JPH07263205A - 超高圧抵抗器及びその基本要素 - Google Patents

超高圧抵抗器及びその基本要素

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JPH07263205A
JPH07263205A JP2542595A JP2542595A JPH07263205A JP H07263205 A JPH07263205 A JP H07263205A JP 2542595 A JP2542595 A JP 2542595A JP 2542595 A JP2542595 A JP 2542595A JP H07263205 A JPH07263205 A JP H07263205A
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JP
Japan
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resistor
heater
cup
high voltage
indentation
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Pending
Application number
JP2542595A
Other languages
English (en)
Inventor
Bottereau Jean-Michel
ジヤン−ミシエル・ボトウロー
Carole Mollard
カロル・モラール
Poke Dominique
ドミニク・ポケ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Publication date
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Publication of JPH07263205A publication Critical patent/JPH07263205A/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/08—Cooling, heating or ventilating arrangements
    • H01C1/084—Cooling, heating or ventilating arrangements using self-cooling, e.g. fins, heat sinks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12—Overvoltage protection resistors; Arresters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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  • Details Of Resistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超高圧用抵抗器を提供する。 【構成】 底板(9)と放熱器または加熱器(20)を
有する中間電圧抵抗器によって構成され、降伏の危険を
避けるために、前記放熱器はくぼみを有し、外形を丸く
した固体金属カップであり、良い熱接触を確保するため
に、カップの底において中間電圧抵抗器はそれの底板に
よって固定される。超高圧抵抗器は段のスタックによっ
て構成され、各段(31)は支持体(30)と、この支
持体の外面上に前記のようにして配置されたいくつかの
基本要素とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超高圧、とくに約1メ
ガボルトの電圧用の抵抗器に関するものである。
【0002】この種の抵抗器は、 − その中で使用される負荷抵抗器または保護抵抗器が
1メガボルトまたはそれ以上に達する可能性のある電圧
の下で数十キロワットを散逸することのできる高エネル
ギー粒子静電加速器において、 − 産業用発電機の超高圧試験ステーションまたは大型
変圧器の設計者において、 − 100Kv以上で動作する任意の機器において直列
電流制限抵抗器として、または電圧測定ブリッジの主抵
抗器として、 − 産業用遮蔽ステーションにおいて使用される。
【0003】
【従来の技術】超高圧用抵抗器は熱出力散逸機能を満た
すことができなければならず、かつ超高圧に対して耐性
を持たなければならない。
【0004】既知の装置は高電圧耐性に重点をおいてい
る。それらの従来技術の装置は、図1および図2に示す
HAEFELY(登録商標)型の超高圧抵抗器によって
構成される。この型の超高圧抵抗器は、直列に接続さ
れ、シリンダ形の絶縁体心棒6に設けられたらせん溝4
中に配置された数千個の低圧抵抗器2を有する。降伏の
可能性を避けるために、コロナ防止環8が心棒6に沿っ
て一定の間隔で配置される。あるいは、前記装置は高圧
抵抗器(電圧範囲が50〜100Kv)によって構成さ
れる。この場合には直並列接続が用いられ、かつ抵抗器
はシリンダ形静電シールドによって完全に覆われてい
る。
【0005】それら従来のどちらのタイプの接続におい
