JPH0989963A - Dc high voltage generating device and its failure identifying device - Google Patents

Dc high voltage generating device and its failure identifying device

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JPH0989963A
JPH0989963A JP23962995A JP23962995A JPH0989963A JP H0989963 A JPH0989963 A JP H0989963A JP 23962995 A JP23962995 A JP 23962995A JP 23962995 A JP23962995 A JP 23962995A JP H0989963 A JPH0989963 A JP H0989963A
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JP
Japan
Prior art keywords
terminal
rectifier circuit
secondary winding
doubler rectifier
failure
Prior art date
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Pending
Application number
JP23962995A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroko Nagata
裕子 永田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a DC high voltage generating device and its failure identifying device in which a failure generating position can be easily specified, even when an abnormality occurs, without opening a metal vessel. SOLUTION: A multistage voltage double rectifier circuit 1 is housed in a metal vessel 2 having SF 6 gas sealed therein. An output terminal 14, an input terminal 13, and secondary winding terminals 5, 6 are provided on the outside of the metal vessel 2. The highest potential terminal 8 of the multistage voltage double rectifier circuit 1 is connected to the output terminal 14. Both ends of the secondary winding 4 of a boosting transformer 3 is connected to the secondary winding terminals 5, 6. The secondary winding terminals 5, 6 are short-circuited by a conductor, and an AC power source for failure judgment is connected between the secondary winding terminal 6 and the ground. The frequency and impedance of the input current are measured, whereby a ground position and a failing capacitor are examined.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属容器に収容さ
れた多段倍電圧整流回路による直流高電圧発生装置に係
り、特に、多段倍電圧整流回路において故障が発生した
場合に、その故障を同定することに適した直流高電圧発
生装置及びその故障同定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC high-voltage generator using a multistage voltage doubler rectifier circuit housed in a metal container, and more particularly, to identify a fault in the multistage voltage doubler rectifier circuit. The present invention relates to a direct current high voltage generator suitable for the above and a fault identifying device therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子やイオンのような荷電粒子を加速し
て高い運動エネルギーの粒子線を作る粒子加速器は、原
子核物理実験用、放射線化学、非破壊検査、食品貯蔵、
がん治療など広範囲に利用されている。このうち、多数
のコンデンサー、ダイオード及び変圧器を組み合わせた
コッククロフト・ウォルトン回路等の多段倍電圧整流回
路によって高電圧を発生し、加速を行う加速器が、簡便
な直流高電圧発生装置として工業用に広く利用されてい
る。
Particle accelerators for accelerating charged particles such as electrons and ions to produce a particle beam of high kinetic energy are used for nuclear physics experiments, radiation chemistry, nondestructive inspection, food storage,
Widely used for cancer treatment. Among them, an accelerator that generates a high voltage by a multi-stage voltage doubler rectifier circuit such as a Cockcroft-Walton circuit that combines a large number of capacitors, diodes and transformers and accelerates it is widely used for industrial purposes as a simple DC high voltage generator. It's being used.

【0003】このような直流高電圧発生装置は大地から
の絶縁が要求されるため、多段倍圧整流回路全体は絶縁
媒体を封入した金属製のタンクなどの密閉容器に格納さ
れている。この絶縁媒体としては、SF6 ガスなどの絶
縁性の高い気体や絶縁油などが用いられている。
Since such a DC high voltage generator is required to be insulated from the ground, the entire multistage voltage doubler rectifier circuit is stored in a hermetically sealed container such as a metal tank in which an insulating medium is sealed. As the insulating medium, a highly insulating gas such as SF6 gas or insulating oil is used.

【0004】以上のような従来の直流高電圧発生装置の
一例を、図7に従って以下に説明する。すなわち、多数
のコンデンサC、整流器Dからなる多段倍電圧整流回路
1がSF6 ガスを封入した金属容器2内に格納されてい
る。この多段倍電圧整流回路1の最高位電位端子8は、
金属容器2の外側に設けられた出力端子14に接続され
ている。また、多段倍電位整流回路1は、昇圧用変圧器
3を介して金属容器2の外側に設けられた入力端子13
に接続されている。昇圧用変圧器の2次側端子の一端
は、金属容器2の外側に設けられた接地端子7に接続さ
れている。そして、入力端子13には交流電源10が接
続され、多段倍電圧整流回路1はこの交流電源10を電
源とする構成となっている。
An example of the conventional DC high voltage generator as described above will be described below with reference to FIG. That is, a multistage voltage doubler rectifier circuit 1 including a large number of capacitors C and rectifiers D is stored in a metal container 2 in which SF6 gas is sealed. The highest potential terminal 8 of this multistage voltage doubler rectifier circuit 1 is
It is connected to an output terminal 14 provided outside the metal container 2. In addition, the multi-stage voltage doubler rectifier circuit 1 includes an input terminal 13 provided outside the metal container 2 via a boosting transformer 3.
It is connected to the. One end of the secondary side terminal of the step-up transformer is connected to the ground terminal 7 provided outside the metal container 2. An AC power supply 10 is connected to the input terminal 13, and the multistage voltage doubler rectifier circuit 1 is configured to use the AC power supply 10 as a power supply.

