JPS604430B2 - 高電圧電気機器用ライトガイド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高電圧部位と低電圧部位例えば接地電位との
間の信号の伝達を行うための高電圧電気機器用ライトガ
イド‘こ係わる。

高電圧部分からの電気的信号を光信号に変換し、この光
信号を大地側へ伝達するとか、或いは大地側からの信号
を光信号として高電圧部分へ伝達し高電圧部位で電気信
号に変換する等して高電圧部位の電気機器の電気量の測
定とか検出を行ったり、これを制御するため数ミクロン
の極細線の透光繊維例えばガラス繊維を数百乃至数千本
給東したライトガイドが用いられる。

ライトガイドの高電圧電気機器への適用例としては、高
電圧回路の電流とか電圧に応じた電気信号を大地側へ光
信号として伝達する光信号式の計器用変換器とか、多数
のサィリスタを直並列接続して構成される直流送電用交
直変換器たるサィリスタバルブの故障検出用、電圧検出
用、モニター回路用、或いはゲート制御パルス伝送用等
がある。

本発明者等は、かかる所定長のライトガイドを用いて「
大気中で耐電圧試験を行ったところ、この繊維と同等の
ガラス単体を乾燥空気中で耐電圧試験した時よりもはる
かに低い電圧でコロナが発生することが明らかと成った
。

その原因を究明したところ、繊維質のガラスは、その表
面に水分を吸着し易く、この吸着水分によってライトガ
イドの耐電圧が低下することが判明した。

そこで本発明者等は、ライトガイドを十分除湿した変圧
器用絶縁油中へ浸潰してこの絶縁油を減圧注入したもの
を耐電圧試験した結果、大気中での試験結果より‘まや
や向上したものの未だガラス単体を同様嬢質中で試験し
た場合よりも耐電圧の向上は得られなかった。

更にこれらの耐電圧を考慮してそれぞれ電位の異なる複
数の高電位部と大地間とを結ぶライトガイドを並列に配
置した場合、隣接するライトガイド間で部分放電が発生
し易く、この傾向はライトガイド長を十分余裕をもつて
長くしても防止できなかった。

よって、本発明の目的は、高電位部と低電位部とを導光
連結するライトガイドの長手方向における耐電圧特性を
向上するにある。

本発明は、この目的を達成するためライトガイドの長手
方向に沿って１及至複数個所へ電位を強制的に付与し、
ライトガイドの長手方向における単位長さ当りの電位分
担を略均等化するようにしたものである。

高電位部と低電位部間の電位を強制分割するに際しては
、両軍位部間に設けられる静電容量とか高抵抗体によっ
て行うことができる。

このような電位分割手段は、光信号式計器用変成器のよ
うに１つの高電位部と大地側電位とを結ぶライトガィド
‘こおいて有効である。

本発明の好適な実施例としては、直流送電用交直変換器
をあげることができる。

かかる交直変換器においては複数個、例えば三相全波整
流ブリッヂの場合６個のサィリスタバルブを有し、各サ
ィリスタバルブ自体はサィリスタスタックを複数段積上
げた複数ステージに構成されるため、各サイリスタスタ
ックとかステージの電位が異なり、これらの異なる電位
をもって各ライトガイドへ所期の電位を与えることがで
きる。

以下本発明を直流送電用交直変換器に適用した実施例に
よって具体的に説明する。第１図は、直流送電用交直変
換器の内、日頃変換器の一例を示し、主変換器１の交流
側巻線ＩＡに電磁結合される直流側巻線ＩＤの出力を６
個のサイリスタバルブ３Ａ〜３Ｆによる三相ブリツヂに
より直流に変換する回路構成を示す。

各サィリスタバルブ３は第２図に示すように、例えば複
数個のサィリスタスタツク４Ａ，４Ｂを直列接続したも
のを複数段積上げてステージとなし、各ステージ同志を
直列に接続して構成される。

５Ａ，５Ｂはそれぞれサイリスタバルブ３の入力端、出
力端を示す。

６は各サイリスタスタック４のサィリスタ７のゲ−ト制
御を行うため、大地側に設置した光電変換装置でこれら
の光電変換装置６からの光信号はライトガイド８を介し
て高電位にあるサィリスタ７側に設置の光電変換装置９
に伝達され、ここで電気信号に変換されて各サィリスタ
７のゲートを制御し、サィリスタの導通制御を行う。

尚、図示においては明示していないが、上記サィリスタ
点弧制御装置は総てのサィリスタ７に設けられる。

また、光電変換装置６および９、ライトガイド８等は各
１個毎のサィリスタ７に設けることに代えて、各サィリ
スタスタック４単位に設け、光電変換装置９より各サィ
リスタへ信号を振り分けるようにしてもよい。

