サージ検出装置
【課題】１つの装置で複数の回線のサージ電流を検知でき、保安器を内部に組み込みサージ電流の防護も可能なサージ検出装置を提供する。
【解決手段】サージ検出装置は、複数の通信又は電源側回線にそれぞれ接続された複数の入力端子Ｌと、複数の警報用ヒューズ１０と、複数のサージ検知用出力端子Ｋａ，Ｋｂと、複数の第１の保安器２０と、複数の第２の保安器３０とが、１つの筐体に収容されている。例えば、入力端子Ｌ１に雷サージ電圧が印加された場合、雷サージ電流は先ずヒューズ１０−１を介して第１の保安器２０−１側へ流れる。これにより、ヒューズ部１１が溶断し、同時に、スイッチ部１２がオン状態になってこの情報が出力端子Ｋ１ａ，Ｋ１ｂから出力される。ヒューズ部１１が溶断すると、第２の保安器３０−１側へ残りの雷サージ電流が流れ、吸収される。
【解決手段】サージ検出装置は、複数の通信又は電源側回線にそれぞれ接続された複数の入力端子Ｌと、複数の警報用ヒューズ１０と、複数のサージ検知用出力端子Ｋａ，Ｋｂと、複数の第１の保安器２０と、複数の第２の保安器３０とが、１つの筐体に収容されている。例えば、入力端子Ｌ１に雷サージ電圧が印加された場合、雷サージ電流は先ずヒューズ１０−１を介して第１の保安器２０−１側へ流れる。これにより、ヒューズ部１１が溶断し、同時に、スイッチ部１２がオン状態になってこの情報が出力端子Ｋ１ａ，Ｋ１ｂから出力される。ヒューズ部１１が溶断すると、第２の保安器３０−１側へ残りの雷サージ電流が流れ、吸収される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雷サージ等のサージ検出装置、例えば、１つの装置で複数の回線のサージ電流を検知でき、保安器を内部に組み込みサージ電流の防護も可能なサージ検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、雷サージ電流を検出するためのサージ検出装置は、例えば、下記の特許文献１〜３に開示されている。
【０００３】
特許文献１、２に開示されたサージ検出装置は、雷サージ電流を変流器（以下「ＣＴ」という。）等により検出するものであって、検出回線数は１回線単位として検出する構成になっている。又、特許文献３に開示されたサージ検出装置は、電源側回線及び接地（アース）間に直列に接続されたヒューズ及びアレスタと、そのヒューズに並列に接続されたバリスタとを有し、アレスタを流れる雷サージ電流をヒューズの溶断により検出すると共に、ヒューズの溶断後は、バリスタ及びアレスタにより電源側回線を保護する構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平１−７５８７２号公報
【特許文献２】特開２００５−２６５４４７号公報
【特許文献３】特開平１１−１３３０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のサージ検出装置では、以下の（Ａ）、（Ｂ）のような課題があった。
【０００６】
（Ａ） 特許文献１のサージ検出装置では、電源を用いなくとも組み込まれた発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という。）を点灯させる仕組みで雷サージ侵入を検出できる構成になっているが、検出できる回線は１回線のみである。特許文献２のサージ検出装置に関しても同様であり、検出できるのは１回線のみであり、雷サージ検出の報知がＬＥＤではなく、電磁石を応用した駆動の表示体を用いてサージ方向を示す構成になっている。更に、これらの特許文献１、２のサージ検出装置は、雷対策のために雷サージ侵入の経路を特定したい箇所に配設される一方、通信機器等を保護するための保安器が別に配設されている。そのため、多数の回線について雷サージ検出及び保護する場合には、回線毎にサージ検出装置及び保安器を設置することが必要になり、次の（Ａ１）、（Ａ２）のような課題が生じる。
【０００７】
（Ａ１） １つの装置で１回線単位の雷サージ電流を検知
多数の回線に流れる雷サージ電流を検出しようとした場合、設置場所が広く必要であり、更に、回線毎にＣＴ等の取り付けが必要になるのでコストが掛かる。
【０００８】
（Ａ２） サージ侵入経路の特定が困難
雷対策のために雷サージの侵入経路の特定を行おうとすると、特定したい回線全てにサージ検出装置と保安器を取り付けることが必要となるため、コストが掛かる。しかも、サージ検出装置の検出結果を確認するために、設置場所へ赴いて確認しなければならないので、不利不便であった。
【０００９】
（Ｂ） 特許文献３のサージ検出装置では、電源側回線毎に、且つ、各電源側回線と接地との間に、ヒューズ及びアレスタが直列に接続され、且つ、そのアレスタにバリスタが並列に接続された構成になっているので、前記（Ａ）の課題に対して、設置場所をそれほど広く必要とせず、更に、コストも低減できる。しかし、電源側回線に雷サージ電圧が印加された場合、アレスタが所定時間経過後に放電により導通して雷サージ電流が流れ、この雷サージ電流によりヒューズが溶断する構成になっており、アレスタの導通動作が遅いので、雷サージ電圧印加時の電源側回線に対する初期の保護動作が遅れる。そのため、電源側回線に接続された通信機器等の絶縁破壊が生じる虞があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のサージ検出装置は、複数の通信又は電源側回線にそれぞれ接続された複数の入力端子と、複数の警報用ヒューズと、複数の第１の保安器と、複数のサージ検知用出力端子と、複数の第２の保安器と、を有することを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記複数の警報用ヒューズは、前記各入力端子及び各接続点間に接続されてサージ電流が流れると溶断するヒューズ部と、前記ヒューズ部が溶断前のときにはオフ（又はオン）状態であり、前記ヒューズ部が溶断するとオン（又はオフ）状態になるスイッチ部とをそれぞれ有している。前記複数の第１の保安器は、前記各接続点及び接地間に接続され、サージ電圧が印加されると、前記ヒューズ部を介して流れる前記サージ電流を瞬時に前記接地へ放電して前記各回線をそれぞれ防護するものである。
