JPH0773080B2 - 除帯電電極 - Google Patents
除帯電電極Info
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Description
用される除帯電電極に関する。
電電極の一例を示す。この除電電極は、高圧ケーブル1
の芯線2を被覆している絶縁被覆3の外周に、電極針4
をそれぞれ固着した多数の導電性リング5を取り付け、
これら導電性リング5及び電極針4の基端部を、高電圧
を印加したときに発生する沿面放電等を防止するため
に、絶縁ボデー6内においてウレタン等の絶縁樹脂7に
埋設し、電極針4の先端部を絶縁ボデー6から突出させ
たものである。なお、8はサポータ、9は該サポータ8
によって絶縁ボデー6と一定の間隔をなすように保持さ
れたアース板である。この除電電極によると、電極針4
の一本一本につき導電性リング5を必要とし、また組立
工数が多いとか小型化に難点がある等の問題点があるに
加え、次のような問題もある。
3のような等価回路で示すことができる。ここで、高圧
ケーブル1の芯線2と電極針4は、絶縁被覆3により除
電性能に必要な比誘電率を得るとともに、導電性リング
5により容量結合に必要な面積を得て結合され、これら
芯線2と電極針4との間に静電容量Cpを形成する。こ
の結合静電容量Cp(pF)は、絶縁被覆3の比誘電率
をε、導電リング5の長さをL(mm)、その外径をD
(mm)、内径をd(mm)とすると、次式で与えられ
る。 Cp=(241・L・ε)/(F・10000) 但し、F=log(D/d)
グ5の外周には絶縁被覆3が施されているが、電極針4
と接地間には静電容量Cgが、また電極針4と接地間に
は絶縁抵抗Rgが存在する。これらCg及びRgは除電
性能を低下させる要素をもっている。
場合、絶縁ボデー6には塵埃が付着する。この塵埃は付
着状態と温度の影響で絶縁抵抗Rgを劣化させる。この
劣化は、絶縁樹脂7の外周にも更に導電性リングを巻い
た状態と同じこととなり(内側の上記導電性リング5に
加え、絶縁ボデー6の外側に仮想の導電性リングを形成
したような状態になる)、接地間の静電容量Cgが増加
する。このような状態になると、電極針4と接地間のイ
ンピーダンスは、CgとRgとの並列インピーダンスで
あるためCgの増加に従い低下することとなり、電極針
4に印加される電圧Vpも低下する。従って、電極針4
に印加すべき高電圧Hvが一定ならば、有効除電電流も
減少する。
開平2−123698号公報に開示されているように、
図1及び図2に示した構造の除電電極の上述した問題点
を解決するため、本出願人が先に提案したものである。
この除電電極は、導電性基板10の取付孔にセラミック
誘電体素子11を嵌着し、該セラミック誘電体素子11
の孔に電極針12の基端部を植設し、これら導電性基板
10、セラミック誘電体素子11及び電極針12の基端
部を、上記と同様に、高電圧を印加したときに発生する
沿面放電等を防止するために、絶縁ボデー6内において
ウレタンやエポキシ等の絶縁樹脂7に埋設したものであ
る。
価回路を示す。導電性基板10と電極針12は、セラミ
ック誘電体素子11により容量結合され、該セラミック
誘電体素子11により除電性能に必要な比誘電率と結合
面積を得て、導電性基板10と電極針12との間に静電
容量Cpが形成される。この結合静電容量Cp(pF)
は、セラミック誘電体素子11の比誘電率をε、導電性
基板10の厚さをL(mm))、セラミック誘電体素子
11の外形寸法をD(mm)、内形寸法をd(mm)と
すると、上記と同様に次式で与えられる。 Cp=(L・241・ε)/(F・10000) 但し、F=log(D/d)
は、セラミック誘電体素子11に個別に植設されてこれ
に囲まれた構造になっているので、電極針12と接地間
には、セラミック誘電体素子11による結合静電容量C
pを介して静電容量Cgが形成され、つまりこの静電容
量Cgは、セラミック誘電体素子11を支持した導電性
基板10と接地間で発生するため、電極針12には直接
影響しない。従って、電極針12は、絶縁抵抗が劣化し
た場合、その劣化による抵抗減少分だけを受け、静電容
量Cgには影響されないので、絶縁ボデー6や電極針1
2やその周辺の汚れにより有効除電電流が減少する傾向
は少なくなる。しかし、このような利点はあるものの、
電極針12の一本一本についてセラミック誘電体素子1
1を用意し、これに電極針12を一本ずつ植設したう
え、更にそのセラミック誘電体素子11を導電性基板1
0の取付孔に嵌着しなければならないので、セラミック
誘電体素子11を用いることにより割高になるに加え、
組立工数も多い。
極は、複数本の電極針の一本一本を抵抗素子を介して共
通の電気導体に並列接続しているため、その接続作業に
非常に手間がかかり、製造作業性が悪かった。
の除電又は帯電電極による上述した問題点に鑑み、部品
点数の削減及び構造の単純化により製造を容易にすると
ともに、コストダウンを図り、また除電又は帯電性能も
高い除帯電電極の提供にある。
を印加される電気導体との間に、これらを静電容量結合
する樹脂を介在させて一定の間隔を保持し、この樹脂中
に、その比誘電率より大きい比誘電率を有する多数の微
粉末を混入させて、樹脂の比誘電率を高くする。例え
ば、通常使用されているウレタン樹脂やエポキシ樹脂等
の比誘電率は3〜5程度であるが、これを10〜200
とする。混入する微粉末としては、例えばチタン酸バリ
