
V2を指示する。若し、整流素子１１が故障して
逆方向抵抗が零近くに低下していれば、V1およ
びV2はそれぞれ等しい電圧値を示し、また整流
素子１３が故障していた場合にはV2がほとんど
零を指示するので、直列整流素子の故障を作業者
が安全に取扱える50V以下の低電圧で判定するこ
とができる。また直列整流アーム中の整流素子数
を４個とした場合についても同様に、一つのチエ
ツク端子を設けるだけで素子の故障を判定するこ
とができる。
第２図は第１図における交流低電圧電源回路の
一例を示す接続図であり、交流電源４３の電流を
整流器４４およびチヨークコイル４５、コンデン
サ４６で平滑な直流に変換し、0.5〜5KHzでスイ
ツチングするトランジスタ４７Ａ，４７Ｂで矩形
波に変換し、変圧器４８およびＬ，Ｃフイルター
４９，５０により波形を整形することにより、周
波数0.5〜5KHzのほぼ正弦波の低電圧交流電圧を
出力端子５１側に得ることができる。なお第１図
において、交流電圧電源回路４０の出力電圧の正
負各サイクルのうち半サイクル分は整流素子１
１，１２，１３が順方向であることによつて短絡
されることになる。この順方向電流は故障判定に
は影響を及ぼさないが、電源回路が繰返し短絡さ
れることによる影響を受けることになる。したが
つて変圧器４８の漏れインピーダンスを大きくす
るなどの対策により短絡電流の大きさを抑制する
か、あるいは電源回路の出力端に半波整流器を設
けて短絡電流の発生を阻止することが好ましい。
一例を示す接続図であり、交流電源４３の電流を
整流器４４およびチヨークコイル４５、コンデン
サ４６で平滑な直流に変換し、0.5〜5KHzでスイ
ツチングするトランジスタ４７Ａ，４７Ｂで矩形
波に変換し、変圧器４８およびＬ，Ｃフイルター
４９，５０により波形を整形することにより、周
波数0.5〜5KHzのほぼ正弦波の低電圧交流電圧を
出力端子５１側に得ることができる。なお第１図
において、交流電圧電源回路４０の出力電圧の正
負各サイクルのうち半サイクル分は整流素子１
１，１２，１３が順方向であることによつて短絡
されることになる。この順方向電流は故障判定に
は影響を及ぼさないが、電源回路が繰返し短絡さ
れることによる影響を受けることになる。したが
つて変圧器４８の漏れインピーダンスを大きくす
るなどの対策により短絡電流の大きさを抑制する
か、あるいは電源回路の出力端に半波整流器を設
けて短絡電流の発生を阻止することが好ましい。
本考案は前述のように、故障判定装置の電源回
路の出力電圧の周波数を0.5〜5KHzとするよう構
成した。その結果、直列整流アームの高圧整流素
子に並列接続されたスナバ回路に配された静電容
量１〜2μFのスナバコンデンサのインピーダンス
を数百Ω以下に大幅に低減させ、50V以下の低電
圧においても低インピーダンスの分圧コンデンサ
として機能させることができるので、整流素子の
等価抵抗が50V以下の低電圧領域で数KΩないし
数百KΩに低下かつ大幅にばらついた場合におい
ても、等価抵抗にほとんど関係なく各整流素子に
ほぼ均等に電圧を分担させることができ、したが
つて整流素子の故障を簡単かつ確実に判定できる
直列整流素子の故障判定装置を提供できる。ま
た、故障判定を50V以下の低電圧を印加して行う
ことを可能としたことにより、誤判定を防ぐため
に500V程度の直流電圧あるいは商用周波数の交
流電圧を用いて行うことにより従来問題となつた
作業者の感電に対する危険性が著しく低減され、
安全かつ確実に故障判定作業を実施できる利点が
得られる。
路の出力電圧の周波数を0.5〜5KHzとするよう構
成した。その結果、直列整流アームの高圧整流素
子に並列接続されたスナバ回路に配された静電容
量１〜2μFのスナバコンデンサのインピーダンス
を数百Ω以下に大幅に低減させ、50V以下の低電
圧においても低インピーダンスの分圧コンデンサ
として機能させることができるので、整流素子の
等価抵抗が50V以下の低電圧領域で数KΩないし
数百KΩに低下かつ大幅にばらついた場合におい
ても、等価抵抗にほとんど関係なく各整流素子に
ほぼ均等に電圧を分担させることができ、したが
つて整流素子の故障を簡単かつ確実に判定できる
直列整流素子の故障判定装置を提供できる。ま
た、故障判定を50V以下の低電圧を印加して行う
