サージ防護装置の交換時期判定方法及び交換時期判定装置、並びにサージ防護装置
【課題】簡易な構成で確実にサージ防護装置の交換時期を判定すること。
【解決手段】サージを抑制するサージ防護装置の交換時期を判定するにあたり、サージ防護装置にサージ電流が流れたことを、サージ判定パラメータＰｓとサージ判定パラメータ閾値Ｐｓｃとを用いて判定する（ステップＳ１０２）。そして、サージ防護装置にサージ電流が流れた回数を計数する（ステップＳ１０３）。次に、サージ電流が流れた回数、すなわちサージ発生回数Ｎと、交換時期判定閾値Ｎｃとを比較する（ステップＳ１０４）。その結果、Ｎ＞Ｎｃであれば（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、サージ防護装置は交換時期であると判定する（ステップＳ１０５）。
【解決手段】サージを抑制するサージ防護装置の交換時期を判定するにあたり、サージ防護装置にサージ電流が流れたことを、サージ判定パラメータＰｓとサージ判定パラメータ閾値Ｐｓｃとを用いて判定する（ステップＳ１０２）。そして、サージ防護装置にサージ電流が流れた回数を計数する（ステップＳ１０３）。次に、サージ電流が流れた回数、すなわちサージ発生回数Ｎと、交換時期判定閾値Ｎｃとを比較する（ステップＳ１０４）。その結果、Ｎ＞Ｎｃであれば（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、サージ防護装置は交換時期であると判定する（ステップＳ１０５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雷によるサージから設備機器等を保護するために用いるサージ防護装置の交換時期を判定する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子回路や電気回路等を備える設備機器に、例えば雷サージによる異常電圧が印加された場合、サージによる電流をアース側に放電させ、設備機器の電子回路や電気回路等に印加される電圧を保護電圧以下に効果させて、設備機器の電子回路や電気回路等を保護するサージ防護装置が知られている。例えば、特許文献１には、避雷器、すなわちサージ防護装置を流れる雷サージ電流を電流検出器で検出し、この検出結果をＡ／Ｄコンバータでサンプリングして、中央処理装置により電流時間積値、すなわち避雷器に流れる電気エネルギの累積値を算出し、この算出値を所定の閾値と比較して、避雷器の劣化程度を判定する動作監視装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３７１６９号公報 図８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示された技術は、中央処理装置（いわゆるマイクロコンピュータ）やＡ／Ｄコンバータを用いるため、構成が複雑になりコストが高くなるという問題がある。また、サージ波形は急峻なインパルス波形であるため、このサージの波形を正確に求めることは困難であり、その結果として、避雷器すなわちサージ防護装置に流れる電気エネルギの累積値を正確に求めることは困難である。したがって、特許文献１に開示された技術は、避雷器すなわちサージ防護装置の劣化程度を正確に把握することは困難である。
【０００５】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で確実にサージ防護装置の交換時期を判定できるサージ防護装置の交換時期判定方法及びサージ防護装置の交換時期判定装置、並びにサージ防護装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るサージ防護装置の交換時期判定方法は、サージを抑制するサージ防護装置の交換時期を判定するにあたり、前記サージの発生により前記サージ防護装置にサージ電流が流れた回数を計数する手順と、前記サージ電流が流れた回数と、予め定めた所定の交換時期判定閾値とを比較する手順と、前記サージ電流が流れた回数が、前記交換時期判定閾値を超えている場合には、前記サージ防護装置の交換時期であると判定する手順と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