【００１２】
前記複数のサージ検知用出力端子は、前記各スイッチ部におけるオン（又はオフ）状態の信号をそれぞれ出力するものである。更に、前記複数の第２の保安器は、前記各第１の保安器よりも高い動作電圧値を有し、前記各ヒューズ部及び前記各第１の保安器に対して並列に接続され、前記各ヒューズ部の溶断後に流入する前記サージ電流を前記接地へ放電して前記各回線をそれぞれ防護するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、次の（ｉ）〜（ｉｉｉ）のような効果がある。
【００１４】
（ｉ） 各通信又は電源側回線に接続される各入力端子は、各ヒューズ部と動作速度の速い各第１の保安器とを介して接地に接続されているので、サージ電圧印加時における防護の初期動作が速く、回線の絶縁破壊等を的確に防止できる。その後、第２の保安器により、流入するサージ電流を接地へ放電するので、信頼性の高いサージ検出装置を実現できる。
【００１５】
（ｉｉ） １つのサージ検出装置で、一括して、複数回線分のサージ検知が可能になる。そのため、小型で安価なサージ検出装置を実現できる。しかも、サージ検出装置を例えば１つの筐体に収容する構成にすれば、回線毎の設置作業を簡単に行うことができ、保守点検も容易である。
【００１６】
（ｉｉｉ） サージ検知用出力端子を有するので、外部から容易にサージ電流の侵入を検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の実施例１におけるサージ検出装置を示す回路図である。
【図２】図２は図１中の警報用ヒューズ１０を示す構成図である。
【図３】図３は図１のサージ検出装置を示す概略の外観図である。
【図４】図４は図１のサージ検出装置の動作を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１９】
（実施例１の構成）
図１は、本発明の実施例１におけるサージ検出装置を示す回路図である。
【００２０】
このサージ検出装置は、通信機器等に接続された複数ｎ（例えば、ｎ＝１０）の通信又は電源側回線に接続される複数の入力端子Ｌ（＝Ｌ１，Ｌ２，・・・，Ｌｎ）を有している。各入力端子Ｌは、各警報用ヒューズ１０（＝１０−１，１０−２，・・・，１０−ｎ）及び第１の保安器２０（＝２０−１，２０−２，・・・，２０−ｎ）を介して接地端子Ｅに接続されている。各警報用ヒューズ１０は、各入力端子Ｌと各保安器２０との間に接続されてサージ電流が流れると溶断するヒューズ部１１と、このヒューズ部１１の動作に機械的に連動してオン／オフ動作するスイッチ部１２とにより構成されている。各スイッチ部１２は、各ヒューズ部１１が溶断前のときにはオフ状態であり、各ヒューズ部１１が溶断するとオン状態になる機能を有している。各ヒューズ部１１の両電極には、各一対のサージ検知用出力端子Ｋａ，Ｋｂ（＝Ｋ１ａ，Ｋ１ｂ，・・・，Ｋｎａ，Ｋｎｂ）がそれぞれ接続されている。
【００２１】
各警報用ヒューズ１０と接地端子Ｅとの間には、各第１の保安器２０（＝２０−１，２０−２，・・・，２０−ｎ）がそれぞれ接続されている。各第１の保安器２０は、動作電圧値が低い第１のバリスタ２１によりそれぞれ構成されている。各第１のバリスタ２１は、サージ電圧が印加されると、各ヒューズ部１１を介して流れるサージ電流を瞬時に接地端子Ｅへ放電し、各入力端子Ｌに接続された各回線をそれぞれ防護するための２つの電極を持つ非直線性抵抗素子であり、両電極間の電圧が低い場合には電気抵抗が大きいが、ある程度以上に電圧が高くなると急激に電気抵抗が小さくなる性質を持つ。
【００２２】
直列に接続された各ヒューズ部１１及び各第１のバリスタ２１には、各第２の保安器３０（＝３０−１，３０−２，・・・，３０−ｎ）がそれぞれ並列に接続されている。各第２の保安器３０は、各入力端子Ｌ側の第２のバリスタ３１と、接地端子Ｅ側のギャップ式のアレスタ３２とをそれぞれ有し、これらの各第２のバリスタ３１及びギャップ式のアレスタ３２が、各入力端子Ｌと接地端子Ｅとの間にそれぞれ直列に接続されている。各第２のバリスタ３１は、各第１のバリスタ２１の動作電圧値よりも高い動作電圧値を有する続流遮断用の非直線性抵抗素子であり、２つの電極間の電圧が低い場合には電気抵抗が大きいが、ある程度以上に電圧が高くなると急激に電気抵抗が小さくなる性質を持つ。各ギャップ式のアレスタ３２は、避雷管と同様の機能を有し、回路中に意図的に絶縁の弱い部分を作り、ここをサージ電圧によって破壊し、サージ電流をバイパスさせることにより、回路に掛かるサージ電圧を抑制する構造になっている。
【００２３】
図２（ａ）、（ｂ）は、図１中の警報用ヒューズ１０を示す構成図であり、同図（ａ）は回路図、及び、同図（ｂ）はその模式的な構造図である。
【００２４】
