JPS60167630A

JPS60167630A - 大電力イオン源装置の電源システム

Info

Publication number: JPS60167630A
Application number: JP59021000A
Authority: JP
Inventors: 松田　慎三郎; 松下　徹志
Original assignee: Toshiba Corp; Japan Atomic Energy Research Institute
Current assignee: Toshiba Corp; Japan Atomic Energy Agency
Priority date: 1984-02-08
Filing date: 1984-02-08
Publication date: 1985-08-31

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】本発明は大電力イオン源装置を、安全かつ安中性粒子入
射装置等のように大電力の直流高′也圧を利用するイオ
ン源装置においては、加速管内で放電破壊が発生し易い
が、これに伴なって生じる過渡電位変動やサージ電流に
より、電源回路や制御回路が破壊されたシ誤動作したシ
することが多い。従来、このような大電力イオン源装置
の電源システムでは、直流出力ラインの大地電位側を一
点、接地することが良いとされている。

第１図は、かかる電源システムの概要を示すものである
。第１図において、１は直流発生装置、２は制御用直列
真空管、３は上記直列真空管２およびその駆動回路２１
を収納する筐体、４は筐体３に収納された直列真空管駆
動回数１に電力を供給する絶縁変圧器、５はイオン源の
ソースプラズマ生成のだめのマーク電源、フィラメント
電源やガス導入系等を収納する高電位テーブル、６は高
電位テーブル５に収納された機器に電力を供給するため
の絶縁変圧器もしくは変圧整流器、７は電圧測定用分圧
器、８は電流検出用分流器である。また、９は上記直列
真空管２や高電位テーブル５と光フアイバーケーブルを
通して制御信号を受授する地上盤、１０は通常、電源設
置場所から離れた制御室等に設置される制御盤、１１は
イオン源の正電源、１２は接地電極、１３はソースプラ
ズマ生成用電極、１４は電位固定用高周波コンデンサー
、１５は接地点、１６は加速電源直流出力帰線、１７は
交流側接地線である。なお、ソースプラズマ生成用電極
１３は直流電位が互に僅かに異なる複数の電極から成シ
、高電位テーブル５からの配線も夫々異なるが、これら
の電極はすべて大容量高周波コンデンサー１４によって
正電極１１に電位固定されるため、絶縁変圧器６の２次
側以降のソースプラズマ生成用電源や電極線、過渡的に
はすべて正電極１ノの電位に固定されていると考えて良
い。したがって、高電位テーブル５の中に収納されるソ
ースプラズマ生成のための電源回路も省略している。

ところで、上記の構成においては正常にビームを引出し
ている状態では負荷端の正電極１１には加速電源出力電
圧が印加され、まだ正電極１１と電位を同じくする高電
位テーフ゛ル５．絶縁変圧器６２分圧器７．絶縁変圧器
４．直列真空管筐体３等の機器が持つ対地浮遊容量には
電荷が蓄積されている。

第２図は、上記機器のうち代表例として高電位テーブル
５を取出し、その等価回路を簡略化して示したものであ
る１、なお、第２図において第１図と同一部分まだは対
応する部分には同一符号を付して示している。図におい
て、ノ８は建家、１９．２０は高電圧テーブル５が夫々
−帰線１６．建家１８に対して有する浮遊容量、２１は
正電極１１と接地電極間１２のインピーダンス、２２，
２３．２４は夫々直流出カケーブル。

帰線、建家のもつインダクタンスを示すものである。

さて、かかる構成において正電極１１と接地電極１２間
に放電破壊が発生すると電極１ノ。

１２間のインピーダンス２１が極端に小さくなり、電源
電流りや浮遊容量１９．２０による放電電流Ｉ２＋Ｉｌ
は急激に増加しようとする、。

しかし、直列真空管２の定電流特性のため纜、上記直流
発生装置１出力側に大容量平滑コンデンサがある場合で
も電流Ｉｌの増加の速度は比較的緩やかであり、また放
電破壊検出後２０μｓｅｃ程度で電流をしゃ断できるこ
とから、電流Ｉｓは通常正常時の２倍程度に抑えること
が可能であり特に問題とはならない。これに対して、電
流Ｉ２　、Ｉｎは容易に数ｋＡ−数１０ｋＡに達し、線
路の有するインダクタンス２３や２４によって接地点１
５と線路の各点との間に過渡電位差が生じる。かかる状
態において、第１図の帰線１６に沿ってこれに電位固定
される分圧器７２分流器８．地上盤９等の機器からの信
号線が、直接制御盤１０に取込まれている場合には、上
記制御盤１０の筐体と、これらの信号線との間に上記過
度電位差が生じ、制御盤１０内でスパークを生じたり誤
動作を招いたシする原因となる１、また、建家１８に流
れる放電電流■３は電磁気的結合によって、他の設備の
制御回路等に障害を与えることが多い。

本発明は上記のような事情に鑑みて成されたもので、そ
の目的は大電力イオン源装置を安全でしかも安定に動作
させることができる大電力イオン源装置の電源における
接地方式を提供することにある。