第３図は１つのサィリスタバルブ３に対応するライトガ
イドの具体構成例を示すもので、１バルブ当り５ステー
ジ構成の場合に適合させた場合を示す。

各ステージのサィリスタスタックに対応する大地側の光
電変換装置１０Ａ〜１０８は、収納箱１１内に収容し各
ステージ側の光電変換装置１２Ａ〜１２Ｅはそれぞれ絶
縁筒１３，１４，１５，１６，１７を介して相互に絶縁
される収納箱１８，１９，２０，２１，２２内に収容し
ている。

２２ａは最上段の収納箱２２上へ同電位に設けられたシ
ールドを示す。

尚絶縁筒１３はサィリスタバルブ全体の対地絶縁を確保
するのに相当する絶縁耐力を得るよう長く形成されるの
に対し、他の絶縁筒１４〜１７は各サィリスタスタック
間の絶縁を確保するに足る程度に比較的短く形成してあ
る。

これらの各収納箱および絶縁筒は互いにその結合部分を
油密になされ、内部へ電気絶縁油等の絶縁媒体を充填し
てある。

２３Ａ〜２３８は各光電変換素子１０Ａ〜１０Ｅと１２
Ａ〜１２６との間に光路を形成するように設けたライト
ガイドであり、各ライトガイド２３はそれぞれ収納箱１
１の天井面１１ａ、収納箱１８の底面１８ａ、天井面１
８ｂ、収納箱１９の低面１９ａ「天井面１９ｂ等各収納
箱２０〜２２の底面２０ａ，２１ａ，２２ａ，および天
井面２０ｂ，２１ｂに設けた関孔日内を貫通される。

また各収納箱１８〜２２の側方には各光電変換素子１２
Ａ〜１２Ｅから引出されるリード線２４をサィリスタス
タツク側へ引出す細密な絶縁端子２５Ａ〜２５８を設け
ている。各ステージに対応する光電変換装置ｉ２はまた
各サイリスタスタック或いは個々のサィリスタに対応し
て第４図に示すように分割して設けられ、隣接する光電
変換装置１２Ａ，〜１２ん相互間は絶縁バリャ２６によ
って所要の絶縁を行なっている。而して、各収納箱１８
〜２１内に位置するライトガイド２３同志はその表面に
設けた電位調整用電極２７同志を互いに電気的に後続し
収納箱と同電位にしてある。従って、各隣接するライト
ガイド同志は収納箱毎に互いに同電位になされる結果、
隣接するライトガイド同志間で電位差を生ずることなく
、コロナ開始電圧を大中に向上できる。

一般にライトガイドを構成するガラスの比譲軍率は８程
度でＳＦ６絶縁ガスとか絶縁油の２〜３に比べて大きく
、また抵抗率ではガラスは絶縁ガスより数桁以上も低く
、従って長さの異なるライトガイドを複数本隣接して配
置し、これらライトガイドの両端に一括して交流とか直
流の高電圧を印加すればライトガイドの電位分担は長さ
方向に沿って略均一される。

このため「各々の長さが異なり、ひいては各々電位の異
なるライトガイドを複数本一括して配置すると隣接する
ライトガイド間に電位差を生じ、この電位差によって部
分放電が生じ易い。

しかるに上記実施例のように各ラィドガィドを各ステ−
ジ毎に強制的に同電位とすることにより、各隣接するラ
イトガイド同志間の電位差は各ステージ間および最下段
のステージと大地間略同一の電位分担を行なわせること
ができるので、部分放電を抑制するのに役立つ。各ライ
トガイド電位を与えるため、上記実施例においては、ラ
イトガイドの表面ヘリング状の電極を設けた場合を例示
したが、本発明においては第５図に示すように極細線の
ガラス繊維２８を多数結束したライトガイド２９の各繊
維２８間の殆んどを電気的に薮続すべく導電性の樹脂の
含浸部分３０を形成し、これへ導電性テープの巻回によ
る導電性束帯３１を設けて電極とすることもできる。

更に必要によっては、第６図に示すように導電性束帯３
１の外面を絶縁性の合成樹脂３２によってカバーしても
よい。このような実施例によれば、ライトガイドの内部
まで強制的に電位を付与でき、ライトガイドの電位分担
をより一層確実に行うことができる。上記実施例におい
ては、各ライトガイドを一括して絶縁油等の絶縁媒体中
へ封入したため、予ライトガイド単体での絶縁試験を実
施することができ、変換器へ組込む以前に所要の試験を
行うことができる。

