JPH1031037A - コンデンサ分圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周波数特性の改善と小形化が図れ、かつ分圧
比の設定変更が容易なコンデンサ分圧器を提供するこ
と。 【解決手段】 交流高電圧波形観測用のコンデンサ分圧
器を、その分圧用コンデンサ１，２に真空コンデンサを
用いて構成する。真空コンデンサは、小形でも充分な耐
電圧能力を有しており、分担電圧の大きい高圧側分圧用
コンデンサの小形化、ひいては全体の小形化が図れる。
また、誘電体損失を無視し得るため、良好な周波数特性
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交流高電圧波形観
測用のコンデンサ分圧器に関する。

【０００２】

【従来の技術】交流高電圧波形を観測する場合、オシロ
スコープやディジタル式波形観測装置の入力可能レベル
まで電圧を下げる必要がある。このためには、一般に計
器用変圧器が用いられるが、過渡現象など、周波数の高
い成分を含む電圧波形の場合にはコンデンサ分圧器を用
いることがある。図１にその接続例を示す。

【０００３】即ち、コンデンサ１（静電容量Ｃ１），コ
ンデンサ２（静電容量Ｃ２）を直列に接続し、両端間
（ここでは、コンデンサ２側を接地端子としている）に
交流高電圧Ｖを印加して、両コンデンサ１，２の接続点
（検出端子４）と接地端子の間に接続した波形観測装置
３で分圧電圧を観測する。コンデンサ１は、測定しよう
とする電圧に対し充分な耐電圧特性を有するもので、そ
の静電容量はＣ１≪Ｃ２である。この時、分圧比ｋは ｋ＝Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ２）≒Ｃ１／Ｃ２ となり、Ｖ／ｋの電圧がコンデンサ２の対地電圧として
観測できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】コンデンサ１，２に
は、一般的に電極間に誘電体を挟んだ構造のコンデンサ
を使用しており、高周波領域ではコンデンサの誘電体損
失を考慮する必要がある。また、コンデンサ１には高い
耐電圧性能が要求されるため、実際には複数のコンデン
サを直列接続して耐電圧性能を確保する構成となり、分
圧器が大形となる。更に、分圧比が固定されているた
め、観測電圧が限定されたり、測定精度やＳＮ比が低下
する、といった問題点がある。例えば、ｋ＝１０００
０、波形観測装置３の入力レンジが±１Ｖの時、測定で
きる交流高電圧は±１００００Ｖ（ピーク値）の範囲で
ある。従って、これを超える電圧は測定できないことに
なる。測定対象の電圧が±１０００Ｖの範囲の時は、波
形観測装置３へは入力レンジに比べてかなり小さい±
０．１Ｖの分圧電圧が加わることになり、測定精度やＳ
Ｎ比が低下する。

【０００５】そこで本発明は、上記課題を解決し、周波
数特性の改善と小形化が図れ、かつ分圧比の設定変更が
容易なコンデンサ分圧器を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、分圧用コンデ
ンサとして真空コンデンサを用いたことを特徴とする。

【０００７】本発明は、分圧用コンデンサとして真空コ
ンデンサを用い、その低圧側、高圧側の一方、または両
方を可変コンデンサとしたことを特徴とする。

【０００８】また本発明は、直列接続または並列接続の
複数の真空コンデンサ素子を分圧用コンデンサとして用
いたことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明を図面に示す実施形態を例
に説明する。本発明は分圧用コンデンサとして真空コン
デンサを用いたことを特徴とするものであり、回路的に
は従来と同様である。図１に示す実施形態１は基本的な
回路で、高圧側分圧用コンデンサ１と低圧側コンデンサ
２として真空コンデンサを用いており、両コンデンサ
１，２の接続点（検出端子４）と接地端子との間に波形
観測装置３を接続している。真空コンデンサは、真空中
で電極を対向させたものであり、電極間に誘電体が存在
しない。つまり、高周波領域でも誘電体損失を生じるこ
とがない。しかも、小形でも充分な耐電圧性能を有す
る。また、電極間距離を、少なくとも一方の電極の移動
させて調整すると、静電容量が変化する。つまり、可変
コンデンサとなる。