ても、電界の制御によって、すなわち、超高圧抵抗によ
って抵抗器の周囲を空気その他の周囲気体が循環するこ
とが妨げられ、したがって対流による熱出力の散逸が妨
げられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこの問題を解
決することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明は、
底板と放熱器または加熱器とを有する中間電圧抵抗器を
備える超高圧抵抗器用基本要素であって、前記加熱器は
降伏の危険を避けるために、中空の外形を丸くした固体
金属カップであり、良好な熱接触を確保するために、カ
ップの底部が中間電圧抵抗器の底板によって固定される
ことを特徴とする超高圧抵抗器用基本要素に関するもの
である。
【0008】上記基本要素の構造によって、下記の効果
を同時に達成することが可能になる。
【0009】− 加熱器の全表面における伝導によるエ
ネルギー散逸。
【0010】− 過負荷または高出力パルスの場合にお
ける十分に高い熱容量。
【0011】− コロナ放電の効果を軽滅し、降伏の危
険を解消する、丸い外形による電界の良好な制御。
【0012】放熱器または加熱器は回転対称性を持つこ
とができる。
【0013】中間電圧抵抗器と加熱器の間の熱伝導を最
適にするために、中間電圧抵抗器の底板と加熱器内部の
間に成形層を導入することができる。
【0014】本発明は、段のスタックを備え、各段が、
絶縁物の支持体を備え、この支持体の外面上に上記基本
要素がいくつか規則的に分布された超高圧抵抗器にも関
するものである。支持体は円形断面のシリンダ形をとる
ことができ、または正多角形とすることができる。
【0015】そのような構造は、段を単に積み重ね、た
とえば絶縁ねじ切り棒によって機械的に結合させること
を必要とするだけなので、容易に組み立てることができ
る。
【0016】シリンダ形である組立体の全体の形状は、
アースに対して良好な電圧耐性または挙動を示す。更
に、2つの段の間で耐えるべき電圧は約50Kvであ
り、そのために1つの段の加熱器と、その段のすぐ上ま
たはすぐ下の段の加熱器とを並べて配置することが容易
になる。
【0017】組立体の各端部における電界を正しく制御
するために、それらの端部にコロナ防止環を設けること
ができる。
【0018】この超高圧抵抗器は、簡単な形の部品を使
用して、モジュール構造に組み立てられ、したがってた
だ1つだけでも適度なコストで製造できる。大型の工具
および機器を使用することなしに、研究室の環境におい
て容易に製造できる。最後に、超高圧において一般に対
立する2つの目的、すなわちエネルギー散逸と電界の制
御との兼ね合いをつけことができる。
【0019】
【実施例】本発明の超高圧抵抗器用基本要素において使
用できる中間電圧抵抗器9を図3に示す。それはたとえ
ばSFERNICE(登録商標)のRPS250型抵抗
器である。
【0020】この抵抗器は2つの電気的接続部10と、
成型した絶縁ブロック12(たとえば、サーメット)
と、数百ワットを散逸できる底板14とを有する。絶縁
ブロックは1辺の長さ55〜70mm、厚さ約15mm
のほぼ正方形のベースである。底板14は、たとえば、
アルミニウム製で、その形はほぼ正方形であって、その
寸法はブロック12の寸法より僅かに大きく、厚さはほ
ぼ6mmである。
【0021】参照番号16と18は、抵抗器を、たとえ
ば雄ねじによって放熱器または加熱器(図3には図示せ
ず)に固定するための開口部を示す。この組立体の高さ
は約30mmである。
【0022】通常は、そのような抵抗器の抵抗値は数十
オームから数メガオームの間である。超高圧用の最終的
な接続が直列接続である限り、個々の抵抗器の抵抗値R
i は、所望の全抵抗値を、組み込んだ抵抗器の数で除し
たものに等しい。
【0023】この形式の抵抗器と共に使用する加熱器
は、使用条件に応じて使用者が選択する。しかし、いか
なる場合も、最高使用温度が約125℃を超えてはなら
ない。
【0024】差ΔT(最高使用温度と周囲温度の差)
と、加えられる電力P(単位ワット)と、抵抗層と抵抗
器の外面の間の熱抵抗値R1 (または部品の熱抵抗値)
とがわかると、それから必要な加熱器の熱抵抗値R2 を
次式によって導くことができる。
【0025】P=ΔT/(R1 +R2 ) この加熱器の好適な実施例を図4Aと図4Bに示す。こ
れらの図においては前記加熱器20は固体カップの形で
ある。カップは内部シリンダ状くぼみ22を持つ。くぼ
みの底24は前記抵抗器9の底板14に完全に適合され
ている。これによって抵抗器からカップへ熱を良く逃が
すことができる。熱伝導を最適にするために、接触面
に、たとえば黒鉛製の成形層、すなわちPAPYEX
(登録商標)型またはそれと同等の層を設けることがで
きる。層の厚さは0.2〜1mmにすることが好まし
い。それの外面26を丸くすることによって降伏の危険
をなくすことができる。
【0026】降伏の危険を解消するこの機能はあらゆる
種類の丸くした形によって確保される。したがって、図
4Bに示すように、散逸要素の底板を含む平面に垂直な
軸線AA′を中心とする回転対象性を持つ形にすること
が可能である。また、その平面への投影が長円形である
ような形にすることも可能である。最後に、加熱器の外