【0005】このような構成の直流高電圧発生装置の一
例は、交流電源10によって昇圧用変圧器3の2次側に
発生する交流電圧を、多段倍電圧整流回路1を用いて整
流し、出力端子14と大地との間に高電圧の直流を発生
させる。
An example of the DC high-voltage generator having such a structure rectifies an AC voltage generated by the AC power source 10 on the secondary side of the step-up transformer 3 by using the multistage voltage doubler rectifier circuit 1 and outputs the rectified voltage. A high voltage direct current is generated between the terminal 14 and the ground.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な直流高電圧発生装置における多段倍電圧整流回路は金
属容器内に収容されているので、その内部の様子を外側
から知ることが困難である。このため、日常のメンテナ
ンスばかりでなく、異常が発生して故障箇所を特定しな
ければならない場合にも、内部点面のために大掛かりな
装置や設備を必要とし、多くの人手や時間を費やすこと
となる。
By the way, since the multistage voltage doubler rectifier circuit in the above DC high voltage generator is housed in the metal container, it is difficult to know the inside condition from the outside. . For this reason, not only in daily maintenance, but also when an abnormality occurs and it is necessary to identify the location of the failure, large-scale equipment and facilities are required for the internal point of view, and a lot of manpower and time are spent. Becomes

【0007】例えば、金属容器にSF6 ガスを充填して
いる場合、内部を点検するためには、充填されているガ
スを回収する装置、金属容器の蓋を釣り上げるクレー
ン、容器が開いている間、その内部に塵や湿気が入り込
むことを防ぐための防湿・防塵設備(ビニールハウス、
ドライエア)等を準備し、数日間かけての作業が必要で
あった。
For example, when a metal container is filled with SF6 gas, in order to inspect the inside, a device for collecting the filled gas, a crane for catching the lid of the metal container, a container opened, Moisture-proof / dust-proof equipment (vinyl house, to prevent dust and humidity from entering the inside)
It was necessary to prepare dry air) and work for several days.

【0008】本発明は、上記のような従来技術における
課題を解決するために提案されたものであり、その目的
は、直流高電圧発生装置の異常が発生した場合に、金属
容器を開かずに、故障発生箇所の特定を容易に行うこと
が可能な直流高電圧発生装置及びその故障同定装置を提
供することである。
The present invention has been proposed in order to solve the problems in the prior art as described above, and its object is to open a metal container without opening it when an abnormality occurs in a DC high voltage generator. It is an object of the present invention to provide a direct current high voltage generator and a fault identification device therefor capable of easily identifying a fault occurrence location.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1記載の発明は、絶縁媒体を充填した金属
容器内に、ダイオード及びコンデンサによって構成され
且つ昇圧用変圧器の2次側の巻線が接続された多段倍電
圧整流回路が収容され、前記金属容器の外側に、前記多
段倍電圧整流回路の最高電位端子が接続された出力端子
と、前記昇圧用変圧器の1次側の巻線が接続された入力
端子とが設けられた直流高電圧発生装置において、前記
金属容器の外側に、前記昇圧用変圧器の2次側の巻線の
両端が接続された二つの2次巻線端子が設けられている
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a secondary of a step-up transformer which is composed of a diode and a capacitor in a metal container filled with an insulating medium. A multi-stage voltage doubler rectifier circuit to which the side winding is connected, the output terminal to which the highest potential terminal of the multi-stage voltage doubler rectifier circuit is connected to the outside of the metal container, and the primary of the step-up transformer. A high-voltage direct current generator provided with an input terminal to which a side winding is connected, two ends of a secondary winding of the step-up transformer being connected to the outside of the metal container. A secondary winding terminal is provided.

【0010】以上のような請求項1記載の発明では、2
次巻線端子を短絡させ、この端子と大地との間に交流電
源を接続する。そして、入力電流の周波数、インピーダ
ンスを測定し、入力電流の周波数とコンデンサの位置と
の関数によるインピーダンスを示す式に従って、故障コ
ンデンサの位置を特定する。
In the invention according to claim 1 as described above, 2
Short-circuit the next winding terminal and connect an AC power supply between this terminal and ground. Then, the frequency and impedance of the input current are measured, and the position of the faulty capacitor is specified according to the equation indicating the impedance as a function of the frequency of the input current and the position of the capacitor.

【0011】請求項2記載の発明は、絶縁媒体を充填し
た金属容器内に、ダイオード及びコンデンサによって構
成され且つ昇圧用変圧器の2次側の巻線が接続された多
段倍電圧整流回路が収容され、前記金属容器の外側に、
前記多段倍電圧整流回路の最高電位端子が接続された出
力端子と、前記昇圧用変圧器の1次側の巻線が接続され
た入力端子とが設けられ、前記多段倍電圧整流回路にて
発生した故障を同定する直流高電圧発生装置の故障同定
装置において、前記金属容器の外側に、前記昇圧用変圧
器の2次側の巻線の両端が接続された二つの2次巻線端
子が設けられ、前記2次巻線端子を短絡する導体が接続
され、前記2次巻線端子と大地との間に、周波数が明確
で、前記ダイオードの順方向電流が流れない程度の電圧
の交流電源が接続されていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, a multi-stage voltage doubler rectifier circuit, which is composed of a diode and a capacitor and to which a secondary winding of a step-up transformer is connected, is housed in a metal container filled with an insulating medium. On the outside of the metal container,
An output terminal connected to the highest potential terminal of the multistage voltage doubler rectifier circuit and an input terminal connected to the primary winding of the step-up transformer are provided, and are generated by the multistage voltage doubler rectifier circuit. In a failure identification device for a DC high-voltage generator that identifies such a failure, two secondary winding terminals, to which both ends of the secondary winding of the step-up transformer are connected, are provided outside the metal container. And a conductor that short-circuits the secondary winding terminal is connected, and an AC power supply having a clear frequency and a voltage that does not allow the forward current of the diode to flow between the secondary winding terminal and the ground. It is characterized by being connected.