このサージ防護装置の交換時期判定方法は、サージ防護装置にサージ電流が流れた回数を計数し、サージ電流が流れた回数が、予め定めた所定の交換時期判定閾値を超えている場合には、サージ防護装置の交換時期であると判定する。これによって、サージ防護装置に流れる電気エネルギの累積値を求めることは不要になるので、簡易な構成で、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができる。
【０００８】
本発明の望ましい態様としては、前記サージ防護装置の交換時期判定方法において、前記サージ防護装置によって抑制されたサージ電圧に基づいて、前記サージ電流が流れたか否かを判定することが好ましい。
【０００９】
本発明の望ましい態様としては、前記サージ防護装置の交換時期判定方法において、前記サージ防護装置を流れた電流に基づいて、前記サージ電流が流れたか否かを判定することが好ましい。
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るサージ防護装置の交換時期判定装置は、サージを抑制するサージ防護装置の交換時期を判定するものであり、サージの発生により前記サージ防護装置にサージ電流が流れたか否かを判定するサージ判定手段と、前記サージ防護装置に前記サージ電流が流れた回数を計数するサージ計数手段と、前記サージ電流が流れた回数が、前記サージ防護装置の交換時期を示す交換時期判定閾値を超えていることを告知する交換時期告知手段と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
このサージ防護装置の交換時期判定装置は、サージ判定手段によりサージ防護装置にサージ電流が流れたか否かを判定し、サージ計数手段によってサージ防護装置にサージ電流が流れた回数を計数し、サージ電流が流れた回数が、サージ防護装置の交換時期を示す交換時期判定閾値を超えている場合には、その旨を交換時期告知手段により告知する。これによって、サージ防護装置の保守、点検時に、サージ防護装置の交換時期を知ることができる。このように、このサージ防護装置の交換時期判定装置によれば、簡易な構成で、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができる。また、サージ防護装置に流れる電気エネルギの累積値を求めることは不要になるので、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができる。
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るサージ防護装置の交換時期判定装置は、サージを抑制するサージ防護装置の交換時期を判定するものであり、サージの発生により前記サージ防護装置にサージ電流が流れたか否かを判定するサージ判定手段と、前記サージ防護装置に前記サージ電流が流れた回数を計数するサージ計数手段と、前記サージ電流が流れた回数を表示するサージ回数表示手段と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
このサージ防護装置の交換時期判定装置は、サージ判定手段によりサージ防護装置にサージ電流が流れたか否かを判定し、サージ計数手段によってサージ防護装置にサージ電流が流れた回数を計数し、サージ電流が流れた回数をサージ回数表示手段により表示する。これによって、サージ防護装置にサージ電流が流れた回数を知ることができるので、サージ防護装置の保守、点検時に、サージ防護装置の交換時期を知ることができる。このように、このサージ防護装置の交換時期判定装置によれば、簡易な構成で、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができる。また、サージ防護装置に流れる電気エネルギの累積値を求めることは不要になるので、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができる。
【００１４】
本発明の望ましい態様としては、前記サージ防護装置の交換時期判定装置において、前記サージ判定手段は、前記サージ防護装置によって抑制されたサージ電圧に基づいて、前記サージ防護装置に前記サージ電流が流れたか否かを判定することが好ましい。
【００１５】
本発明の望ましい態様としては、前記サージ防護装置の交換時期判定装置において、前記サージ判定手段は、前記サージ防護装置を流れた電流に基づいて、前記サージ防護装置に前記サージ電流が流れたか否かを判定することが好ましい。