面を図4Bに参照番号27aで示すように平らにするこ
ともでき、また図4Bに参照番号27bで示すようにや
や凸状にできる。加熱器の外面には凹凸や、鋭い角があ
ってはならず、また曲率半径が数cmを超える要素を持
ってはならない。
【0027】図4Aと図4Bでは、加熱器は前記の種類
の中間電圧抵抗器を含むものとして示されている。しか
し、加熱器の使用はこの特定の種類の抵抗器に限定され
るものではない。加熱器との良い熱接触を確保できる他
の任意の抵抗器を選択することも可能である。
【0028】図4Aと図4Bに示す加熱器の寸法は、加
熱器に組み込まれた散逸要素9の寸法に依存する。たと
えば、散逸要素の寸法が前記の寸法であるとすると(1
辺の長さ55〜70mm、高さ30mmのほぼ正方
形)、図4Aと図4Bに示す加熱器の最大外径寸法は約
120mm、全高約35〜40mmである。
【0029】加熱器は熱良導体である金属(たとえば、
アルミニウムまたは銅)で製作する。
【0030】最後に、加熱器中に形成されるくぼみ22
は必ずしもシリンダ形ではなく、その代わりに、使用す
る抵抗器から加熱器へ熱を良く伝え、かつその抵抗器を
受けることのできる任意の形にすることができる。
【0031】抵抗器およびそれの加熱器によって構成さ
れたこの組立体は、先に述べたように基本要素と呼ばれ
る。
【0032】図5に示すように、中間電圧(数KV)抵
抗器と前記加熱器に類似する加熱器20とによって構成
された各基本要素を、固定手段(図示せず)によって長
方形の絶縁支持体30に係合できる。したがって、本発
明の超高圧抵抗器用の段31を形成することが可能であ
る。この目的のために、図5に示すように、各支持体3
0は、段のベースを形成する絶縁板32上に、多角形の
1辺に沿って置かれる。電気的には、加熱器に組み込ま
れた種々の散逸要素または種々の抵抗器はすべて直列接
続される。1つの段において、種々の基本要素(抵抗器
およびそれの加熱器)を規則的に配置することが好まし
い。
【0033】超高圧抵抗器を得る目的で、最後の組立て
は図6に示すようなやり方で段を積み重ねることによっ
て簡単に行われる。組立体の機械的結合は、たとえば、
図5と図6に部分的に示す絶縁ねじ切り棒34によって
行うことができる。全ての抵抗器は電気的に直列接続さ
れる。超高圧抵抗器の端部において電界を正しく制御す
るために、この組立体の上にコロナ防止環36を設け
る。
【0034】高エネルギー粒子加速における研究の枠内
で、このような抵抗器は1メガボルト−120mAの電
源の負荷抵抗として使用するために製造されている。そ
の抵抗器の特性は次の通りである。
【0035】− 全抵抗:8.6メガオーム、すなわち
68kΩの抵抗器126個を直列接続、 − 長時間平均散逸電力:約3kW、 − パルス電力:5〜10分ごとに10秒間120k
W、 − 近似直径:36cm、 − 高さ:3.8m、 − 2000ヘクトパスカル(2バール)のSF6 によ
る強制空冷−したがって、上記電力レベルは最低電力レ
ベルである。
【0036】下記のような産業上の応用分野がある。
【0037】産業用発電機の超高圧試験ステーション、
または大型変圧器の製造所において、そのような機器に
含まれる、数メガワットに達する電圧およびそれの動作
は非常にしばしばパルス形である。
【0038】100キロボルト以上で動作する任意の機
器において、 a)直列限流抵抗器として。この場合には、抵抗値は比
較的低く、抵抗器に公称電流が常に流れる。短絡の場合
には、抵抗器は大きいエネルギーを吸収しなければなら
ないと同時に、その端子における電源の全電圧に耐えな
ければならない。大きいエネルギーの吸収は、加熱器の
構造のために本発明の抵抗器によって行うことができ
る。
【0039】b)かつ電圧測定ブリッジの主抵抗器とし
て。この場合には、抵抗値は比較的高く、電力を持続的
に散逸する。
【0040】本発明の抵抗器は遮蔽された産業施設にお
いても使用でき、産業上最大の可能性が存在するのはこ
こにおいてである。それらは数百キロボルトの産業発電
機の施設であって、約3000ヘクトパルスカル(3バ
ール)のSF6 を充填された完全密閉囲壁によって構成
される。抵抗器はそのような機器(実際には遮断器およ
び断路器である)の主な部品ではないが、時には電圧測
定のために使用される。本発明の抵抗器の構造は、特に
完全な軸対称性が可能なため、そのような状況は非常に
適している。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の超高圧抵抗器を示す図である。
【図2】従来の超高圧抵抗器の一部の詳細図である。
【図3】本発明の基本要素において使用可能である中間
電圧抵抗器の斜視図である。
【図4A】放熱器または加熱器を備えた本発明の抵抗器
要素の斜視図である。
【図4B】放熱器または加熱器を備えた本発明の抵抗器
要素の側面図である。
【図5】本発明の抵抗器要素によって構成された段の斜
視図である。
【図6】本発明の超高圧抵抗器の側面図である
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドミニク・ポケ フランス国、13090・アクス・アン・プロ バンス、アレ・ドウ・ポプリエ、29