【0012】以上のような請求項2記載の発明では、導
体によって2次巻線端子が短絡された状態で、交流電源
によって周波数が明確で、前記ダイオードの順方向電流
が流れない程度の電圧を印加すると、多段倍電圧整流回
路はコンデンサのみの回路と同様とみなされる。そし
て、交流電源からみたインピーダンスを測定し、入力電
流の周波数とコンデンサの位置との関数によるインピー
ダンスを示す式に従って、故障コンデンサの位置を特定
する。
In the above-described invention according to claim 2, in the state where the secondary winding terminal is short-circuited by the conductor, a voltage having a clear frequency by the AC power supply and a forward current of the diode does not flow is applied. When applied, the multi-stage voltage doubler rectifier circuit is considered similar to a capacitor-only circuit. Then, the impedance viewed from the AC power source is measured, and the position of the defective capacitor is specified in accordance with the equation showing the impedance as a function of the frequency of the input current and the position of the capacitor.

【0013】請求項3記載の発明は、請求項2記載の直
流高電圧発生装置の故障同定装置において、前記多段倍
電圧整流回路におけるインピーダンスと故障状態とを関
連付けた情報を格納した知識ベースと、前記インピーダ
ンスの実測値と前記知識ベースの情報とに基づいて、故
障状態を判定する判定手段とを備えたことを特徴とす
る。
According to a third aspect of the present invention, in the fault identifying device for a DC high voltage generator according to the second aspect, a knowledge base that stores information associating an impedance with a fault state in the multistage voltage doubler rectifier circuit, It is characterized by further comprising: a determining unit that determines a failure state based on the measured value of the impedance and the information of the knowledge base.

【0014】以上のような請求項3記載の発明では、導
体によって2次巻線端子が短絡された状態で、交流電源
によって周波数が明確で、前記ダイオードの順方向電流
が流れない程度の電圧を印加する。そして、交流電源か
らみたインピーダンスの測定値を判定手段に入力するこ
とにより、知識ベースの情報に基づいて故障状態が判定
される。
According to the third aspect of the invention as described above, in the state where the secondary winding terminal is short-circuited by the conductor, a voltage having a clear frequency by the AC power supply and a forward current of the diode does not flow is applied. Apply. Then, the failure state is determined based on the knowledge base information by inputting the measured value of the impedance viewed from the AC power supply to the determination means.

【0015】請求項4記載の発明は、絶縁媒体を充填し
た金属容器内に、ダイオード及びコンデンサによって構
成され且つ昇圧用変圧器の2次側の巻線が接続された多
段倍電圧整流回路が収容され、前記金属容器の外側に、
前記多段倍電圧整流回路の最高電位端子が接続された出
力端子と、前記昇圧用変圧器の1次側の巻線が接続され
た入力端子と、前記昇圧用変圧器の2次側の巻線が接続
された接地端子とが設けられ、前記多段倍電圧整流回路
にて発生した故障を同定する直流高電圧発生装置の故障
同定装置において、前記出力端子に負荷が接続され、前
記接地端子と大地との間に、前記多段倍電圧整流回路の
出力と同極性の直流電源が接続されていることを特徴と
する。
According to a fourth aspect of the present invention, a multi-stage voltage doubler rectifier circuit, which is composed of a diode and a capacitor and to which a secondary winding of a step-up transformer is connected, is housed in a metal container filled with an insulating medium. On the outside of the metal container,
An output terminal connected to the highest potential terminal of the multi-stage voltage doubler rectifier circuit, an input terminal connected to the primary winding of the boosting transformer, and a secondary winding of the boosting transformer. In the fault identification device of the DC high-voltage generator for identifying a fault occurring in the multistage voltage doubler rectifier circuit, a load is connected to the output terminal, and the ground terminal and the ground are provided. And a DC power supply having the same polarity as the output of the multi-stage voltage doubler rectifier circuit are connected between and.

【0016】以上のような請求項4記載の発明では、直
流電源により直流電流を印加すること、多段倍電圧整流
回路はダイオードの直列回路と同様とみなされる。そし
て、電圧を徐々に上げてゆき、接地端子と最高電位端子
との間に導通を得た電圧を測定し、当該電圧、一個のダ
イオードの順方向動作電圧、ダイオードの個数、故障に
より短絡状態となったダイオードの個数との関係を示す
式に従って、故障したダイオードの個数を特定する。
In the invention as described above, it is considered that the DC current is applied by the DC power supply and the multistage voltage doubler rectifier circuit is similar to the series circuit of the diodes. Then, gradually increase the voltage and measure the voltage at which conduction is obtained between the ground terminal and the highest potential terminal, and determine the voltage, the forward operating voltage of one diode, the number of diodes, and a short-circuited state due to a failure. Specify the number of failed diodes according to the formula that shows the relationship with the number of failed diodes.

【0017】請求項5記載の発明は、請求項4記載の直
流高電圧発生装置の故障同定装置において、前記直流電
源により前記多段倍電圧整流回路に電流を流した場合
に、前記出力端子と前記接地端子との間で電流が流れ始
める電圧と故障ダイオード数とを関連付けた情報を格納
した知識ベースと、前記電圧の実測値と前記知識ベース
の情報とに基づいて、故障状態を判定する判定手段とを
備えたことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fault identifying apparatus for a high voltage DC generator according to the fourth aspect, when a current is passed through the multistage voltage doubler rectifier circuit by the direct current power source, the output terminal and the Judgment means for judging a failure state based on a knowledge base storing information associating a voltage at which a current starts flowing with a ground terminal and the number of failed diodes, and an actual measurement value of the voltage and information of the knowledge base. It is characterized by having and.

