JPH0246084Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電界緩和をはかり小形化した平行平板
状パルス波形伝送線路に関するものである。

第１図は従来方式によるパルス波形伝送線路の
一例である。１は金属製容器で、平行平板状低圧
側電極１ａ，１ｂを有している。２は平板状高圧
側電極であり、低圧側電極１ａと１ｂ、高圧側電
極２およびその間に充填された純水などの第１の
絶縁体３によつて、伝送線路４が構成されてい
る。金属製容器１は図示していないが通常蓋が取
り付けられて開閉できるように構成されている。

さて、この伝送線路４に外部よりパルス電圧が
伝送されてくると、この伝送線路４の特性インピ
ーダンスによる、いわゆる分布定数回路を進行波
理論によつて忠実に伝播していくわけであるが、
そのパルス電圧が非常に高い場合、例えばMVに
も達すると電界の不均一な部分で閃絡事故がしば
しば発生し、多くの場合、金属製容器１と平板状
高圧電極２の側面部２ａとの間に集中して発生す
る。そのため、一般には側面部２ａの曲率を大き
くして、電界を緩和するなどの処置がとられてい
るが、その結果、平板状高圧側電極２の厚みは非
常に大きなものとなり、数MVで１ｍ近くの厚み
にまで達するなど取扱いにくい欠点があつた。

本考案は上述の欠点を除去し、電界緩和をはか
り小形化を実現できるパルス波形伝送線路を提供
しようとするものである。

以下、本考案を第２図および第４図に示す実施
例により説明する。

第２図は本考案のパルス波形伝送線路の要部切
欠斜視図で、第１図と同一の記号については、そ
の説明を省略する。５は管状絶縁容器６内に第２
の絶縁体７を密閉してなる電界緩和体で、これを
必要数、平板状高圧側電極２に対して適正な距離
を隔てた位置に設けられている。電界緩和体５、
すなわち絶縁容器６およびその内部に密閉された
第２の絶縁体７は第１の絶縁体３より比誘電率の
低い誘電体が使用される。例えば、第１の絶縁体
３に純水（比誘電率80）を充填し、絶縁容器６
にはアクリル（比誘電率３）を使用し、第２の
絶縁体７には絶縁油（比誘電率2.2）やSF₆ガス
（比誘電率１）を充填するなどして使用する。

ただし、電界緩和体５を構成する絶縁容器６お
よび第２の絶縁体７のどちらか一方が他方に比べ
てその占める割合が極めて小さく、それ自身が本
考案の目的とするところの電界緩和にほとんど寄
与しない場合、その占める割合の小さい方の物質
の比誘電率は第１の絶縁体３の比誘電率よりも低
くなつてもよい。この場合は電界緩和体５を占め
る割合の大きい方の物質のみが電界緩和に寄与す
ることになる。

基本的動作については、第１図と同様である
が、２つの比誘電率の異なる絶縁体を用いた本考
案の特長は、平板状高圧側電極２の側面部２ａ付
近の電圧分担を考えると、比誘電率の低い方、言
い替えれば電界緩和体５の方がおのずから大きく
なるため、等電位面は電界緩和体５の方へ引き込
まれる形となり、側面部２ａの電界強度は弱くな
る。その一例として第３図に従来方式、第４図に
本考案の平板状高圧側電極２の側面部２ａ付近の
等電位面を電圧比で示す。明らかに第４図におい
て電界緩和がなされていることがわかり、従来方
式に比べて側面部２ａの電位傾度を1/2以下に下
げることも可能である。

従つて、本考案によれば従来方式と同一の電界
強度値にするならば、側面部２ａの曲率を小さく
することができ、かつ側面部２ａと金属製容器１
との間隔も狭めることができるので、パルス波形
伝送線路全体を小さくすることができる。設計上
重要なことは、側面部２ａと金属製容器１の間の
空間を第１の絶縁体３と電界緩和体５で、どの程
度の距離的比率で占めさせるかであるが、考案者
等はコンピユータ・シユミレーシヨンによる電界
計算でその最適値を選定している。

