JPS5845265B2 - サ−ジエネルギ−吸収素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はサージエネルギー吸収素子に係り、特に核融合
装置等に使用する大型の加速器の電極間に生じる絶縁破
壊による電極の消耗を防止するに好適なサージエネルギ
ー吸収素子に関する。

第１図は従来より使用されているサージエネルギー吸収
素子を説明するための回路図であり、第１図にかいて１
は加速器で、加速電極１１、アース電極１２を有して構
威され、各加速、及びアース電極１１．１２には電源２
により高圧電源が供給されている。

ところで、加速電極１１、及びアース電極１２には高電
圧が印加されるため、しばしば絶縁が破壊し、漂遊容量
３に蓄積されていたエネルギーが加速電極１１、及びア
ース電極１２に放出される。

このため、加速電極１１、及びアース電極１２の消耗が
著しくなり、ついには加速器１が使用不能になることが
ある。

この加速電極１１、及びアース電極１２の絶縁破壊によ
る消耗を防１１：、するためにサージエネルギー吸収素
子４が使用される。

このサージエネルギー吸収素子４の動作を第２図の等価
回路を用いて説明する。

ここで、第１図に示した加速電極１１、及びアース電極
１２に相当するギャップを符号５で示し、更にサージエ
ネルギー吸収素子４は、インダクタンス成分６と抵抗成
分７で等価的に表わすことができる。

尚、８は漂遊容量で第１図に示した漂遊容量３の総計に
相当する容量である。

このような第２図Ｋｉ−いて、ギャップ５で絶縁が破壊
すると、漂遊容量８に蓄積されているエネルギーがサー
ジ電流となってギャップ５に流入する。

ところが、サージ電流はインダクタンス６によりブロッ
クされるので、サージ電流は抵抗成分Ｉに流れる。

ここで、サージ電流に伴うサージエネルギーの大部分が
抵抗成分７Ｖｃ勢げるジュール熱として消費され、ギャ
ップ５に消費されるエネルギーを著しく低下させる事が
でき、加速電極、及びアース電極の絶縁破壊による消耗
が防止される。

ところで、従来のサージエネルギー吸収素子４は、第３
図に示すように、一般には珪素鋼板、あるいはパーマロ
イ等の強磁性材料でできた薄板９を多数回巻いたコイル
をコアとして使用し、薄板９に蓄積される磁気エネルギ
ーが第２図のインダクタンス成分６を構威し、薄板９の
強磁性材料中を流れるうず電流１０によって生じるジュ
ール損によりサージエネルギーを吸収するようにしてい
るものである。

しかしながら、従来のサージエネルギー吸収素子４は、
強磁性材料中に生じるうず電流を利用してエネルギーを
吸収するものであるために、抵抗成分に非線形特性があ
り、設計値と釦りの抵抗成分を設計する事が難しいとい
う問題がある。

本発明は上述の点に鑑み威されたもので、その目的とす
るところは、抵抗成分の設計が容易なサージエネルギー
吸収素子を提供するにある。

本発明はサージ電流が流れる導体に鎖交して設置される
強磁性材のコアをフェライト製とすると共に、該フェラ
イトコアと同軸状に抵抗体を設け、該抵抗体を前記フェ
ライトコアと鎖交するように設置することにより、所期
の目的を遠戚するようになしたものである。

以下、図面の実施例に基づいて本発明の詳細な説明する
。

第４図、及び第５図に本発明の一実施例を示す。

成因にかいて、１０１はコアで、うず電流がほとんど無
視できる円筒系のフェライトにより形成され、絶縁スペ
ーサ１０９で相互に分離、絶縁されている。

更に、このフェライトコア１０１と同軸状に抵抗体１０
６をフェライトコア１０１の外側に設置すると共に、こ
の抵抗体１０６を金属導体１０８で同軸状に接続し、か
つ、そして、フェライトコア１０１に鎖交するように配
置されている。