【００１０】波形観測時に、真空コンデンサを用いた、
コンデンサ１，２からなる分圧器の両端間に交流高電圧
Ｖを印加すると、分圧電圧、つまりコンデンサ２の対地
電圧が波形観測装置３の入力端に加わる。この場合、測
定対象の電圧に高周波成分が含まれていても、分圧用コ
ンデンサ１，２が真空コンデンサであるため、高周波領
域まで適確に観測できる。また、真空コンデンサは優れ
た耐電圧特性を有しており、分担電圧の大きい高圧側コ
ンデンサ１も小形のもので十分である。

【００１１】本発明の他の実施形態（実施形態２〜８）
を図２〜図８に示す。実施形態２（図２）では高圧側に
可変コンデンサ１´を、実施形態３（図３）では低圧側
に可変コンデンサ２´、実施形態４（図４）では高圧側
及び低圧側に可変コンデンサ１´，２´をそれぞれ用い
ている。

【００１２】このように可変コンデンサ１´，２´を用
いると、観測時に分圧比ｋを電圧に応じた適切な値に選
定とすることが容易であり、波形観測装置３の能力を十
分に活用できる。即ち、常に高い測定精度とＳＮ比を確
保できるようになる。

【００１３】実施形態５（図５）は複数のコンデンサ素
子を直列接続して高圧側（低圧側）の分圧用コンデンサ
１ｓ（２ｓ）を構成した場合、実施形態（図６）は複数
のコンデンサ素子を並列接続して高圧側（低圧側）の分
圧用コンデンサ１ｐ（２ｐ）を構成した場合である。分
圧用コンデンサ１ｓ（２ｓ），１ｐ（２ｐ）は、固定コ
ンデンサ素子Ｃ₁₁と可変コンデンサ素子Ｃ₁₂を用いて構
成するか、あるいは全てに可変コンデンサ素子Ｃ₁₂を用
いて構成する。

【００１４】この場合も、前述の実施形態２〜４と同様
に分圧比ｋを電圧に応じて適切な値に選定できる。

【００１５】実施形態７（図７）及び実施形態８（図
８）は、抵抗とコンデンサを組み合わせた抵抗容量分圧
器に適用した場合である。実施形態７では、真空コンデ
ンサを用いた高圧側、低圧側分圧用コンデンサ１，２に
抵抗５，６を直列に接続している。実施形態８では、真
空コンデンサを用いた高圧側、低圧側分圧用コンデンサ
１，２に抵抗５´，６´を並列に接続している。

【００１６】このように抵抗容量分圧器に真空コンデン
サを用いると、直流高電圧の分圧時にも静電容量が一定
に保たれるため、高い測定精度が得られる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、分圧用コ
ンデンサの誘電体損失は無視し得るので、周波数特性が
改善される。また、真空コンデンサは優れた耐電圧特性
を有しているので、直列接続となっても小個数で済み、
小形化が図れる。更に、電極間距離の加減操作により静
電容量が容易に、かつ正確に変化するため、分圧比を任
意に設定することが可能であり、測定精度及びＳＮ比の
向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１を示す接続図。

【図２】本発明の実施形態２を示す接続図。

【図３】本発明の実施形態３を示す接続図。

【図４】本発明の実施形態４を示す接続図。

【図５】本発明の実施形態５を示す接続図。

【図６】本発明の実施形態６を示す接続図。

【図７】本発明の実施形態７を示す接続図。

【図８】本発明の実施形態８を示す接続図。

【符号の説明】

１，１´，１ｓ，１ｐ…高圧側分圧用コンデンサ（真空
コンデンサ） ２，２´，２ｓ，２ｐ…低圧側分圧用コンデンサ（真空
コンデンサ） ３…波形観測装置 ５，６…抵抗 Ｃ１…高圧側分圧用コンデンサ１の静電容量 Ｃ２…低圧側分圧用コンデンサ２の静電容量 Ｖ…測定対象の交流高電圧 ｋ…分圧比

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分圧用コンデンサとして真空コンデンサ
   を用いたことを特徴とするコンデンサ分圧器。
2. 【請求項２】 分圧用コンデンサの低圧側、高圧側の一
   方、または両方を可変コンデンサとしたことを特徴とす
   る請求項１に記載のコンデンサ分圧器。
3. 【請求項３】 分圧用コンデンサを直列接続または並列
   接続の複数のコンデンサ素子で構成したことを特徴とす
   る請求項１または２に記載のコンデンサ分圧器。