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 底板(9)と加熱器(20)とを有する
    中間電圧抵抗器を備え、前記加熱器(20)は降伏の危
    険を避けるために中空の外形を丸くした固体金属カップ
    であり、良好な熱接触を確保するために、カップの底部
    が中間電圧抵抗器の底板によって固定されることを特徴
    とする、超高圧抵抗器用基本要素。
  2. 【請求項2】 散逸要素と放熱器の間の熱接触を確保す
    るために、散逸要素と放熱器の間に成形層が組み込まれ
    ることを特徴とする請求項1に記載の要素。
  3. 【請求項3】 成形層が黒鉛から作成されることを特徴
    とする請求項2に記載の要素。
  4. 【請求項4】 各段(31)が、絶縁材の支持体(3
    0)と、この支持体の上に置かれた、請求項1から請求
    項3のいずれか一項に記載のいくつかの基本要素(9、
    20)とを有する、段のスタックを組み込んだ超高圧抵
    抗器。
  5. 【請求項5】 支持体(30)がシリンダの形に成形さ
    れることを特徴とする請求項4に記載の抵抗器。
  6. 【請求項6】 シリンダの断面が円形であることを特徴
    とする請求項5に記載の抵抗器。
  7. 【請求項7】 シリンダの断面が正多角形であることを
    特徴とする請求項5に記載の抵抗器。
  8. 【請求項8】 コロナ防止環(36)が端部に設けられ
    ることを特徴とする請求項4に記載の抵抗器。
JP2542595A 1994-02-14 1995-02-14 超高圧抵抗器及びその基本要素 Pending JPH07263205A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9401632 1994-02-14
FR9401632A FR2716290B1 (fr) 1994-02-14 1994-02-14 Résistance pour très haute tension.

Publications (1)

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JPH07263205A true JPH07263205A (ja) 1995-10-13

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ID=9460041

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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4218721A (en) * 1979-01-12 1980-08-19 General Electric Company Heat transfer system for voltage surge arresters
JPH0311701A (ja) * 1989-06-09 1991-01-21 Murata Mfg Co Ltd 正特性サーミスタ装置

Also Published As

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FR2716290A1 (fr) 1995-08-18
FR2716290B1 (fr) 1996-04-12

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