ウム、ジルコン・チタン酸鉛、ニオブ酸鉛等の電気歪み
材料の微粉末を使用する。
電気導体と対向させ、これら電気導体と電極子の一部と
を、微粉末を混入した樹脂中に所定の間隔を保持して埋
設した一体化構造にできる。その好ましい具体的形態と
しては、図7から図9に示す実施例のように、複数本の
電極子20をプリント基板21に所定の間隔をおいて植
設して、各電極子20をプリント基板21上に形成され
た導電パターン22とそれぞれ電気的に接続し、該プリ
ント基板21と電圧を印加される電気導体23とを、微
粉末を混入した樹脂24中に所定の間隔を保持して対向
埋設し、電極子20の一部を樹脂24より突出させた構
造とすることである。この場合、微粉末材料の混入量に
より除電性能又は帯電性能を任意に調整できる。
緻密な樹脂成形組織にできるとともに、樹脂中の電気的
特性がより安定する。
9に示す形態とした場合、図6と同じ等価回路で表すこ
とができ、電極子20の汚れによる有効除電電流の減少
傾向は少ない。ここで、微粉末を混入した樹脂(誘電
体)24の比誘電率をε、電気導体23と対向している
導電パターン22の面積をE(mm2)、樹脂24の厚
さをt(mm)とすると、結合静電容量Cp(pF)は
次式で与えられる。 Cp=(0.0885・ε・E)/(t・10)
24として比誘電率3〜5程度のウレタン樹脂を使用
し、これにチタン酸バリウムの粉末を混入して比誘電率
εを50まで上げ、また導電パターン22の面積Eが3
6(mm2)、樹脂24の厚さが3(mm)の場合、 Cp=(0.0885・50・36)/3・10=5.
31(PF) となり、除電性能として充分な結合静電容量を得ること
ができる。
沿面放電等を防止できるとともに、該樹脂24自体で除
電性能に必要な結合容量を確保できる。
除電電極として具体化した例を示す。この除電電極は、
複数本の針状の電極子20をプリント基板21に所定の
間隔をおいて植設して、各電極子20の基端部を、プリ
ント基板21の裏面に形成された銅箔等の円形の導電パ
ターン22とそれぞれ電気的に接続し、該プリント基板
21と板状の電気導体23とを、スペーサ25で所定の
間隔を保持して対向させて断面U字状の絶縁ボデー26
内に組み込んだ後、多数の微粉末を混入したウレタンや
エポキシ等の樹脂24を該絶縁ボデー26内に充填し
て、これらプリント基板21と板状の電気導体23とを
樹脂24中に埋設して作られており、電極子20の尖っ
た先端部は樹脂24の表面より突出している。
合には、絶縁ボデー26の外側にサポータ27を介して
一対のアース板28を平行に固定し、電極体20の先端
とアース板28との間で放電を生じさせる。
には、樹脂24に混入する微粉末として、該樹脂24の
比誘電率(3〜5)より大きい比誘電率を有する電気歪
み材料、例えばチタン酸バリウム、ジルコン・チタン酸
鉛、ニオブ酸鉛等の微粉末を使用し、比誘電率を10〜
200まで高める。
たが、本発明は同じ構造で帯電電極とすることができ
る。
るとともに、該樹脂自体で除電性能又は帯電性能に必要
な結合容量を確保できるので、従来は電極子ごとに必要
であった導電性リングやセラミック誘電体素子や抵抗素
子等が不要となり(一例を挙げると、1mの長さに66
個の電極子を配列した電極では、1m当たり66個の導
電性リング・セラミック誘電体素子・抵抗素子が不要と
なる)、製造の容易化と部品点数の削減により従来に比
べ大幅なコストダウンが図れる。
り、除電又は帯電対象に合わせた任意の静電容量型とす
ることができる。
要な結合容量を確保できるとともに、その樹脂に混入す
る微粉末の量により除電性能又は帯電性能を任意に調整
できるので、電気的特性の安定したしかも用途や使用条
件等に適合した最適な電極とすることができる。
流の減衰が少なく、除電性能を維持できる。
に電極針を植設し、このプリント基板を電気導体と共に
樹脂中に埋設した構造とすれば、大量生産が容易である
とともに、電極子と電極子の間隔を小さくしかも一定に
することができる。
ば、緻密な樹脂成形組織にできるとともに、樹脂中の電
気的特性がより安定する。
極の一部切欠正面図である。
量型除電電極の一部切欠正面図である。
る。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】電極子と電圧を印加される電気導体との間
に、これらを静電容量結合する樹脂を介在させて一定の
間隔を保持し、この樹脂中に、その比誘電率より大きい
比誘電率を有する多数の微粉末を混入させたことを特徴
とする除帯電電極。 - 【請求項2】前記微粉末の混入によって前記静電容量結
合用の樹脂の比誘電率を10〜200としたことを特徴
とする請求項1に記載の除帯電電極。 - 【請求項3】前記微粉末が、チタン酸バリウム、ジルコ
ン・チタン酸鉛、ニオブ酸鉛等の電気歪み材料の微粉末
である請求項1に記載の除帯電電極。 - 【請求項4】粒度の異なる微粉末を前記樹脂中に混入し
たことを特徴とする請求項1又は3に記載の除帯電電
極。
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1992
- 1992-10-13 JP JP4299107A patent/JPH0773080B2/ja not_active Expired - Fee Related
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