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るサージ防護装置は、電源からの配線に設けられるサージ防護手段と、サージの発生により前記サージ防護手段にサージ電流が流れたか否かを判定するサージ判定手段と、前記サージ防護手段に前記サージ電流が流れた回数を計数するサージ計数手段と、前記サージ電流が流れた回数が、前記サージ防護装置の交換時期を示す交換時期判定閾値を超えていることを告知する交換時期告知手段と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
このサージ防護装置は、サージ判定手段によりサージ防護手段にサージ電流が流れたか否かを判定し、サージ計数手段によってサージ防護手段にサージ電流が流れた回数を計数し、サージ電流が流れた回数が、サージ防護装置の交換時期を示す交換時期判定閾値を超えている場合には、その旨を交換時期告知手段により告知する。これによって、サージ防護装置の保守、点検時に、サージ防護装置が備えるサージ防護手段の交換時期を知ることができる。このように、このサージ防護装置によれば、簡易な構成で、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができる。また、サージ防護装置に流れる電気エネルギの累積値を求めることは不要になるので、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができる。
【００１８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るサージ防護装置は、電源からの配線に設けられるサージ防護手段と、サージの発生により前記サージ防護手段にサージ電流が流れたか否かを判定するサージ判定手段と、前記サージ防護手段に前記サージ電流が流れた回数を計数するサージ計数手段と、前記サージ電流が流れた回数を表示するサージ回数表示手段と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
このサージ防護装置は、サージ判定手段によりサージ防護手段にサージ電流が流れたか否かを判定し、サージ計数手段によってサージ防護手段にサージ電流が流れた回数を計数し、サージ電流が流れた回数をサージ回数表示手段により表示する。これによって、サージ防護装置が備えるサージ防護手段にサージ電流が流れた回数を知ることができるので、サージ防護装置の保守、点検時に、サージ防護装置の交換時期を知ることができる。このように、このサージ防護装置によれば、簡易な構成で、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができる。また、サージ防護装置に流れる電気エネルギの累積値を求めることは不要になるので、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るサージ防護装置の交換時期判定方法及びサージ防護装置の交換時期判定装置、並びにサージ防護装置は、簡易な構成で確実にサージ防護装置の交換時期を判定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。なお、以下においては、設備機器の内部にサージ防護装置を備える例を説明するが、サージ防護装置の配置場所はこれに限られるものではない。
【００２２】
本実施形態は、例えば、雷や交流電源の開閉器の動作等によってサージが発生することによってサージ防護装置にサージ電流が流れた回数を計数し、サージ電流が流れた回数が、予め定めた所定の交換時期判定閾値を超えている場合には、サージ防護装置の交換時期であると判定する点に特徴がある。
【００２３】
図１、図２は、本実施形態に係るサージ防護装置の交換時期判定装置を含む設備機器の構成を示す説明図である。設備機器２０は、例えば、高速道路の出入口に配置される自動料金徴収装置やデータを蓄積するサーバー等であり、ＤＣ電源回路２３や電子回路２４を含んでいる。電子回路２４は、ＤＣ電源回路２３から電力が供給されて動作する。ＤＣ電源回路２３は、例えば、交流電源３０（例えば単相１００Ｖ）からの配線３１に接続されるコンセントプラグ２１から、入力配線２２を介して１００Ｖの交流が供給される。そして、ＤＣ電源回路２３は、設備機器２０が備える電子回路２４やその他の装置（例えば、表示装置や読み取り装置等）の駆動に必要な直流電源を生成する。