各警報用ヒューズ１０は、例えば、ヒューズホルダ１３を有し、このヒューズホルダ１３内に、ヒューズ部１１が着脱自在に装着されると共に、スイッチ部１２が取り付けられている。ヒューズ部１１は、ヒューズホルダ１３内に固定された固定電極１１ａと、この固定電極１１ａと対向してヒューズホルダ１３内に可動可能に取り付けられたばね片からなる可動電極１１ｂとを有している。固定電極１１ａ及び可動電極１１ｂ間には、ヒューズ線１１ｃが張着されている。ヒューズ線１１ｃが溶断すると、可動電極１１ｂがスイッチ部１２側に倒れ、この可動電極１１ｂに塗布された識別色（例えば、白色）がヒューズホルダ１３の外部から確認できる構造になっている。
【００２５】
スイッチ部１２は、ヒューズホルダ１３内に可動自在に取り付けられた可動接点１２ａと、この可動接点１２ａと対向してヒューズホルダ１３内に固定された固定接点１２ｂとを有している。この可動接点１２ａ及び固定接点１２ｂには、それぞれサージ検知用出力端子Ｋａ，Ｋｂが設けられている。ヒューズ線１１ｃが溶断して可動電極１１ｂが倒れると、可動接点１２ａが押されて固定接点１２ｂと接触し、オフ状態の出力端子Ｋａ及びＫｂ間がオン状態に切り替わる構造になっている。
【００２６】
図３（ａ）〜（ｃ）は、図１のサージ検出装置を示す概略の外観図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図、及び、同図（ｃ）は左側面図である。
【００２７】
図１のサージ検出装置は、箱形の筐体４０に収容されている。筐体４０内には基盤４１が水平に固定されている。基盤４１上の対向する両側辺近傍には、複数の入力端子Ｌ（＝Ｌ１〜Ｌｎ）及び接地端子Ｅと複数の出力端子Ｋａ，Ｋｂ（＝Ｋ１ａ，Ｋ１ｂ〜Ｋｎａ，Ｋｎｂ）とが並行に配列されて固定されている。基盤４１上において、複数の入力端子Ｌ（＝Ｌ１〜Ｌｎ）及び接地端子Ｅと複数の出力端子Ｋａ，Ｋｂ（＝Ｋ１ａ，Ｋ１ｂ〜Ｋｎａ，Ｋｎｂ）との間には、これらと並行に、複数の警報用ヒューズ１０（＝１０−１〜１０−ｎ）が配列されて取り付けられている。基盤４１下には、複数の第１の保安器２０（＝２０−１〜２０−ｎ）及び複数の第２の保安器３０（＝３０−１〜３０−ｎ）が電気的に接続されている。
【００２８】
基盤４１上に取り付けられた複数の入力端子Ｌ（＝Ｌ１〜Ｌｎ）及び接地端子Ｅと、複数の出力端子Ｋａ，Ｋｂ（＝Ｋ１ａ，Ｋ１ｂ〜Ｋｎａ，Ｋｎｂ）と、複数の警報用ヒューズ１０（＝１０−１〜１０−ｎ）とは、筐体４０の上部カバー部分から上方向に突出している。
【００２９】
このような図３のサージ検出装置における電気的特性は、例えば、次の（１）〜（５）の通りである。
【００３０】
（１） 検知インパルス電流
（波頭１０μｓ／波尾長２００μｓ、ヒューズ部定格０．３２Ａ） ２０Ａ以上
【００３１】
（２） 検知回路数（例えば、１０回線の場合）
２線（５０Ｖ〜２５０Ｖ）＋８線（５０Ｖ以下）
【００３２】
（３） 検知情報 ヒューズ部断表示及びスイッチ部出力
【００３３】
（４） 耐電圧（筐体及び回路端子間） １．５ｋＶ以上（１分間）
【００３４】
（５） 絶縁抵抗（筐体及び回路端子間） １ＭΩ以上
【００３５】
（実施例１の動作）
図４は、図１のサージ検出装置の動作を示す回路図である。
【００３６】
例えば、通信又は電源側回線に接続された入力端子Ｌ１に雷サージ電圧が印加された場合の動作を説明する。なお、サージ検知用出力端子Ｋ１ａ，Ｋ１ｂには、例えば、電源４５とＬＥＤ４６が直列に接続されている。
【００３７】
入力端子Ｌ１に雷サージ電圧が印加された場合、この雷サージ電圧は、第２の保安器３０−１と、警報ヒューズ１０−１を介して第１の保安器２０−１とに加わることになるが、第２の保安器３０−１には、バリスタ動作電圧値が第１の保安器２０−１側の第１のバリスタ２１よりも高い第２のバリスタ３１と、ギャップ式のアレスタ３２とが入っているため、雷サージ電流ｉ１は先ず警報用ヒューズ１０−１及び第１の保安器２０−１側へ流れる。
【００３８】
雷サージ電圧の印加で、警報用ヒューズ１０−１を介して第１の保安器２０−１の第１のバリスタ２１に高電圧が加わり、この第１のバリスタ２１が瞬時に動作して導通状態となる。第１のバリスタ２１は、動作すると一定の電圧に制限する働きを持つので、この時点で、入力端子Ｌ１に接続された通信機器等の通信又は電源側回線と接地Ｅとの間に印加される雷サージ電圧を抑える効果がある。
【００３９】
第１のバリスタ２１が導通状態になると、警報用ヒューズ１０−１を介して第１のバリスタ２１側へ雷サージ電流ｉ１が流れ、組み込まれたヒューズ部１１中のヒューズ線１１ｃが溶断する。ヒューズ線１１ｃの溶断前は、ヒューズ１０−１内に組み込まれたスイッチ部１２がオフ状態となっているが、ヒューズ部１１中のヒューズ線１１ｃが溶断すると、可動電極１１ｂが倒れてスイッチ部１２中の可動接点１２ａが押されて固定接点１２ｂに接触し、スイッチ部１２が機械的にオフ状態からオン状態になる。スイッチ部１２がオン状態になると、このスイッチ部１２を介して電源４５からＬＥＤ４６へ電源電流ｉ２が流れ、ＬＥＤ４６が点灯する。これにより、ヒューズ線１１ｃが溶断したことを外部から簡単に検知できる。又、ヒューズ線１１ｃが溶断すると、可動電極１１ｂがスイッチ部１２側に倒れ、この可動電極１１ｂに塗布された識別色（例えば、白色）をヒューズホルダ１３の外部から確認できる。
【００４０】