尚、導体１０３はフェライトコア１０１に鎖交して設け
られた多数個の導体を１本の導体で代表させたもので、
導体１０３にはサージ電流が流れる。

このような本実施例の構成とすることにより、導体１０
３にサージ電流が流れると、フェライトコア１０１によ
り抵抗体１０６にはサージ電流が誘起される。

この時、抵抗体１０６はフェライトコア１０１と同軸状
になっているため、抵抗体１０６のインダクタンス分は
無視できる程度に小さくでき、従って、サージエネルギ
ー吸収用の抵抗の設計が容易となり、漂遊容量や加速器
の電極構造を考慮した最適の抵抗値を選ぶことが可能と
なる。

よって、抵抗体１０６によりサージエネルギーを効率よ
く吸収する事ができるのである。

第６図、及び第７図に本発明の他の実施例を示す。

成因に示す実施例は、第４図、及び第５図に示した実施
例にかける抵抗体１０６を円筒状のフェライトコア１０
１の内側に配置したものである。

このような構成とすることによっても、その効果は上述
した実施例と全く同様であり、特に本実施例の構成は、
導体１０３とフェライトコア１０１の間に充分なスペー
スがある時は有効で、より設置面積を小さくできる利点
がある。

第８図に本発明の更に他の実施例を示す。

成因の実施例は、第４図、及び第５図に示す実施例の同
軸状に配置した抵抗体１０６と金属導体１０８のかわり
に同軸構造で一様な抵抗体１０２を使用したもので、こ
れによれば、第４図、及び第５図に示す抵抗体１０６よ
りさらにインダクタンス分を小さくする事ができ、更に
その効果が期待できる。

尚、従来使用するコアは、周波数特性を良くする必要か
ら、１００μ程度の薄板を数百回巻くため高価となって
いたが、上述した本実施例とすることにより、フェライ
トコアと同軸状の抵抗体を使用するので、コアの製作、
かつ安価となる効果もある。

ところで、本実施例での往復導体は、例えば加速器のフ
ィラメントに電流を供給するために使用されるが、加速
電圧１００ ｋＶＫ対し、各導体のアースに対する電位
が１００ｋＶ−１−１０Ｖ、１００ｋＶ−１０Ｖ程度と
ナッテｋ ｒ）、１００ＫＶの絶縁破壊に対しては１本
の導体と同一視でき、第２図に示す等価回路となるので
問題はない。

以上説明した本発明のサージエネルギー吸収素子によれ
ば、サージ電流が流れる導体に鎖交して設けられる強磁
性材のコアをフェライト製とすると共に、このフェライ
トコアと同軸状に抵抗体を設け、該抵抗体を前記フェラ
イトコアと鎖交するように設置したものであるから、導
体にサージ電流が流れると抵抗体にはサージ電流が誘起
されるが、抵抗体はフェライトコアと同軸状になってい
るため、抵抗体のインダクタンス分は無視できる程度に
小さくでき、従って、抵抗成分の設計が容易なサージエ
ネルギー吸収素子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来より使用されているサージエネルギー吸収
素子を説明するための回路図、第２図は第１図の回路の
等価回路図、第３図は従来のサージエネルギー吸収素子
を一部断面して示す正面図、第４図は本発明のサージエ
ネルギー吸収素子の一実施例を一部断面して示す正面図
、第５図は第４図を一部断面して示す側面図、第６図は
本発明の他の実施例を一部断面して示す正面図、第７図
は第６図を一部断面して示す側面図、第８図は本発明の
更に他の実施例を一部断面して示す正面図である。 １・・・加速器、２・・・電源、３，８・・・漂遊容量
、４・・・サージエネルギー吸収素子、５・・・ギャッ
プ、６・・・インダクタンス、７・・・抵抗、９・・・
強磁性材、１０・・・うず電流、１１・・−ｊＪ鑓電極
、１２・・・アース電極、１０１・・・フェライトコア
、１０２．１０６・・・抵抗体、１０３・・・導体、１
０７．１０８・・・金属導体、１０９・・・絶縁スペー
サー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ サージ電流が流れる導体に鎖交して設置される強磁
   性材のコアを備えているサージエネルギー吸収素子に釦
   いて、前記コアをフェライト製とすると共に、該フェラ
   イトコアと同軸状に抵抗体を設け、該抵抗体は前記フェ
   ライトコアに鎖交するように設置されていることを特徴
   とするサージエネルギー吸収素子。