【００２４】
交流電源３０と設備機器２０とを接続する配線３１には、サージが侵入することがある。ここで、サージとは、過渡的な過電圧や過電流全般を意味するものであり、例えば、雷、配電系統の切り替え、容量性や誘導性や負荷の開閉(突入電流やフライバック)、静電気放電等によって生じる。配線３１に侵入したサージは、コンセントプラグ２１及び入力配線２２を通って設備機器２０が備えるＤＣ電源回路２３や電子回路２４へ侵入して、これらの動作に影響を与えることがある。
【００２５】
したがって、設備機器２０が備えるＤＣ電源回路２３や電子回路２４をサージから保護するため、交流電源３０からの配線３１とＤＣ電源回路２３や電子回路２４との間には、サージ防護手段であるサージ防護装置１０が接続される。本実施形態では、交流電源３０に接続される入力配線２２と、アース（ＧＮＤ）に接続される共通線２５との間には、サージ防護手段であるサージ防護装置１０が接続される。
【００２６】
ここで、サージ防護装置１０は、雷、静電気放電、スイッチングなどによって発生するサージ、すなわち過渡的な過大電圧からの機器や設備の保護のために用いられる。サージ防護装置１０は、電圧依存性を持つ素子であり、通常の状態では高い抵抗を持っているが、印加電圧がある電圧を超えた時に抵抗を急激に低下させることによって電圧の制限を行なう。
【００２７】
サージ防護装置１０としては、例えば、バリスタ、ツェナー・ダイオード、シリコン・サージ防護素子のような半導体素子で構成されるものや、ガス避雷管のような放電式のもの等がある。本実施形態においては、サージ防護装置１０は半導体素子１１Ａ、１１Ｂで構成され、交流電源３０からの配線３１とアースに接続される共通線２５との間に半導体素子１１Ａ、１１Ｂが接続される。なお、電源が三相交流である場合、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各線とアースとの間に半導体素子が配置される。
【００２８】
サージが発生して交流電源３０からの配線３１に侵入すると、サージ防護装置１０に印加される電圧が、設定した電圧を超える。すると、サージ防護装置１０を構成する半導体素子１１Ａ、１１Ｂの抵抗が急激に低下して、配線３１からアースに接続される共通線２５へ電流が流れる。これによって、サージによって上昇した配線３１の電圧が低下する。その結果、設備機器２０のコンセントプラグ２１に印加される電圧は、サージによって上昇した電圧（サージ電圧）よりも低下するので、設備機器２０が備えるＤＣ電源回路２３や電子回路２４はサージから保護される。
【００２９】
サージ防護装置１０にサージによる電流（サージ電流）が流れると、サージ防護装置１０の特性が変化する。このため、サージ防護装置１０の特性の変化が許容範囲を超えた場合には、サージ防護装置１０を交換する。サージ防護装置１０の交換時期を判定するため、本実施形態に係る設備機器２０は、サージ防護装置１０の交換時期を判定するためのサージ防護装置の交換時期判定装置（以下交換時期判定装置という）１を備える。次に、交換時期判定装置１の構成を説明する。
【００３０】
交換時期判定装置１は、サージ判定手段である比較器２と、サージ計数手段である計数器３と、交換時期告知手段であるＬＥＤ４と、電圧分圧素子である抵抗５、６とを含んで構成される。比較器２、計数器３及びＬＥＤ４には、これらが動作するための電力がＤＣ電源回路２３から供給される。サージ防護装置１０は、サージ電圧を許容の値以下に抑制することはできるが、サージ電圧を０にすることはできない。したがって、サージ防護装置１０によってサージ電圧が抑制された場合には、抑制されたピーク値が配線３１に残り、コンセントプラグ２１を介して設備機器２０の入力配線２２に侵入する。
【００３１】
この交換時期判定装置１は、サージ防護装置１０により抑制されたサージ電圧のピーク値（ピークサージ電圧）を、入力配線２２から取得し、取得したピークサージ電圧を、抵抗５、６によって電圧降下させる。そして、電圧降下させたピークサージ電圧Ｖと、予め定めた閾値電圧Ｖｃとを比較器２が比較し、電圧降下させたピークサージ電圧Ｖが閾値電圧Ｖｃを超えた場合に、サージ防護装置１０へ１回サージ電流が流れたと判定する。
【００３２】