ヒューズ部１１が溶断すると、ヒューズ部１１側の線路は解放状態となる。そのため、第２の保安器３０−１側へ残りの雷サージ電流ｉ３が流れようとする。すると、瞬時に第２の保安器３０−１に組み込まれた第２のバリスタ３１の抵抗値が十分に小さくなり、雷サージ電流ｉ３は第２のバリスタ３１に転流する。そして、この第２のバリスタ３１に直列に接続されたアレスタ３２に雷サージ電圧が加わり、電圧が上昇することによってアレスタ３２の内部でギャップ放電が生じ、放電が開始されると、入力端子Ｌ１及び接地Ｅ間に掛かる雷サージ電圧が低電圧となる。このようにしてサージエネルギが吸収され、入力端子Ｌ１の通信又は電源側回線に接続された通信機器等が雷サージ電圧から保護される。又、アレスタ３２のアーク放電により続流の危険があるが、アレスタ３２の前に設置された第２のバリスタ３１が電圧降下により絶縁能力が回復すると、アーク放電を止める働きをするので、続流による通信機器等への影響は無くなる。
【００４１】
（実施例１の効果）
本実施例１によれば、次の（ａ）〜（ｆ）のような効果がある。
【００４２】
（ａ） 通信又は電源回線側の保護
各通信又は電源側回線に接続される各入力端子Ｌ（＝Ｌ１〜Ｌｎ）は、各ヒューズ部１１と動作速度の速い各第１の保安器２０（＝２０−１〜２０−ｎ）とを介して接地端子Ｅに接続されているので、サージ電圧印加時における防護の初期動作が速く、通信又は電源側回線に接続された通信機器等の絶縁破壊等を的確に防止できる。その後、各第２の保安器３０（＝３０−１〜３０−ｎ）により、流入するサージ電流を接地端子Ｅへ放電するので、信頼性の高いサージ検出装置を実現できる。そのため、従来の特許文献３の有する課題を解決できる。
【００４３】
（ｂ） サージ検出装置に複数回線の保安器を搭載
雷サージ電流を検出するだけでなく、複数の第１の保安器２０（＝２０−１〜２０−ｎ）及び複数の第２の保安器３０（＝３０−１〜３０−ｎ）を組み込み、複数の検出器と一体型にしたので、侵入した雷サージによる被害を防止できる。又、雷サージ以外の開閉器等から生じる開閉サージ等の侵入に対しても、各入力端子Ｌ（＝Ｌ１〜Ｌｎ）側の通信又は電源側回線に接続された通信機器等を防護できる。
【００４４】
（ｃ） 複数回線のサージ検知が可能
１つのサージ検出装置で、一括して、複数回線（例えば、１０回線）分のサージ検知が可能になる。しかも、サージ検出装置を１つの筐体４０に収容しているので、回線毎の設置作業を簡単に行うことができ、保守点検も容易である。
【００４５】
（ｄ） 小型で安価
従来の特許文献１、２のようなサージカウンタと比べると、大きさ、価格共に約１／２０（１回線当たり）以上期待できる。そのため、取り付けスペースも嵩張らず、回線分の数だけ装置を揃える必要がないので、コストも抑えることができる。従って、小型で安価なサージ検出装置を実現できる。
【００４６】
（ｅ）サージの侵入経路の特定に利用可
複数の経路からの入力により雷サージ電流の侵入特定に貢献することができ、今後の雷対策の検討材料とすることができる。
【００４７】
（ｆ） 各サージ検知用出力端子Ｋａ，Ｋｂ（＝Ｋ１ａ，Ｋ１ｂ〜Ｋｎａ，Ｋｎｂ）に、例えば、電源４５及びＬＥＤ４６を接続すれば、外部から容易に雷サージ電流の侵入を検知できる。又、各出力端子Ｋａ，Ｋｂ（＝Ｋ１ａ，Ｋ１ｂ〜Ｋｎａ，Ｋｎｂ）を有線や無線で監視センタ等に接続すれば、容易に遠隔監視ができる。
【００４８】
（変形例）
本発明は、上記実施例に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（Ａ）〜（Ｃ）のようなものがある。
【００４９】
（Ａ） 各第１の保安器２０（＝２０−１〜２０−ｎ）は、バリスタ２１以外の動作電圧値の低い回路や素子等で構成してもよい。又、各第２の保安器３０（＝３０−１〜３０−ｎ）は、バリスタ３１及びアレスタ３２以外の回路や素子等で構成してもよい。
【００５０】
（Ｂ） 各警報用ヒューズ１０（＝１０−１〜１０−ｎ）は、図２以外の他の構造や形状に変更してもよい。
【００５１】
（Ｃ） サージ検出装置は、図３以外の他の外観構造や外観形状等に変更してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１０，１０−１〜１０−ｎ 警報用ヒューズ
１１ ヒューズ部
１２ スイッチ部
２０，２０−１〜２０−ｎ，３０，３０−１〜３０−ｎ 保安器
２１，３１ バリスタ
３２ アレスタ
Ｌ，Ｌ１〜Ｌｎ 入力端子
Ｋａ，Ｋｂ，Ｋ１ａ，Ｋ１ｂ〜Ｋｎａ，Ｋｎｂ サージ検知用出力端子
Ｅ 接地端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雷サージ等のサージ検出装置、例えば、１つの装置で複数の回線のサージ電流を検知でき、保安器を内部に組み込みサージ電流の防護も可能なサージ検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、雷サージ電流を検出するためのサージ検出装置は、例えば、下記の特許文献１〜３に開示されている。
【０００３】
特許文献１、２に開示されたサージ検出装置は、雷サージ電流を変流器（以下「ＣＴ」という。）等により検出するものであって、検出回線数は１回線単位として検出する構成になっている。又、特許文献３に開示されたサージ検出装置は、電源側回線及び接地（アース）間に直列に接続されたヒューズ及びアレスタと、そのヒューズに並列に接続されたバリスタとを有し、アレスタを流れる雷サージ電流をヒューズの溶断により検出すると共に、ヒューズの溶断後は、バリスタ及びアレスタにより電源側回線を保護する構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平１−７５８７２号公報
【特許文献２】特開２００５−２６５４４７号公報
【特許文献３】特開平１１−１３３０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のサージ検出装置では、以下の（Ａ）、（Ｂ）のような課題があった。
【０００６】