【0018】以上のような請求項5記載の発明では、直
流電源により直流電流を印加すると、多段倍電圧整流回
路はダイオードの直列回路と同様とみなされる。そし
て、電圧を徐々に上げてゆき、接地端子と最高電位端子
との間に導通を得た電圧を測定し、判定手段に入力す
る。すると、入力された測定電圧と知識ベースの情報と
に基づいて、判定手段により故障ダイオード数が特定さ
れる。
In the invention described in claim 5, when a direct current is applied from the direct current power source, the multistage voltage doubler rectifier circuit is regarded as a series circuit of diodes. Then, the voltage is gradually increased, the voltage at which conduction is obtained between the ground terminal and the highest potential terminal is measured, and is input to the determination means. Then, the number of failed diodes is specified by the determination means based on the input measured voltage and the knowledge base information.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】請求項1〜5記載の発明に対応す
る実施の形態を、図1〜6に従って以下に説明する。な
お、図7の従来技術と同一の部材は同一の符号を付して
説明は省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments corresponding to the inventions described in claims 1 to 5 will be described below with reference to FIGS. The same members as those in the conventional technique shown in FIG. 7 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0020】(1)第1の実施の形態 まず、請求項1記載の直流高電圧発生装置の一つの実施
の形態を第1の実施の形態として、図1に従って以下に
説明する。なお、本実施の形態は、(2)以降に説明す
る第2、第3の実施の形態による故障同定装置の基本と
なる直流高電圧発生装置である。
(1) First Embodiment First, one embodiment of a high voltage DC generator according to claim 1 will be described as a first embodiment below with reference to FIG. The present embodiment is a direct-current high-voltage generator that is the basis of the failure identification device according to the second and third embodiments described in (2) and thereafter.

【0021】(構成)まず、本実施の形態の構成を説明
する。すなわち、多段倍電圧整流回路1に入力を与える
昇圧用変圧器3の2次巻線4の両端を金属容器2の外部
に設けた2次巻線端子5,6に接続する。2次巻線端子
6は接地され、多段倍電圧整流回路1の接地端子7を兼
ねている。昇圧用変圧器3の1次巻線の両端は、入力端
子13に接続されている。そして通常運転時には、入力
端子13に交流電源10が接続されている。
(Structure) First, the structure of the present embodiment will be described. That is, both ends of the secondary winding 4 of the step-up transformer 3 which supplies an input to the multi-stage voltage doubler rectifier circuit 1 are connected to the secondary winding terminals 5 and 6 provided outside the metal container 2. The secondary winding terminal 6 is grounded and also serves as the ground terminal 7 of the multistage voltage doubler rectifier circuit 1. Both ends of the primary winding of the step-up transformer 3 are connected to the input terminal 13. The AC power supply 10 is connected to the input terminal 13 during normal operation.

【0022】(作用)以上のような構成を有する本実施
の形態の作用・効果は以下の通りである。すなわち、通
常運転時には、交流電源10により昇圧用変圧器3の2
次側に発生する交流電圧を、多段倍電圧整流回路1を用
いて整流し、出力端子14と大地との間に高電圧の直流
を発生させる。
(Operation) The operation and effect of the present embodiment having the above-mentioned configuration are as follows. That is, during normal operation, the AC power supply 10 causes
The AC voltage generated on the next side is rectified by using the multistage voltage doubler rectifier circuit 1 to generate a high-voltage DC between the output terminal 14 and the ground.

【0023】そして、コンデンサの状態点検時には、通
常運転時用の交流電源10を外し、2次巻線端子5,6
を導体によって短絡し、2次巻線端子6と大地との間に
故障判定用の交流電源を接続する。そして、入力電流の
周波数、インピーダンスを測定することにより、地絡箇
所及び故障コンデンサを調べる。本作用は、(2)の第
2の実施の形態においてより具体的に説明する。
At the time of checking the condition of the capacitor, the AC power supply 10 for normal operation is removed and the secondary winding terminals 5 and 6 are connected.
Is short-circuited by a conductor, and an AC power supply for failure determination is connected between the secondary winding terminal 6 and the ground. Then, by measuring the frequency and impedance of the input current, the ground fault location and the faulty capacitor are examined. This operation will be described more specifically in the second embodiment (2).

【0024】また、ダイオードの状態点検時には、通常
運転時用の交流電源10を外し、接地端子7と大地との
間に直流電源12を接続する。そして、電圧を徐々に上
げていき、導通を得たときの電圧を測定することによ
り、故障を起こしているダイオードの個数を調べる。本
作用は、(3)の第3の実施の形態においてより具体的
に説明する。
When checking the state of the diode, the AC power supply 10 for normal operation is removed and the DC power supply 12 is connected between the ground terminal 7 and the ground. Then, by gradually increasing the voltage and measuring the voltage when conduction is obtained, the number of failed diodes is checked. This operation will be described more specifically in the third embodiment (3).