計数器３は、比較器２によって、サージ防護装置１０へ１回サージ電流が流れたと判定された回数を計数し、累積する。そして、サージ防護装置１０へサージ電流が流れた回数（サージ発生回数）Ｎが、予め定めた交換時期判定閾値Ｎｃを超えた場合には、計数器３は、ＬＥＤ４を点灯あるいは点滅させる。これによって、サージ防護装置１０の点検時には、サージ防護装置１０の交換時期を簡易かつ確実に知ることができる。また、交換時期判定装置１は、抵抗５、６を用いるので安価に構成でき、また、信頼性を向上させることができる。さらに、サージ防護装置１０に流れる電気エネルギの累積値を求める必要はなく、サージ発生回数Ｎに基づいてサージ防護装置１０の交換時期を判定するので、確実にサージ防護装置１０の交換時期を判定することができる。
【００３３】
ここで、交換時期判定閾値Ｎｃは、サージ防護装置１０の仕様によって決定される交換時期よりも小さく設定することが好ましい。例えば、交換時期判定閾値Ｎｃは、サージ防護装置１０の仕様によって決定される交換時期の８０％〜９０％の値とする。このようにすれば、サージ防護装置１０の特性変化が小さいうちにサージ防護装置１０を交換することができるので、サージ防護装置１０の特性変化による影響を確実に回避することができる。
【００３４】
図２に示す設備機器２０ａは、電流検出手段であるＣＴ電流計７によって、サージ防護装置１０を流れたサージ電流を検出する。ＣＴ電流計７によって検出されたサージ電流は、抵抗５、６を通ってアースに接続される共通線２５へ流れる。そして、抵抗５により電圧降下した電圧値を比較器２に入力する。すなわち、ＣＴ電流計７によって検出されたサージ電流は、抵抗５によって電圧に変換される。
【００３５】
比較器２では、サージ電流（ＣＴ電流計７によって検出されたもの）に対応する電圧と、予め定めた電流対応閾値電圧Ｖｃ＿ｉとが比較される。電流対応閾値電圧Ｖｃ＿ｉは、サージ防護装置１０をサージ電流が流れたか否かを判定するための閾値であり、電流対応閾値電圧Ｖｃ＿ｉよりも大きい電圧が検出された場合には、サージ防護装置１０へ１回サージ電流が流れたと判定する。
【００３６】
ＣＴ電流計７は、ＣＴ、すなわちカレントトランス法による電流計であり、非接触で電流を測定することができる。これによって、サージ電流を検出するＣＴ電流計７は、交流電源３０に接続される入力配線２２と絶縁されるので、交流電源３０に接続される入力配線２２の電圧変化の影響等から交換時期判定装置１を保護することができる。
【００３７】
図３、図４は、本実施形態の変形例に係るサージ防護装置の交換時期判定装置を含む設備機器の構成を示す説明図である。本変形例に係る交換時期判定装置１ａは、上記交換時期判定装置１（図１、図２参照）とほぼ同様の構成であるが、サージ回数表示手段によって、サージ防護装置１０へサージ電流が流れた回数を表示する点が異なる。他の構成は、上記交換時期判定装置１と同様である。
【００３８】
図３に示す設備機器２０ｂ及び図４に示す設備機器２０ｃが備える交換時期判定装置１ａは、サージ回数表示手段であるカウント数表示装置４ａを備える。ここで、図３に示す設備機器２０ｂは、サージ電圧を検出するものであり、図４に示す設備機器２０ｃは、ＣＴ電流計７によってサージ電流を検出するものである。カウント数表示装置４ａは、計数器３によって計数された、サージ防護装置１０へサージ電流が流れた回数を表示するものであり、例えば、液晶表示パネルやＬＥＤ表示パネル等を用いることができる。
【００３９】
上記交換時期判定装置１（図１、図２参照）は、サージ防護装置１０の交換時期を告知するのみなので、点検した直後にサージ防護装置１０の交換時期が告知された場合、サージ防護装置１０の交換が遅れる場合がある。本変形例に係る交換時期判定装置１ａは、カウント数表示装置４ａによって、サージ防護装置１０へサージ電流が流れた回数を表示する。これによって、サージ防護装置１０の点検時においては、サージ防護装置１０へサージ電流が流れた回数を知ることができるので、サージ防護装置１０の交換時期を、より正確に判定することができる。
【００４０】
図５は、本実施形態に係るサージ防護装置の交換時期判定方法の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係るサージ防護装置の交換時期判定方法を実行するにあたり、ステップＳ１０１において、図１等に示す設備機器２０等が備える交換時期判定装置１の計数器３をリセットして、サージ防護装置１０へサージ電流が流れた回数（サージ発生回数）Ｎを０に設定する。