（Ａ） 特許文献１のサージ検出装置では、電源を用いなくとも組み込まれた発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という。）を点灯させる仕組みで雷サージ侵入を検出できる構成になっているが、検出できる回線は１回線のみである。特許文献２のサージ検出装置に関しても同様であり、検出できるのは１回線のみであり、雷サージ検出の報知がＬＥＤではなく、電磁石を応用した駆動の表示体を用いてサージ方向を示す構成になっている。更に、これらの特許文献１、２のサージ検出装置は、雷対策のために雷サージ侵入の経路を特定したい箇所に配設される一方、通信機器等を保護するための保安器が別に配設されている。そのため、多数の回線について雷サージ検出及び保護する場合には、回線毎にサージ検出装置及び保安器を設置することが必要になり、次の（Ａ１）、（Ａ２）のような課題が生じる。
【０００７】
（Ａ１） １つの装置で１回線単位の雷サージ電流を検知
多数の回線に流れる雷サージ電流を検出しようとした場合、設置場所が広く必要であり、更に、回線毎にＣＴ等の取り付けが必要になるのでコストが掛かる。
【０００８】
（Ａ２） サージ侵入経路の特定が困難
雷対策のために雷サージの侵入経路の特定を行おうとすると、特定したい回線全てにサージ検出装置と保安器を取り付けることが必要となるため、コストが掛かる。しかも、サージ検出装置の検出結果を確認するために、設置場所へ赴いて確認しなければならないので、不利不便であった。
【０００９】
（Ｂ） 特許文献３のサージ検出装置では、電源側回線毎に、且つ、各電源側回線と接地との間に、ヒューズ及びアレスタが直列に接続され、且つ、そのアレスタにバリスタが並列に接続された構成になっているので、前記（Ａ）の課題に対して、設置場所をそれほど広く必要とせず、更に、コストも低減できる。しかし、電源側回線に雷サージ電圧が印加された場合、アレスタが所定時間経過後に放電により導通して雷サージ電流が流れ、この雷サージ電流によりヒューズが溶断する構成になっており、アレスタの導通動作が遅いので、雷サージ電圧印加時の電源側回線に対する初期の保護動作が遅れる。そのため、電源側回線に接続された通信機器等の絶縁破壊が生じる虞があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のサージ検出装置は、複数の通信又は電源側回線にそれぞれ接続された複数の入力端子と、複数の警報用ヒューズと、複数の第１の保安器と、複数のサージ検知用出力端子と、複数の第２の保安器と、を有することを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記複数の警報用ヒューズは、前記各入力端子及び各接続点間に接続されてサージ電流が流れると溶断するヒューズ部と、前記ヒューズ部が溶断前のときにはオフ（又はオン）状態であり、前記ヒューズ部が溶断するとオン（又はオフ）状態になるスイッチ部とをそれぞれ有している。前記複数の第１の保安器は、前記各接続点及び接地間に接続され、サージ電圧が印加されると、前記ヒューズ部を介して流れる前記サージ電流を瞬時に前記接地へ放電して前記各回線をそれぞれ防護するものである。
【００１２】
前記複数のサージ検知用出力端子は、前記各スイッチ部におけるオン（又はオフ）状態の信号をそれぞれ出力するものである。更に、前記複数の第２の保安器は、前記各第１の保安器よりも高い動作電圧値を有し、前記各ヒューズ部及び前記各第１の保安器に対して並列に接続され、前記各ヒューズ部の溶断後に流入する前記サージ電流を前記接地へ放電して前記各回線をそれぞれ防護するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、次の（ｉ）〜（ｉｉｉ）のような効果がある。
【００１４】
（ｉ） 各通信又は電源側回線に接続される各入力端子は、各ヒューズ部と動作速度の速い各第１の保安器とを介して接地に接続されているので、サージ電圧印加時における防護の初期動作が速く、回線の絶縁破壊等を的確に防止できる。その後、第２の保安器により、流入するサージ電流を接地へ放電するので、信頼性の高いサージ検出装置を実現できる。
【００１５】
（ｉｉ） １つのサージ検出装置で、一括して、複数回線分のサージ検知が可能になる。そのため、小型で安価なサージ検出装置を実現できる。しかも、サージ検出装置を例えば１つの筐体に収容する構成にすれば、回線毎の設置作業を簡単に行うことができ、保守点検も容易である。
【００１６】
（ｉｉｉ） サージ検知用出力端子を有するので、外部から容易にサージ電流の侵入を検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の実施例１におけるサージ検出装置を示す回路図である。
【図２】図２は図１中の警報用ヒューズ１０を示す構成図である。
【図３】図３は図１のサージ検出装置を示す概略の外観図である。
【図４】図４は図１のサージ検出装置の動作を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１９】
（実施例１の構成）
図１は、本発明の実施例１におけるサージ検出装置を示す回路図である。
【００２０】