以上述べたパルス波形伝送線路の、この基本的
な構成を変形した例として、平板状低圧側電極１
ａまたは１ｂのいずれか片方のみを設けたり、あ
るいは平板状低圧側電極１ａ，１ｂを特別な形状
として設けずに金属製容器１にその機能をもたせ
たりすることもできる。また、パルス波形を成形
する機能をもたせるために、伝送線路４の前また
は後に放電スイツチを介して同様な伝送線路を結
合したものがあるが、これらにも適用できる。ま
た同様にパルス電圧の伝播方式やブルームライン
のように波形を成形する手法の中で、金属製容器
１とは別に平板状低圧側電極１ａ，１ｂを独立さ
せ設けたり、また上述の平板状低圧側電極と平板
状高圧側電極を必要な絶縁距離をもつて積層し、
それを複数枚使用する例もあるが、これらにも本
考案は適用できる。

本考案の電界緩和体５は、管状などの適当な形
状をなす絶縁容器６内に第２の絶縁体７を密閉し
たものでよいわけであるが、その比誘電率が第１
の絶縁体３よりも充分に小さければ、電界緩和体
５に高分子のような絶縁性の棒や角材など、耐電
圧性を充分維持できる固体を必要数適正に配置し
て使用してもその効果はある。

高圧側電極２と低圧側電極１ａ，１ｂの幅関係
について、高圧側電極２が低圧側電極１ａ，１ｂ
より大幅に狭くなると、電界緩和体５から随分遠
くなり、その結果、電界緩和体５に第１の絶縁体
３より比誘電率の低い誘電体からなる第２の絶縁
体７を充填または電界緩和体５に第１の絶縁体３
より比誘電率の低い固体を用いても、低圧側電極
１ａ，１ｂを含む金属製容器１と高圧側電極２の
間に分布する等電位面を上記電界緩和体５の方へ
引き込むことが極めて困難となり、その効果が得
られなくなる。従つて、第１の絶縁体３と電界緩
和体５の比誘電率の違いにより、上記等電位面の
分布に影響力を与える適正な位置関係が必要であ
り、高圧側電極２の幅は低圧側電極１ａ，１ｂの
幅と同一またはほぼ同一程度が好ましい。

本考案は断面形状が円形、角形、円筒形、角筒
形などの電界緩和体５を第１の絶縁体３に浸漬す
る構造で、該電界緩和体５を複数個適当（個数を
増減することによつて、電界分布状態を調整する
ことができる）に配置することによつて、全体と
して目的とする電界分布を得ようとするところに
特徴があり、同じ目的を単一の電界緩和体で達成
するためには、比誘電率の異なる２種の媒質の界
面を形成する隔壁が複雑な構造や形状となり、ま
た気密を保つ構造が複雑となる欠点があるが、本
考案ではこのような欠点が解消できる。

以上のように本考案のパルス波形伝送線路は、
すでに実施例でその効果を述べたとおり、平板状
高圧側電極と相対する平板状低圧側電極間の電界
緩和に有益で、従来方式に比べて大幅な電界緩和
を実現し、その結果小形のパルス波形伝送線路を
製作することができ、パルス電圧の伝播も良好で
実用上極めて有益な考案である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のパルス波形伝送線路の要部切断
斜視図、第２図は本考案のパルス波形伝送線路の
一実施例の要部切断斜視図、第３図は従来のパル
ス波形伝送線路の要部の等電位図、第４図は本考
案のパルス波形伝送線路の要部の等電位図であ
る。 １：金属製容器、１ａ，１ｂ：低圧側電極、
２：高圧側電極、２ａ：側面部、３：第１の絶縁
体、４：伝送線路、５：電界緩和体、６：絶縁容
器、７：第１の絶縁体３より比誘電率の低い誘電
体からなる第２の絶電体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 金属製容器と、該金属製容器内に該容器と同
   電位でかつ平行に対向して配置した一対の平板
   状低圧側電極と、該低圧側電極間に相対向して
   配置した平板状高圧側電極と、上記金属製容器
   内に充填した誘電体からなる第１の絶縁体と、
   上記高圧側電極の両側面から適正な距離を隔て
   た位置に上記第１の絶縁体に浸漬配設した上記
   第１の絶縁体より比誘電率の小さい誘電体から
   なる複数個の電界緩和体とを備えたことを特徴
   とするパルス波形伝送線路。 (2) 上記電界緩和体が絶縁容器に液体またはガス
   体からなる第２の絶縁体を充填密閉して構成さ
   れていることを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第１項記載のパルス波形伝送線路。 (3) 上記電界緩和体が固体で構成されていること
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記
   載のパルス波形伝送線路。