【００４１】
ステップＳ１０２において、交換時期判定装置１の比較器２は、サージ判定パラメータＰｓとサージ判定パラメータ閾値Ｐｓｃとを比較する。これによって、サージ防護装置１０へサージ電流が流れたか否かを判定する。ここで、サージ判定パラメータＰｓとは、サージ防護装置１０へサージ電流が流れたか否かを判定するためのパラメータであり、抵抗５、６により電圧降下させた、サージ防護装置１０により抑制されたサージ電圧のピーク値や、サージ電流に対応する電圧がサージ判定パラメータＰｓに相当する。また、サージ判定パラメータ閾値Ｐｓｃは、サージ防護装置１０へサージ電流が流れたか否かを判定する際の閾値であり、上述した閾値電圧Ｖｃや電流対応閾値電圧Ｖｃ＿ｉがサージ判定パラメータＰｓに相当する。
【００４２】
ステップＳ１０２でＮｏと判定された場合、すなわち、比較器２がＰｓ≦Ｐｓｃであると判定した場合には、サージ防護装置１０へサージ電流は流れていない。この場合、サージ防護装置１０へサージ電流が流れた回数は計数されないので、サージ発生回数Ｎは増加しない。この場合、交換時期判定装置１は、サージ防護装置１０へサージ電流が流れたか否かの監視を継続する。
【００４３】
ステップＳ１０２でＹｅｓと判定された場合、すなわち、比較器２がＰｓ＞Ｐｓｃであると判定した場合には、サージ防護装置１０へサージ電流が流れている。この場合、計数器３が、サージ防護装置１０へサージ電流が流れた回数を計数する。そして、ステップＳ１０３において、計数器３は、サージ発生回数Ｎに１を加算した値を新たなサージ発生回数Ｎとする。これによって、サージ発生回数Ｎが１増加する。
【００４４】
次に、ステップＳ１０４において、計数器３は、現時点におけるサージ発生回数Ｎを、予め定めた交換時期判定閾値Ｎｃと比較する。ステップＳ１０４においてＮｏと判定された場合、すなわち、計数器３がＮ≦Ｎｃであると判定した場合、サージ防護装置１０の交換時期には至っていない。この場合、交換時期判定装置１は、サージ防護装置１０へサージ電流が流れたか否かの監視を継続する。
【００４５】
ステップＳ１０４においてＹｅｓと判定された場合、すなわち、計数器３がＮ＞Ｎｃであると判定した場合、ステップＳ１０５において、サージ防護装置１０の交換時期であると判定する。この場合、図１や図２に示す交換時期判定装置１では、交換時期告知手段であるＬＥＤ４を点灯あるいは点滅させる。図３や図４に示す交換時期判定装置１ａでは、サージ防護装置１０へサージ電流が流れた回数がカウント数表示装置４ａへ表示されるので、サージ防護装置１０を点検した者がステップＳ１０４及びステップＳ１０５における判定をすることになる。
【００４６】
図６、図７は、本実施形態に係る交換時期判定装置を備えたサージ防護装置を示す構成図である。図６、図７に示すサージ防護装置１００、１００ａは、上述した交換時期判定装置１とサージ防護手段１０とを備えている。ここで、図６に示すサージ防護装置１００は、サージ電圧を検出するものであり、図７に示すサージ防護装置１００は、ＣＴ電流計７によってサージ電流を検出するものである。
【００４７】
図６、図７に示すサージ防護装置１００、１００ａが備える交換時期判定装置１ｂは、上述した交換時期判定装置１、１ａとほぼ同様の構成であるが、表示器４ｂによって、ＬＥＤ４やカウント数表示装置４ａの機能を実現する点が異なる。他の構成は、上述した交換時期判定装置１、１ａと同様である。表示器４ｂは、サージ発生回数Ｎを表示したり、サージ発生回数Ｎが交換時期判定閾値Ｎｃを超えたことを告知したりする機能を有する。
【００４８】
サージ防護手段１０は半導体素子１１Ａ、１１Ｂで構成され、交流電源からの配線とアースとの間に半導体素子１１Ａ、１１Ｂが接続される構成になっている。サージ防護手段１０には、交流電源からの配線に半導体素子１１Ａ、１１Ｂを接続するための入力端子１０１が取り付けられるとともに、アースに接続するためのアース端子１０３が接続される。サージ防護装置１００、１００ａは、交換時期判定装置１ｂが備える比較器２、計数器３及び表示器４ｂを動作させるための電源を接続するための電源端子１０２を備える。これによって、交換時期判定装置１ｂが動作する。このサージ防護装置１００、１００ａは、交換時期判定装置１ｂを備えるので、交換時期を自己診断できる。これによって、サージ防護装置１００、１００ａの商品価値を向上させることができる。
【００４９】