このサージ検出装置は、通信機器等に接続された複数ｎ（例えば、ｎ＝１０）の通信又は電源側回線に接続される複数の入力端子Ｌ（＝Ｌ１，Ｌ２，・・・，Ｌｎ）を有している。各入力端子Ｌは、各警報用ヒューズ１０（＝１０−１，１０−２，・・・，１０−ｎ）及び第１の保安器２０（＝２０−１，２０−２，・・・，２０−ｎ）を介して接地端子Ｅに接続されている。各警報用ヒューズ１０は、各入力端子Ｌと各保安器２０との間に接続されてサージ電流が流れると溶断するヒューズ部１１と、このヒューズ部１１の動作に機械的に連動してオン／オフ動作するスイッチ部１２とにより構成されている。各スイッチ部１２は、各ヒューズ部１１が溶断前のときにはオフ状態であり、各ヒューズ部１１が溶断するとオン状態になる機能を有している。各ヒューズ部１１の両電極には、各一対のサージ検知用出力端子Ｋａ，Ｋｂ（＝Ｋ１ａ，Ｋ１ｂ，・・・，Ｋｎａ，Ｋｎｂ）がそれぞれ接続されている。
【００２１】
各警報用ヒューズ１０と接地端子Ｅとの間には、各第１の保安器２０（＝２０−１，２０−２，・・・，２０−ｎ）がそれぞれ接続されている。各第１の保安器２０は、動作電圧値が低い第１のバリスタ２１によりそれぞれ構成されている。各第１のバリスタ２１は、サージ電圧が印加されると、各ヒューズ部１１を介して流れるサージ電流を瞬時に接地端子Ｅへ放電し、各入力端子Ｌに接続された各回線をそれぞれ防護するための２つの電極を持つ非直線性抵抗素子であり、両電極間の電圧が低い場合には電気抵抗が大きいが、ある程度以上に電圧が高くなると急激に電気抵抗が小さくなる性質を持つ。
【００２２】
直列に接続された各ヒューズ部１１及び各第１のバリスタ２１には、各第２の保安器３０（＝３０−１，３０−２，・・・，３０−ｎ）がそれぞれ並列に接続されている。各第２の保安器３０は、各入力端子Ｌ側の第２のバリスタ３１と、接地端子Ｅ側のギャップ式のアレスタ３２とをそれぞれ有し、これらの各第２のバリスタ３１及びギャップ式のアレスタ３２が、各入力端子Ｌと接地端子Ｅとの間にそれぞれ直列に接続されている。各第２のバリスタ３１は、各第１のバリスタ２１の動作電圧値よりも高い動作電圧値を有する続流遮断用の非直線性抵抗素子であり、２つの電極間の電圧が低い場合には電気抵抗が大きいが、ある程度以上に電圧が高くなると急激に電気抵抗が小さくなる性質を持つ。各ギャップ式のアレスタ３２は、避雷管と同様の機能を有し、回路中に意図的に絶縁の弱い部分を作り、ここをサージ電圧によって破壊し、サージ電流をバイパスさせることにより、回路に掛かるサージ電圧を抑制する構造になっている。
【００２３】
図２（ａ）、（ｂ）は、図１中の警報用ヒューズ１０を示す構成図であり、同図（ａ）は回路図、及び、同図（ｂ）はその模式的な構造図である。
【００２４】
各警報用ヒューズ１０は、例えば、ヒューズホルダ１３を有し、このヒューズホルダ１３内に、ヒューズ部１１が着脱自在に装着されると共に、スイッチ部１２が取り付けられている。ヒューズ部１１は、ヒューズホルダ１３内に固定された固定電極１１ａと、この固定電極１１ａと対向してヒューズホルダ１３内に可動可能に取り付けられたばね片からなる可動電極１１ｂとを有している。固定電極１１ａ及び可動電極１１ｂ間には、ヒューズ線１１ｃが張着されている。ヒューズ線１１ｃが溶断すると、可動電極１１ｂがスイッチ部１２側に倒れ、この可動電極１１ｂに塗布された識別色（例えば、白色）がヒューズホルダ１３の外部から確認できる構造になっている。
【００２５】
スイッチ部１２は、ヒューズホルダ１３内に可動自在に取り付けられた可動接点１２ａと、この可動接点１２ａと対向してヒューズホルダ１３内に固定された固定接点１２ｂとを有している。この可動接点１２ａ及び固定接点１２ｂには、それぞれサージ検知用出力端子Ｋａ，Ｋｂが設けられている。ヒューズ線１１ｃが溶断して可動電極１１ｂが倒れると、可動接点１２ａが押されて固定接点１２ｂと接触し、オフ状態の出力端子Ｋａ及びＫｂ間がオン状態に切り替わる構造になっている。
【００２６】
図３（ａ）〜（ｃ）は、図１のサージ検出装置を示す概略の外観図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図、及び、同図（ｃ）は左側面図である。
【００２７】
図１のサージ検出装置は、箱形の筐体４０に収容されている。筐体４０内には基盤４１が水平に固定されている。基盤４１上の対向する両側辺近傍には、複数の入力端子Ｌ（＝Ｌ１〜Ｌｎ）及び接地端子Ｅと複数の出力端子Ｋａ，Ｋｂ（＝Ｋ１ａ，Ｋ１ｂ〜Ｋｎａ，Ｋｎｂ）とが並行に配列されて固定されている。基盤４１上において、複数の入力端子Ｌ（＝Ｌ１〜Ｌｎ）及び接地端子Ｅと複数の出力端子Ｋａ，Ｋｂ（＝Ｋ１ａ，Ｋ１ｂ〜Ｋｎａ，Ｋｎｂ）との間には、これらと並行に、複数の警報用ヒューズ１０（＝１０−１〜１０−ｎ）が配列されて取り付けられている。基盤４１下には、複数の第１の保安器２０（＝２０−１〜２０−ｎ）及び複数の第２の保安器３０（＝３０−１〜３０−ｎ）が電気的に接続されている。
【００２８】
基盤４１上に取り付けられた複数の入力端子Ｌ（＝Ｌ１〜Ｌｎ）及び接地端子Ｅと、複数の出力端子Ｋａ，Ｋｂ（＝Ｋ１ａ，Ｋ１ｂ〜Ｋｎａ，Ｋｎｂ）と、複数の警報用ヒューズ１０（＝１０−１〜１０−ｎ）とは、筐体４０の上部カバー部分から上方向に突出している。
【００２９】
このような図３のサージ検出装置における電気的特性は、例えば、次の（１）〜（５）の通りである。
【００３０】
（１） 検知インパルス電流
（波頭１０μｓ／波尾長２００μｓ、ヒューズ部定格０．３２Ａ） ２０Ａ以上
【００３１】
（２） 検知回路数（例えば、１０回線の場合）
２線（５０Ｖ〜２５０Ｖ）＋８線（５０Ｖ以下）
【００３２】
（３） 検知情報 ヒューズ部断表示及びスイッチ部出力
【００３３】
（４） 耐電圧（筐体及び回路端子間） １．５ｋＶ以上（１分間）
【００３４】
（５） 絶縁抵抗（筐体及び回路端子間） １ＭΩ以上
【００３５】
（実施例１の動作）
図４は、図１のサージ検出装置の動作を示す回路図である。