ことを可能としたことにより、誤判定を防ぐため
に500V程度の直流電圧あるいは商用周波数の交
流電圧を用いて行うことにより従来問題となつた
作業者の感電に対する危険性が著しく低減され、
安全かつ確実に故障判定作業を実施できる利点が
得られる。
第１図は本考案の実施例を示す要部の接続図、
第２図は実施例における交流低電圧電源回路の接
続図、第３図は六相全波整流装置の構成図、第４
図は従来技術を示す要部の接続図、第５図は整流
素子の逆方向特性線図である。 １〜６……主整流アーム、１０……直列整流素
子、１１，１２，１３……整流素子、７……スナ
バコンデンサ、８……スナバ抵抗器、２１，２
２，２３……スナバ回路、３１，３２，３３……
分圧抵抗器、４０……交流低電圧電源回路、４
１，４２……分圧電圧計、Ｒ，Ｓ，Ｔ……交流入
力端子、Ｐ，Ｎ……直流出力端子、u1……チエツ
ク端子、Vb……素子の定格ピーク繰返し電圧、
Va……低電圧、Ia，Ib……逆方向電流。
第２図は実施例における交流低電圧電源回路の接
続図、第３図は六相全波整流装置の構成図、第４
図は従来技術を示す要部の接続図、第５図は整流
素子の逆方向特性線図である。 １〜６……主整流アーム、１０……直列整流素
子、１１，１２，１３……整流素子、７……スナ
バコンデンサ、８……スナバ抵抗器、２１，２
２，２３……スナバ回路、３１，３２，３３……
分圧抵抗器、４０……交流低電圧電源回路、４
１，４２……分圧電圧計、Ｒ，Ｓ，Ｔ……交流入
力端子、Ｐ，Ｎ……直流出力端子、u1……チエツ
ク端子、Vb……素子の定格ピーク繰返し電圧、
Va……低電圧、Ia，Ib……逆方向電流。
Claims (1)
- 複数の整流素子からなる直列整流素子、ならび
に整流素子それぞれに並列接続されたRCスナバ
および分圧抵抗器を備えるとともに、直列整流素
子の中間電位点から少くとも１個のチエツク端子
が引き出された整流装置の故障判定装置であつ
て、前記整流アームそれぞれの直流出力側および
交流入力側端子間に導電接続可能に形成され出力
周波数0.5ないし5KHzの交流低電圧電源回路、な
らびにこの交流低電圧電源回路と前記チエツク端
子との間にそれぞれ導電接続可能に形成された一
対の分圧電圧計を備えたことを特徴とする直列整
流素子の故障判定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12367885U JPH0429420Y2 (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12367885U JPH0429420Y2 (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6232380U JPS6232380U (ja) | 1987-02-26 |
| JPH0429420Y2 true JPH0429420Y2 (ja) | 1992-07-16 |
Family
ID=31014995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12367885U Expired JPH0429420Y2 (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0429420Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3646044B2 (ja) * | 2000-04-03 | 2005-05-11 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
| JP4993117B2 (ja) * | 2007-12-28 | 2012-08-08 | 株式会社Ｎｈｖコーポレーション | 高電圧整流器スタックの健全性試験法 |
-
1985
- 1985-08-12 JP JP12367885U patent/JPH0429420Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6232380U (ja) | 1987-02-26 |
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