図８は、本実施形態に係る交換時期判定装置を用いてサージ防護装置の交換時期を遠隔監視する例を示す模式図である。設備機器２０＿１、２０＿２、・・・２０＿ｎが備える交換時期判定装置１＿１、１＿２、・・・１＿ｎは、通信回線５１に接続されている。また、通信回線５１には、交換時期監視装置５２が接続されており、それぞれの交換時期判定装置１＿１、１＿２、・・・１＿ｎからそれぞれの設備機器２０＿１、２０＿２、・・・２０＿ｎにおけるサージ防護装置１０＿１、１０＿２、・・・１０＿ｎのサージ発生回数Ｎを取得する。そして、交換時期監視装置５２は、取得したサージ発生回数Ｎと交換時期判定閾値Ｎｃとを比較して、どの設備機器が備えるサージ防護装置が交換時期に至ったかを判定し、モニタ５３に表示する。このように、本実施形態では、サージ防護装置の交換時期を遠隔監視することもできる。
【００５０】
なお、交換時期判定装置１＿１、１＿２、・・・１＿ｎは、それぞれ固有のＩＤを有しており、交換時期監視装置５２は、前記ＩＤによってそれぞれの交換時期判定装置１＿１、１＿２、・・・１＿ｎを区別することができる。また、この例において、交換時期判定装置１＿１、１＿２、・・・１＿ｎは、少なくともサージ判定手段とサージ計数手段とを備えていればよく、交換時期告知手段やサージ回数表示手段も備える必要はない。
【００５１】
以上、本実施形態では、サージ防護装置にサージ電流が流れた回数を計数し、サージ電流が流れた回数が、予め定めた所定の交換時期判定閾値を超えている場合には、サージ防護装置の交換時期であると判定する。これによって、簡易な構成で、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができる。また、サージ防護装置の交換時期判定装置を安価に構成することができる。さらに、サージ防護装置の交換時期判定装置を構成する機器のキャリブレーション等も不要になる。
【００５２】
特に、サージ防護装置の特性が変わった後も使用を続けると、電源とアースとが短絡することがある。高速道路の出入口に配置される自動料金徴収装置において、電源とアースとが短絡すると、復旧するまで自動料金徴収装置を使用できないことになる。本実施形態では、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができるので、電源とアースとの短絡といったような事態を未然に防止できるという利点もある。
【００５３】
また、サージ防護装置の使用時間によりサージ防護装置を交換する方法もあるが、この方法では、すべてのサージ防護装置の交換時期が同時に訪れるため、サージの発生の回数が異なる場合であっても、すべてのサージ防護装置を同時に交換することになる。すると、すべての設備機器を停止する必要があり、好ましくない。本実施形態では、サージ防護装置にサージ電流が流れた回数に基づいてサージ防護装置の交換時期を判定するので、交換が必要になったサージ防護機器のみを交換すればよい。したがって、停止する設備機器を最小限にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明に係るサージ防護装置の交換時期判定方法及びサージ防護装置の交換時期判定装置、並びにサージ防護装置は、サージ防護装置の交換時期を判定することに有用であり、特に、簡易な構成で確実にサージ防護装置の交換時期を判定することに適している。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本実施形態に係るサージ防護装置の交換時期判定装置を含む設備機器の構成を示す説明図である。
【図２】本実施形態に係るサージ防護装置の交換時期判定装置を含む設備機器の構成を示す説明図である。
【図３】本実施形態の変形例に係るサージ防護装置の交換時期判定装置を含む設備機器の構成を示す説明図である。
【図４】本実施形態の変形例に係るサージ防護装置の交換時期判定装置を含む設備機器の構成を示す説明図である。
【図５】本実施形態に係るサージ防護装置の交換時期判定方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態に係る交換時期判定装置を備えたサージ防護装置を示す構成図である。
【図７】本実施形態に係る交換時期判定装置を備えたサージ防護装置を示す構成図である。