【0025】(効果)以上のような本実施の形態の効果
は以下の通りである。すなわち、2次巻線端子5,6を
短絡させ、故障判定用の交流電源を接続することによっ
て、容易に地絡箇所及び故障コンデンサを調べることが
できる。また、直流電源12を接続することによって故
障しているダイオードの個数を調べることができる。従
って、点検を行うために大掛かりな装置や設備を用いて
金属容器2を開ける必要がなく、多くの人手や時間を費
やすこともない。
(Effect) The effects of the present embodiment as described above are as follows. That is, by short-circuiting the secondary winding terminals 5 and 6 and connecting an AC power supply for failure determination, the ground fault location and the failed capacitor can be easily examined. Further, by connecting the DC power supply 12, the number of failed diodes can be checked. Therefore, it is not necessary to open the metal container 2 by using a large-scale device or equipment for the inspection, and a lot of manpower and time are not consumed.

【0026】(2)第2の実施の形態 請求項2記載の発明に対応する直流高電圧発生装置の故
障同装置の一つの実施の形態を、第2の実施の形態とし
て図2〜4に従って以下に説明する。なお、本実施の形
態は、直流高電圧発生装置内におけるコンデンサの状態
点検を行うための装置であり、基本となる直流高電圧発
生装置は、第1の実施の形態と同様の構成である。
(2) Second Embodiment Failure of DC High Voltage Generating Device Corresponding to the Invention of Claim 2 One embodiment of the device is a second embodiment according to FIGS. This will be described below. The present embodiment is a device for inspecting the state of the capacitor in the DC high voltage generator, and the basic DC high voltage generator has the same configuration as that of the first embodiment.

【0027】(構成)まず、本実施の形態の構成を説明
する。なお、請求項2記載の導体は高圧ケーブルとす
る。すなわち、図2に示すように、図1の第1の実施の
形態における通常運転時用の交流電源10を外し、2次
巻線端子5,6を高圧ケーブル9により短絡する。そし
て、2次巻線端子6と大地との間に、故障判定用の交流
電源11を接続する。この交流電源11は、周波数が明
らかでダイオードが順方向動作しない程度の電圧を印加
するものである。
(Configuration) First, the configuration of the present embodiment will be described. The conductor according to claim 2 is a high-voltage cable. That is, as shown in FIG. 2, the AC power supply 10 for normal operation in the first embodiment of FIG. 1 is removed, and the secondary winding terminals 5 and 6 are short-circuited by the high voltage cable 9. Then, an AC power supply 11 for failure determination is connected between the secondary winding terminal 6 and the ground. The AC power supply 11 applies a voltage having a clear frequency and at which the diode does not operate in the forward direction.

【0028】(作用)以上のような構成を有する本実施
の形態の作用を、どのコンデンサ間において回路の地絡
が生じているか、若しくはどのコンデンサが故障してい
るかを特定する手順に従って以下に説明する。なお、多
段倍電圧整流回路1はn段の構成とする。
(Operation) The operation of the present embodiment having the above-described configuration will be described below in accordance with a procedure for identifying which capacitor has a circuit ground fault or which capacitor has a failure. To do. The multistage voltage doubler rectifier circuit 1 has n stages.

【0029】すなわち、高電位圧側からm番目と(m+
1)番目のコンデンサの間のA点で絶縁不良等による地
絡が発生していたとする。このときの電気回路はコンデ
ンサのみの回路と同様になり、コンデンサの容量をCと
すると、図3(a)または(b)のようになる。この回
路のインピーダンスは、下記の式1に示すように、入力
電源の周波数の関数となる。なお、式1においては、C
1 =(1/n)C,C2 =(1/m)C,C3 ={1/
(n−m)}Cとする。
That is, the m-th and (m +
1) It is assumed that a ground fault occurs due to insulation failure or the like at point A between the capacitors. The electric circuit at this time is the same as the circuit having only the capacitor, and when the capacitance of the capacitor is C, it becomes as shown in FIG. The impedance of this circuit is a function of the frequency of the input power supply, as shown in Equation 1 below. In the formula 1, C
1 = (1 / n) C, C2 = (1 / m) C, C3 = {1 /
(Nm)} C.

【0030】[0030]

【数1】 そして、交流電源11からの入力電流の周波数、交流電
源11からみたインピーダンスを測定し、この測定値に
基づいて上記式1からmの値を求めることによって、高
電位圧側からm番目とm+1番面のコンデンサの間のA
点で絶縁不良による地絡が発生していることが特定され
る。
[Equation 1] Then, the frequency of the input current from the AC power supply 11 and the impedance seen from the AC power supply 11 are measured, and the value of m is obtained from the above equation 1 based on the measured values, so that the mth surface and the m + 1th surface from the high potential side A between the capacitors
It is specified at this point that a ground fault has occurred due to poor insulation.

【0031】また、高電位圧側からm番目のコンデンサ
自体が故障し、その箇所が地絡状態にあるとする。この
ときの電気回路は、図4(a)または(b)のようにな
る。この回路のインピーダンスは、上記の式1において
C1 =(1/n)C,C3 ={1/(n−m)}Cと
し、C2 ={1/(m−1)}Cと置き換えた場合に等
しいので下記の式2のように表され、やはり入力電源の
周波数の関数となる。
It is also assumed that the m-th capacitor itself from the high-potential side has a failure and that part is in a ground fault state. The electric circuit at this time is as shown in FIG. When the impedance of this circuit is C1 = (1 / n) C and C3 = {1 / (n-m)} C in the above equation 1, and is replaced by C2 = {1 / (m-1)} C Since it is equal to, it is expressed by the following equation 2 and is also a function of the frequency of the input power supply.