以下、本発明の一実施例について第３図を参照して説明
する。第３図は、本発明による電源システムの構成例を
示すもので、図において第１図と同−又は対応する部分
には同一符号を付して示す。図において、１７は接地点
１５に゛おいて接地される従来の交流側接地線、２５は
接地点１５においてのみ接地される以外は如何なる場所
においても連室および上記交流側接地線から電気的絶縁
を施された直流側接地線を示し、線または板によシ構成
される。１また、２６は分圧器７や分流器８の電気信号
を光信号に変換する現場制御盤、９．２７は光信号を受
授して電気信号に変換し、これを制御盤１０に転送する
地上盤である。また、上記において帰線１６に電位が固
定される機器に出入するすべての信号は、光フアイバー
ケーブルまたは絶縁変圧器によって電気的絶縁を施した
後で制御盤１０に取込むように構成する。更に、直流発
生装置１とイオン源正電極１ノの間の高電位にある機器
に電力を供給するすべての絶縁変圧器筐体および混触防
止板は、上記直流側接地系に電位固定し、また帰線１６
は連室および交流側接地線から電気的絶縁を施すべきこ
とは言うまでもない。

なお、上記において交流側接地線１７に電位固定される
地上盤９および２７は、光ファイノ々−ケーブルが直流
制御盤１０に取込まれる場合には省略される。また、帰
線１６は直流側接地線２５を兼用するようにしても良い
。

かかる構成においては、イオン源電極１１゜１２間に放
電破壊が発生し、帰線１６および直流側接地線２５に過
渡電位の変動が生じたとしても、これらの電位に属する
機器と制御盤１０との間に往来する制御信号はすべて電
気的絶縁が施されているので、制御盤１０に影響を及ぼ
すことは殆んどない。

また、上記直流側接地線１９を連室から絶縁された接地
板にて構成し、その上部に直列真空管筐体３．高電位テ
ーブル５２分圧器７等の直流側機器を固定し、かつこれ
らの高電位露出部分と連室および交流側機器との間に静
電シールド柵を設けてこれを上記接地板に電位固定した
場合には、上記高電位露出部分の連室に対する静電容量
が蓄しく軽減され、殆んどの放電電流は直流側接地線２
５に限定して流れることになるので、交流側接地線１７
はもちろんのこと、連室にも過渡電位変動が生じにくく
なシ、もってシステムを安定に動作させることができる
３゜なお、上記接地盤が帰線１６の一部または全部を兼
ねる場合にも同様の効果が得られるものである。

このように、負荷を大電力イオン源とする直流電源シス
テムにおいて、接地線（交流側接地線）と負荷端の一点
で接続されることを除いては如何なる場所においても前
記接地線及び連室から電気的絶縁が施された直流側接地
線を備え、直流発生装置と大電力イオン源との間に設置
されるすべての機器の大地電位側筐体を前記直流側接地
線に電位固定し、かつ交流側接地線に電位固定された機
器と直流側接地線に電位固定された機器との間を往来す
るすべての制御信号を光フアイバケーブルまたは絶縁変
圧器等によって電気的絶縁を施すようにしたので、大電
力イオン源装置を安全にしかも安定に動作させることが
できる極めて信頼性の高い接地方式とすることができる
。

伺、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨を変更しない範囲で種々に変形して実施すること
ができる。

以上説明したように本発明によれば、大電力イオン源装
置を安全でしかも安定に動作させることができる極めて
信頼性の高い大電力イオン源装置の電源における接地方
式が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電源システムを示す回路図、第２図は第
１図を簡略化して示した等価回路ｕ１第３図は本発明の
一実施例を示す回路図である。１・・・直流発生装置、２・・・直列真空管、５・・・
高電位テーブル、４，６・・・絶縁変圧器、１０・・・
制御盤、１ノ・・・正電極、１２・・・接地電極、１５
・・・接地点、１６・・・帰線、１７・・・交流側接地
線、２５・・・直流側接地線。出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦手続補正書昭和　５ｇ、１に１５日寺許庁長官　志　賀　学　殿 −事件の表示特願昭５９−２１０００号発明の名称大篭カイオン源装置の電源における接地方式補正をする
者事件との関係　特許出願人代理人自発補正７、補正の内容（１１明細書第２頁第１７行目に「一点、接地する」と
あるを「一点接地する」と訂正する。（２）　明細書第３頁第５行目に「マーク電源」とある
を「アーク電源」と訂正する。（３）明細書第３日第１４行目に「イオン源の正電源」
とあるを「イオン源の正電極」とｉＪ圧する。（４）明細書第５頁第３行目に［接地電極間１２のＪと
あるを「接地電極１２間の」と訂正する。（５）　明細書第９負第４行目に「接地盤が」とあるを
「接地板が」と訂正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）負荷を大電力イオン源とする直流電源システムに
おいて、交流側接地線と負荷端の一点で接続されるとと
を除いては前記交流側接地線及び建家から電気的絶縁が
施された直流側接地線を備え、直流発生装置と大電力イ
オン源との間に設置される機器の大地電位側筐体を前記
直流側接地線に電位固定し、かつ交流側接地線に電位固
定された機器と直流側接地線に電位固定された機器との
間を往来する制御信号を光フアイバケーブルまたは絶縁
変圧器等によって電気的絶縁を施すようにしたことを特
徴とする大電力イオン源装置の電源における接地方式。
（２）直流側接地線は接地板にて構成してその上部に直
流発生装置と大電力イオン源との間に設置される機器を
固定し、かつこれらの機器の高電位露出部分と建家およ
び交流側機器との間に直流側接地線に固定された静電シ
ールド柵を設けるようにしたものである特許請求の範囲
第（１）項記載の大電力イオン源装置の電源における接
地方式。