【００３６】
例えば、通信又は電源側回線に接続された入力端子Ｌ１に雷サージ電圧が印加された場合の動作を説明する。なお、サージ検知用出力端子Ｋ１ａ，Ｋ１ｂには、例えば、電源４５とＬＥＤ４６が直列に接続されている。
【００３７】
入力端子Ｌ１に雷サージ電圧が印加された場合、この雷サージ電圧は、第２の保安器３０−１と、警報ヒューズ１０−１を介して第１の保安器２０−１とに加わることになるが、第２の保安器３０−１には、バリスタ動作電圧値が第１の保安器２０−１側の第１のバリスタ２１よりも高い第２のバリスタ３１と、ギャップ式のアレスタ３２とが入っているため、雷サージ電流ｉ１は先ず警報用ヒューズ１０−１及び第１の保安器２０−１側へ流れる。
【００３８】
雷サージ電圧の印加で、警報用ヒューズ１０−１を介して第１の保安器２０−１の第１のバリスタ２１に高電圧が加わり、この第１のバリスタ２１が瞬時に動作して導通状態となる。第１のバリスタ２１は、動作すると一定の電圧に制限する働きを持つので、この時点で、入力端子Ｌ１に接続された通信機器等の通信又は電源側回線と接地Ｅとの間に印加される雷サージ電圧を抑える効果がある。
【００３９】
第１のバリスタ２１が導通状態になると、警報用ヒューズ１０−１を介して第１のバリスタ２１側へ雷サージ電流ｉ１が流れ、組み込まれたヒューズ部１１中のヒューズ線１１ｃが溶断する。ヒューズ線１１ｃの溶断前は、ヒューズ１０−１内に組み込まれたスイッチ部１２がオフ状態となっているが、ヒューズ部１１中のヒューズ線１１ｃが溶断すると、可動電極１１ｂが倒れてスイッチ部１２中の可動接点１２ａが押されて固定接点１２ｂに接触し、スイッチ部１２が機械的にオフ状態からオン状態になる。スイッチ部１２がオン状態になると、このスイッチ部１２を介して電源４５からＬＥＤ４６へ電源電流ｉ２が流れ、ＬＥＤ４６が点灯する。これにより、ヒューズ線１１ｃが溶断したことを外部から簡単に検知できる。又、ヒューズ線１１ｃが溶断すると、可動電極１１ｂがスイッチ部１２側に倒れ、この可動電極１１ｂに塗布された識別色（例えば、白色）をヒューズホルダ１３の外部から確認できる。
【００４０】
ヒューズ部１１が溶断すると、ヒューズ部１１側の線路は解放状態となる。そのため、第２の保安器３０−１側へ残りの雷サージ電流ｉ３が流れようとする。すると、瞬時に第２の保安器３０−１に組み込まれた第２のバリスタ３１の抵抗値が十分に小さくなり、雷サージ電流ｉ３は第２のバリスタ３１に転流する。そして、この第２のバリスタ３１に直列に接続されたアレスタ３２に雷サージ電圧が加わり、電圧が上昇することによってアレスタ３２の内部でギャップ放電が生じ、放電が開始されると、入力端子Ｌ１及び接地Ｅ間に掛かる雷サージ電圧が低電圧となる。このようにしてサージエネルギが吸収され、入力端子Ｌ１の通信又は電源側回線に接続された通信機器等が雷サージ電圧から保護される。又、アレスタ３２のアーク放電により続流の危険があるが、アレスタ３２の前に設置された第２のバリスタ３１が電圧降下により絶縁能力が回復すると、アーク放電を止める働きをするので、続流による通信機器等への影響は無くなる。
【００４１】
（実施例１の効果）
本実施例１によれば、次の（ａ）〜（ｆ）のような効果がある。
【００４２】
（ａ） 通信又は電源回線側の保護
各通信又は電源側回線に接続される各入力端子Ｌ（＝Ｌ１〜Ｌｎ）は、各ヒューズ部１１と動作速度の速い各第１の保安器２０（＝２０−１〜２０−ｎ）とを介して接地端子Ｅに接続されているので、サージ電圧印加時における防護の初期動作が速く、通信又は電源側回線に接続された通信機器等の絶縁破壊等を的確に防止できる。その後、各第２の保安器３０（＝３０−１〜３０−ｎ）により、流入するサージ電流を接地端子Ｅへ放電するので、信頼性の高いサージ検出装置を実現できる。そのため、従来の特許文献３の有する課題を解決できる。
【００４３】
（ｂ） サージ検出装置に複数回線の保安器を搭載
雷サージ電流を検出するだけでなく、複数の第１の保安器２０（＝２０−１〜２０−ｎ）及び複数の第２の保安器３０（＝３０−１〜３０−ｎ）を組み込み、複数の検出器と一体型にしたので、侵入した雷サージによる被害を防止できる。又、雷サージ以外の開閉器等から生じる開閉サージ等の侵入に対しても、各入力端子Ｌ（＝Ｌ１〜Ｌｎ）側の通信又は電源側回線に接続された通信機器等を防護できる。
【００４４】
（ｃ） 複数回線のサージ検知が可能
１つのサージ検出装置で、一括して、複数回線（例えば、１０回線）分のサージ検知が可能になる。しかも、サージ検出装置を１つの筐体４０に収容しているので、回線毎の設置作業を簡単に行うことができ、保守点検も容易である。
【００４５】
（ｄ） 小型で安価
従来の特許文献１、２のようなサージカウンタと比べると、大きさ、価格共に約１／２０（１回線当たり）以上期待できる。そのため、取り付けスペースも嵩張らず、回線分の数だけ装置を揃える必要がないので、コストも抑えることができる。従って、小型で安価なサージ検出装置を実現できる。
【００４６】
（ｅ）サージの侵入経路の特定に利用可
複数の経路からの入力により雷サージ電流の侵入特定に貢献することができ、今後の雷対策の検討材料とすることができる。
【００４７】
（ｆ） 各サージ検知用出力端子Ｋａ，Ｋｂ（＝Ｋ１ａ，Ｋ１ｂ〜Ｋｎａ，Ｋｎｂ）に、例えば、電源４５及びＬＥＤ４６を接続すれば、外部から容易に雷サージ電流の侵入を検知できる。又、各出力端子Ｋａ，Ｋｂ（＝Ｋ１ａ，Ｋ１ｂ〜Ｋｎａ，Ｋｎｂ）を有線や無線で監視センタ等に接続すれば、容易に遠隔監視ができる。
【００４８】
（変形例）