【0032】[0032]

【数2】 そして、交流電源11からの入力電流の周波数、交流電
源11からみたインピーダンスを測定し、この測定値に
基づいて上記式からmの値を求めることにより、高電位
圧側からm番目のコンデンサ自体が故障していることが
特定できる。
[Equation 2] Then, the frequency of the input current from the AC power supply 11 and the impedance seen from the AC power supply 11 are measured, and the value of m is obtained from the above formula based on the measured values, whereby the m-th capacitor itself from the high potential side fails. You can identify what you are doing.

【0033】(効果)以上のような本実施の形態の効果
は以下の通りである。すなわち、入力電流の周波数及び
インピーダンスを測定すれば、上記式1,2により、地
絡箇所がどのコンデンサの間にあるか、若しくはどのコ
ンデンサが故障しているかが特定できるので、金属容器
を開くことなく故障の特定を容易迅速に行うことができ
る。
(Effect) The effects of the present embodiment as described above are as follows. That is, if the frequency and impedance of the input current are measured, it is possible to identify which capacitor has the ground fault point or which capacitor has a failure by the above equations 1 and 2, so open the metal container. The failure can be easily and quickly identified without any trouble.

【0034】(3)第3の実施の形態 請求項4記載の発明に対応する直流高電圧発生装置の故
障同装置の一つの実施の形態を、第3の実施の形態とし
て図5,6に従って以下に説明する。本実施の形態は、
直流高電圧発生装置内におけるダイオードの状態点検を
行うための装置であり、基本となる直流高電圧発生装置
は第1の実施の形態と同様の構成である。
(3) Third Embodiment Failure of DC High Voltage Generating Device Corresponding to Invention of Claim 4 One embodiment of the device is a third embodiment according to FIGS. This will be described below. In this embodiment,
This is a device for inspecting the state of the diode in the DC high voltage generator, and the basic DC high voltage generator has the same configuration as that of the first embodiment.

【0035】(構成)まず、本実施の形態の構成を説明
する。すなわち、図5に示すように、図1の第1の実施
の形態における通常運転時用の交流電源10を外し、接
地端子7と大地との間に直流電源12を接続する。この
直流電源12は、多段倍電圧整流回路1の出力と同極性
となっている。そして、金属容器2の出力端子14と大
地との間には負荷抵抗15が接続されている。
(Configuration) First, the configuration of the present embodiment will be described. That is, as shown in FIG. 5, the AC power supply 10 for normal operation in the first embodiment of FIG. 1 is removed, and the DC power supply 12 is connected between the ground terminal 7 and the ground. The DC power supply 12 has the same polarity as the output of the multistage voltage doubler rectifier circuit 1. A load resistor 15 is connected between the output terminal 14 of the metal container 2 and the ground.

【0036】(作用)以上のような構成を有する本実施
の形態の作用を、故障を起こしているダイオードの個数
を調べる手順に従って以下に説明する。なお、多段倍電
圧整流回路1はn段の構成とする。
(Operation) The operation of the present embodiment having the above-mentioned structure will be described below in accordance with the procedure for checking the number of the failed diodes. The multistage voltage doubler rectifier circuit 1 has n stages.

【0037】すなわち、直流電源12による電圧を低い
レベルから始めて徐々に上げていき、入力側端子(ここ
では接地端子7)と最高電位端子8との間に導通を得た
電圧V0 を測定する。入力電源は直流であることから、
コンデンサCのインピーダンスは無限大となり解放と同
様に取り扱うことができ、変圧器の2次巻線4は導体と
して取り扱うことができる。このときの電気回路は、図
6に示すように、2n個のダイオードDを直列接続した
ものとなる。
That is, the voltage from the DC power source 12 is gradually increased starting from a low level, and the voltage V0 at which conduction is obtained between the input side terminal (here, the ground terminal 7) and the highest potential terminal 8 is measured. Since the input power source is direct current,
The impedance of the capacitor C becomes infinite and can be treated in the same way as the release, and the secondary winding 4 of the transformer can be treated as a conductor. The electric circuit at this time is, as shown in FIG. 6, a series connection of 2n diodes D.

【0038】従って、1個のダイオードの順方向の動作
電圧をV1 とすると、ダイオードDがすべて正常であれ
ば2nV1 にて導通することになる。m個のダイオード
が短絡状態となる故障を起こしていた場合は、(2n−
V0 /V1 )=mの式が成立するので、この式から、ダ
イオードの故障数mを推定する。
Therefore, assuming that the operating voltage of one diode in the forward direction is V1, if all the diodes D are normal, they will conduct at 2 nV1. If the m number of diodes had a short-circuiting failure, (2n-
Since the equation of V0 / V1) = m holds, the number m of diode failures is estimated from this equation.

【0039】(効果)以上のような本実施の形態の効果
は以下の通りである。すなわち、接地端子7と最高電位
端子8との間に導通を得た電圧V0 と、1個のダイオー
ドの順方向の動作電圧をV1 から、上記式により、故障
しているダイオード数を特定できるので、金属容器を開
くことなく故障の特定を容易迅速に行うことができる。
(Effects) The effects of the present embodiment as described above are as follows. That is, the number of failed diodes can be specified by the above equation from the voltage V0 at which conduction is obtained between the ground terminal 7 and the highest potential terminal 8 and the forward operating voltage of one diode from V1. The failure can be easily and quickly identified without opening the metal container.