以上の実施例においては、本発明を直流送電用交直変換
器の点狐用に適用した場合を例示したが、本発明におい
ては同変換器のサィリスタバルブの故障時の発光信号と
か電気信号を大地側へ光信号として伝達する故障検出用
とか、各サィリスタの電圧検出用、モニター用として適
用する場合も同機にして実施することができる。

また光信号式の計器用変換器におけるライトガィド‘こ
おいても途中へ強制的に電位を与えることによりライト
ガイドの長さ寸法が本来の所要沿面絶縁長と一致しない
場合でも電位を与えた部分間で均等に電位分担を行なわ
せることができ、部分放電によるコロナの発生を抑制す
ることができる。

なお以上の実施例では、絶縁媒体として絶縁油を使う場
合を述べたが、この他にＳＦ６ガス、空気、窒素等の気
体絶縁媒体を使って実施することもできる。

本発明は、以上実施例によって説明したように高電位部
と低電位部間に光信号を伝達するライトガィド‘こおい
て、このライトガイドの長さ方向の途中へ強制的にその
長さ寸法に見合った電位を与えるようにしたものである
から、ライトガイドの長さ方向における電位分担をより
均等化でき、部分放電によるコロナ発生を抑制でき、ラ
イトガイドの素材自体の電気絶縁耐力の限界値まで耐圧
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はサィリスタバルブを用いた直流送電用変換器の
回路図、第２図はサィリスタバルブの接続構成側を示す
回路図、第３図は本発明によるライトガイドの一実施例
を示す縦断面図、第４図は第３図のＷ−Ｗ線に沿ってみ
た横断面図、第５図および第６図は本発明において用い
られるライトガイドへの電位付与手段の各異る実施例を
示す縦断面図である。 符号の説明、１０，１２・・・・・・光電変換装置、２
３，２９・・・・・・ライトガイド、２７・・・・・・
電極、２８・・・…ガラス繊維材、３０・・・・・・導
電性樹脂、３１…・・・導電性束帯。 多ー図 髪ｚ図 髪４図 髪３図 髪５図 ※６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気信号を光信号に変換する第１の光電変換装置と
   、光信号を電気信号に変換する第２の光電変換装置とを
   有し、上記各光電変換装置の内の一方は高電圧電気機器
   の高電位部に設置し、他方は高電位部より電位の低い低
   電位部に設置し、上記第１および第２の光電変換装置間
   は、極細線の透光繊維材を多数本結束して構成されたラ
   イトガイドで導光連結し、このライトガイドを高絶縁性
   の電気絶縁媒体中に設けたものにおいて、上記ライトガ
   イドは複数本並設され、これら各ライトガイドの上記低
   電位部より高電位部に向かう導光路の長さが略等しい途
   中位置を互いに同電位になしたことを特徴とする高電圧
   電気機器用ライトガイド。 ２ 電気信号を光信号に変換する第１の光電変換装置と
   、光信号を電気信号に変換する第２の光電変換装置とを
   有し、上記各光電変換装置の内の一方は高電圧電気機器
   の高電位部に設置し、他方は高電位部より電位の低い低
   電位部に設置し、上記第１および第２の光電変換装置間
   は、極細線の透光繊維材を多数本結束して構成されたラ
   イトガイドで導光連結し、このライトガイドを高絶縁性
   の電気絶縁媒体中に設けたものにおいて、上記ライトガ
   イドは低電位部よりそれぞれ段階的に絶対電位の高くな
   る複数の高電位部へ導光路を形成するよう複数本並設さ
   れ、これらの各ライトガイドは各段の高電位部分に位置
   する部分でそれぞれ各段の高電位が付与されるようにし
   たことを特徴とする高電圧電気機器用ライトガイド。 ３ 電気信号を光信号に変換する第１の光電変換装置と
   、光信号を電気信号に変換する第２の光電変換装置とを
   有し、上記各光電変換装置の内の一方は高電圧電気機器
   の高電位部に設置し、他方は高電位部より電位の低い低
   電位部に設置し、上記第１および第２の光電変換装置間
   は、極細線の透光繊維材を多数本結束して構成されたラ
   イトガイドで導光連結し、このライトガイドを高絶縁性
   の電気絶縁媒体中に設けたものにおいて、上記ライトガ
   イドは複数本並設され、上記ライトガイドの電位付与部
   分へ導電性樹脂を充填し、この部分の透光繊維材同志を
   互いに電気的に接続するようにしたことを特徴とする高
   電圧電気機器用ライトガイド。