本発明は、上記実施例に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（Ａ）〜（Ｃ）のようなものがある。
【００４９】
（Ａ） 各第１の保安器２０（＝２０−１〜２０−ｎ）は、バリスタ２１以外の動作電圧値の低い回路や素子等で構成してもよい。又、各第２の保安器３０（＝３０−１〜３０−ｎ）は、バリスタ３１及びアレスタ３２以外の回路や素子等で構成してもよい。
【００５０】
（Ｂ） 各警報用ヒューズ１０（＝１０−１〜１０−ｎ）は、図２以外の他の構造や形状に変更してもよい。
【００５１】
（Ｃ） サージ検出装置は、図３以外の他の外観構造や外観形状等に変更してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１０，１０−１〜１０−ｎ 警報用ヒューズ
１１ ヒューズ部
１２ スイッチ部
２０，２０−１〜２０−ｎ，３０，３０−１〜３０−ｎ 保安器
２１，３１ バリスタ
３２ アレスタ
Ｌ，Ｌ１〜Ｌｎ 入力端子
Ｋａ，Ｋｂ，Ｋ１ａ，Ｋ１ｂ〜Ｋｎａ，Ｋｎｂ サージ検知用出力端子
Ｅ 接地端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信又は電源側回線にそれぞれ接続された複数の入力端子と、
前記各入力端子及び各接続点間に接続されてサージ電流が流れると溶断するヒューズ部と、前記ヒューズ部が溶断前のときにはオフ（又はオン）状態であり、前記ヒューズ部が溶断するとオン（又はオフ）状態になるスイッチ部とをそれぞれ有する複数の警報用ヒューズと、
前記各接続点及び接地間に接続され、サージ電圧が印加されると、前記ヒューズ部を介して流れる前記サージ電流を瞬時に前記接地へ放電して前記各回線をそれぞれ防護する複数の第１の保安器と、
前記各スイッチ部におけるオン（又はオフ）状態の信号をそれぞれ出力する複数のサージ検知用出力端子と、
前記各第１の保安器よりも高い動作電圧値を有し、前記各ヒューズ部及び前記各第１の保安器に対して並列に接続され、前記各ヒューズ部の溶断後に流入する前記サージ電流を前記接地へ放電して前記各回線をそれぞれ防護する複数の第２の保安器と、
を有することを特徴とするサージ検出装置。
【請求項２】
前記第１の保安器は、前記サージ電圧の印加により導通状態となる第１のバリスタを有することを特徴とする請求項１記載のサージ検出装置。
【請求項３】
前記第２の保安器は、前記第１のバリスタの動作電圧値よりも高い動作電圧値を有する続流遮断用の第２のバリスタと、ギャップ式のアレスタとを備え、前記第２のバリスタ及び前記アレスタが、前記入力端子と前記接地との間に直列に接続されていることを特徴とする請求項２記載のサージ検出装置。
【請求項４】
前記各スイッチ部は、前記サージ検出装置を収容する筐体に固定され、
前記各ヒューズ部は、前記各スイッチ部に対して着脱自在に装着されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のサージ検出装置。
【請求項１】
複数の通信又は電源側回線にそれぞれ接続された複数の入力端子と、
前記各入力端子及び各接続点間に接続されてサージ電流が流れると溶断するヒューズ部と、前記ヒューズ部が溶断前のときにはオフ（又はオン）状態であり、前記ヒューズ部が溶断するとオン（又はオフ）状態になるスイッチ部とをそれぞれ有する複数の警報用ヒューズと、
前記各接続点及び接地間に接続され、サージ電圧が印加されると、前記ヒューズ部を介して流れる前記サージ電流を瞬時に前記接地へ放電して前記各回線をそれぞれ防護する複数の第１の保安器と、
前記各スイッチ部におけるオン（又はオフ）状態の信号をそれぞれ出力する複数のサージ検知用出力端子と、
前記各第１の保安器よりも高い動作電圧値を有し、前記各ヒューズ部及び前記各第１の保安器に対して並列に接続され、前記各ヒューズ部の溶断後に流入する前記サージ電流を前記接地へ放電して前記各回線をそれぞれ防護する複数の第２の保安器と、
を有することを特徴とするサージ検出装置。
【請求項２】
前記第１の保安器は、前記サージ電圧の印加により導通状態となる第１のバリスタを有することを特徴とする請求項１記載のサージ検出装置。
【請求項３】
前記第２の保安器は、前記第１のバリスタの動作電圧値よりも高い動作電圧値を有する続流遮断用の第２のバリスタと、ギャップ式のアレスタとを備え、前記第２のバリスタ及び前記アレスタが、前記入力端子と前記接地との間に直列に接続されていることを特徴とする請求項２記載のサージ検出装置。
【請求項４】
前記各スイッチ部は、前記サージ検出装置を収容する筐体に固定され、
前記各ヒューズ部は、前記各スイッチ部に対して着脱自在に装着されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のサージ検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１０４６９（Ｐ２０１２−１０４６９Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４３３３０（Ｐ２０１０−１４３３３０）
【出願日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【出願人】（０００１３０８３５）株式会社サンコーシヤ (64)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【出願人】（０００１３０８３５）株式会社サンコーシヤ (64)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]