【0040】(4)他の実施の形態 本発明は、以上のような実施の形態に限定されるもので
はなく、各部材の大きさ、数等は適宜変更可能である。
例えば、多段倍電圧整流回路1は特に何段であるかは限
定されず、図面に記載された数から自由に増減可能であ
る。
(4) Other Embodiments The present invention is not limited to the above embodiments, and the size, number, etc. of each member can be changed as appropriate.
For example, the number of stages of the multi-stage voltage doubler rectifier circuit 1 is not particularly limited, and the number can be freely increased or decreased from the number described in the drawings.

【0041】また、請求項3及び請求項5記載の発明に
対応する一つの実施の形態として、以下のようなものを
構成することができる。すなわち、上記第2及び第3の
実施の形態に故障状態の判定手段としてのコンピュータ
を設ける。そして、第2の実施の形態におけるインピー
ダンス等の測定条件と故障状態との関係、第3の実施の
形態における導通電圧V0 等の測定条件と故障状態との
関係を模擬した実験を行い、これにより得た故障時のデ
ータをコンピュータの知識ベースに格納する。すると、
多段倍電圧整流回路における故障発生時には、上記測定
結果をコンピュータに入力することにより、知識ベース
のデータに基づいて即時に故障箇所等の判定を行うこと
ができる。
Further, as one embodiment corresponding to the invention described in claims 3 and 5, the following can be constructed. That is, a computer is provided as the failure state determination means in the second and third embodiments. Then, an experiment was conducted by simulating the relationship between the measurement conditions such as impedance and the failure state in the second embodiment and the relationship between the measurement conditions such as the conduction voltage V0 and the failure state in the third embodiment. The obtained data at the time of failure is stored in the knowledge base of the computer. Then
When a failure occurs in the multi-stage voltage doubler rectifier circuit, by inputting the measurement result into the computer, it is possible to immediately determine the failure location or the like based on the knowledge base data.

【0042】なお、このコンピュータを、例えばブック
型コンピュータのような携帯可能な小形の装置とすれ
ば、故障発生時に直流高電圧発生装置へ持参し、故障を
判定することも可能である。
If this computer is a small portable device such as a book type computer, it is possible to bring it to the DC high voltage generator when a failure occurs and determine the failure.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上のような本発明によれば、金属容器
の外側に、前記昇圧用変圧器の2次側の巻線の両端が接
続された二つの2次巻線端子を設けるという構成によっ
て、直流高電圧発生装置の異常が発生した場合に、故障
発生箇所の特定を容易に行うことが可能な直流高電圧発
生装置及びその故障同定装置を提供することかできる。
As described above, according to the present invention, two secondary winding terminals to which both ends of the secondary winding of the step-up transformer are connected are provided outside the metal container. Thus, it is possible to provide a high-voltage DC generator and a fault identification device therefor, which can easily identify the location of failure when an abnormality occurs in the high-voltage DC generator.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態による直流高電圧発
生装置を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a DC high voltage generator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態による直流高電圧発
生装置の故障同定装置を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a fault identifying device for a DC high voltage generator according to a second embodiment of the present invention.

【図3】図2の実施の形態におけるコンデンサ間で地絡
が発生した場合の等価回路(a),(b)を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing equivalent circuits (a) and (b) when a ground fault occurs between the capacitors in the embodiment of FIG.

【図4】図2の実施の形態においてコンデンサが故障し
た場合の等価回路(a),(b)を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing equivalent circuits (a) and (b) when a capacitor fails in the embodiment of FIG.

【図5】本発明の第3の実施の形態による直流高電圧発
生装置を示す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a DC high voltage generator according to a third embodiment of the present invention.

【図6】図5の実施の形態のダイオードの状態点検時に
おける等価回路を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an equivalent circuit at the time of checking the state of the diode according to the embodiment of FIG.

【図7】従来の直流高電圧発生装置の一例を示す構成図
である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing an example of a conventional DC high voltage generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…多段倍電圧整流回路 2…金属容器 3…昇圧用変圧器 4…2次巻線 5,6…2次巻線端子 7…接地端子 8…最高電位端子 9…高圧ケーブル 10…通常運転時用の交流電源 11…故障判定用の交流電源 12…直流電源 13…入力端子 14…出力端子 15…負荷抵抗 C…コンデンサ D…ダイオード 1 ... Multi-stage voltage doubler rectifier circuit 2 ... Metal container 3 ... Boosting transformer 4 ... Secondary winding 5,6 ... Secondary winding terminal 7 ... Grounding terminal 8 ... Highest potential terminal 9 ... High voltage cable 10 ... During normal operation AC power supply 11 ... AC power supply for failure determination 12 ... DC power supply 13 ... Input terminal 14 ... Output terminal 15 ... Load resistance C ... Capacitor D ... Diode

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁媒体を充填した金属容器内に、ダイ
オード及びコンデンサによって構成され且つ昇圧用変圧
器の2次側の巻線が接続された多段倍電圧整流回路が収
容され、前記金属容器の外側に、前記多段倍電圧整流回
路の最高電位端子が接続された出力端子と、前記昇圧用
変圧器の1次側の巻線が接続された入力端子とが設けら
れた直流高電圧発生装置において、 前記金属容器の外側に、前記昇圧用変圧器の2次側の巻
線の両端が接続された二つの2次巻線端子が設けられて
いることを特徴とする直流高電圧発生装置。
1. A multi-stage voltage doubler rectifier circuit comprising a diode and a capacitor and connected to a secondary winding of a step-up transformer is housed in a metal container filled with an insulating medium. A DC high voltage generator having an output terminal connected to the highest potential terminal of the multi-stage voltage doubler rectifier circuit and an input terminal connected to the primary winding of the step-up transformer on the outside. A DC high voltage generator, wherein two secondary winding terminals, to which both ends of a secondary winding of the step-up transformer are connected, are provided outside the metal container.
【請求項2】 絶縁媒体を充填した金属容器内に、ダイ
オード及びコンデンサによって構成され且つ昇圧用変圧
器の2次側の巻線が接続された多段倍電圧整流回路が収
容され、前記金属容器の外側に、前記多段倍電圧整流回
路の最高電位端子が接続された出力端子と、前記昇圧用
変圧器の1次側の巻線が接続された入力端子とが設けら
れ、前記多段倍電圧整流回路にて発生した故障を同定す
る直流高電圧発生装置の故障同定装置において、 前記金属容器の外側に、前記昇圧用変圧器の2次側の巻
線の両端が接続された二つの2次巻線端子が設けられ、 前記2次巻線端子を短絡する導体が接続され、 前記2次巻線端子と大地との間に、周波数が明確で、前
記ダイオードの順方向電流が流れない程度の電圧の交流
電源が接続されていることを特徴とする直流高電圧発生
装置の故障同定装置。
2. A multi-stage voltage doubler rectifier circuit, which is composed of a diode and a capacitor and to which a secondary winding of a step-up transformer is connected, is housed in a metal container filled with an insulating medium. An output terminal to which the highest potential terminal of the multistage voltage doubler rectifier circuit is connected and an input terminal to which the primary winding of the boosting transformer is connected are provided on the outside, and the multistage voltage doubler rectifier circuit is provided. In a failure identification device for a DC high-voltage generator for identifying a failure that has occurred in two, two secondary windings in which both ends of the secondary winding of the step-up transformer are connected to the outside of the metal container. A terminal is provided, a conductor short-circuiting the secondary winding terminal is connected, and a voltage having a definite frequency and a forward current of the diode does not flow between the secondary winding terminal and the ground. Characteristic that AC power supply is connected A fault identification device for a DC high voltage generator.
【請求項3】 前記多段倍電圧整流回路におけるインピ
ーダンスと故障状態とを関連付けた情報を格納した知識
ベースと、 前記インピーダンスの実測値と前記知識ベースの情報と
に基づいて、故障状態を判定する判定手段とを備えたこ
とを特徴とする請求項2記載の直流高電圧発生装置の故
障同定装置。
3. A determination of a failure state based on a knowledge base storing information associating an impedance and a failure state in the multi-stage voltage doubler rectifier circuit, and an actual measurement value of the impedance and information of the knowledge base. 3. A failure identification device for a DC high voltage generator according to claim 2, further comprising:
【請求項4】 絶縁媒体を充填した金属容器内に、ダイ
オード及びコンデンサによって構成され且つ昇圧用変圧
器の2次側の巻線が接続された多段倍電圧整流回路が収
容され、前記金属容器の外側に、前記多段倍電圧整流回
路の最高電位端子が接続された出力端子と、前記昇圧用
変圧器の1次側の巻線が接続された入力端子と、前記昇
圧用変圧器の2次側の巻線が接続された接地端子とが設
けられ、前記多段倍電圧整流回路にて発生した故障を同
定する直流高電圧発生装置の故障同定装置において、 前記出力端子に負荷が接続され、 前記接地端子と大地との間に、前記多段倍電圧整流回路
の出力と同極性の直流電源が接続されていることを特徴
とする直流高電圧発生装置の故障同定装置。
4. A multi-stage voltage doubler rectifier circuit, which is composed of a diode and a capacitor and to which a secondary winding of a step-up transformer is connected, is housed in a metal container filled with an insulating medium. An output terminal to which the highest potential terminal of the multistage voltage doubler rectifier circuit is connected, an input terminal to which a primary winding of the step-up transformer is connected, and a secondary side of the step-up transformer. And a ground terminal to which a winding of is connected is provided, in a failure identification device of a DC high-voltage generator for identifying a failure that has occurred in the multi-stage voltage doubler rectifier circuit, a load is connected to the output terminal, the ground A failure identifying apparatus for a DC high voltage generator, wherein a DC power supply having the same polarity as the output of the multistage voltage doubler rectifier circuit is connected between the terminal and the ground.
【請求項5】 前記直流電源により前記多段倍電圧整流
回路に電流を流した場合に、前記出力端子と前記接地端
子との間で電流が流れ始める電圧と故障ダイオード数と
を関連付けた情報を格納した知識ベースと、 前記電圧の実測値と前記知識ベースの情報とに基づい
て、故障状態を判定する判定手段とを備えたことを特徴
とする請求項4記載の直流高電圧発生装置の故障同定装
置。
5. Information is stored that associates a voltage at which a current starts to flow between the output terminal and the ground terminal with the number of faulty diodes when a current flows through the multi-stage voltage doubler rectifier circuit by the DC power supply. 5. The fault identification of the DC high-voltage generator according to claim 4, further comprising: a knowledge base, and a determination unit that determines a fault state based on the measured value of the voltage and the information of the knowledge base. apparatus.
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Cited By (4)

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JP2007143219A (en) * 2005-11-15 2007-06-07 Bridgestone Cycle Co Battery charging circuit and electric apparatus
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CN106154119A (en) * 2015-03-24 2016-11-23 国家电网公司 A kind of extra-high voltage direct-current transmission engineering converter power transformer aerogenesis verification method

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