【図８】本実施形態に係る交換時期判定装置を用いてサージ防護装置の交換時期を遠隔監視する例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
１、１ａ、１ｂ サージ防護装置の交換時期判定装置
２ 比較器
３ 計数器
４ａ カウント数表示装置
４ｂ 表示器
５、６ 抵抗
７ ＣＴ電流計
１０ サージ防護装置（サージ防護手段）
１１Ａ 半導体素子
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 設備機器
２１ コンセントプラグ
２２ 入力配線
２３ 電源回路
２４ 電子回路
２５ 共通線
３０ 交流電源
３１ 配線
５１ 通信回線
５２ 交換時期監視装置
５３ モニタ
１００ サージ防護装置
１０１ 入力端子
１０２ 電源端子
１０３ アース端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雷によるサージから設備機器等を保護するために用いるサージ防護装置の交換時期を判定する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子回路や電気回路等を備える設備機器に、例えば雷サージによる異常電圧が印加された場合、サージによる電流をアース側に放電させ、設備機器の電子回路や電気回路等に印加される電圧を保護電圧以下に効果させて、設備機器の電子回路や電気回路等を保護するサージ防護装置が知られている。例えば、特許文献１には、避雷器、すなわちサージ防護装置を流れる雷サージ電流を電流検出器で検出し、この検出結果をＡ／Ｄコンバータでサンプリングして、中央処理装置により電流時間積値、すなわち避雷器に流れる電気エネルギの累積値を算出し、この算出値を所定の閾値と比較して、避雷器の劣化程度を判定する動作監視装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３７１６９号公報 図８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示された技術は、中央処理装置（いわゆるマイクロコンピュータ）やＡ／Ｄコンバータを用いるため、構成が複雑になりコストが高くなるという問題がある。また、サージ波形は急峻なインパルス波形であるため、このサージの波形を正確に求めることは困難であり、その結果として、避雷器すなわちサージ防護装置に流れる電気エネルギの累積値を正確に求めることは困難である。したがって、特許文献１に開示された技術は、避雷器すなわちサージ防護装置の劣化程度を正確に把握することは困難である。
【０００５】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で確実にサージ防護装置の交換時期を判定できるサージ防護装置の交換時期判定方法及びサージ防護装置の交換時期判定装置、並びにサージ防護装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るサージ防護装置の交換時期判定方法は、サージを抑制するサージ防護装置の交換時期を判定するにあたり、前記サージの発生により前記サージ防護装置にサージ電流が流れた回数を計数する手順と、前記サージ電流が流れた回数と、予め定めた所定の交換時期判定閾値とを比較する手順と、前記サージ電流が流れた回数が、前記交換時期判定閾値を超えている場合には、前記サージ防護装置の交換時期であると判定する手順と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
このサージ防護装置の交換時期判定方法は、サージ防護装置にサージ電流が流れた回数を計数し、サージ電流が流れた回数が、予め定めた所定の交換時期判定閾値を超えている場合には、サージ防護装置の交換時期であると判定する。これによって、サージ防護装置に流れる電気エネルギの累積値を求めることは不要になるので、簡易な構成で、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができる。
【０００８】
本発明の望ましい態様としては、前記サージ防護装置の交換時期判定方法において、前記サージ防護装置によって抑制されたサージ電圧に基づいて、前記サージ電流が流れたか否かを判定することが好ましい。
【０００９】
本発明の望ましい態様としては、前記サージ防護装置の交換時期判定方法において、前記サージ防護装置を流れた電流に基づいて、前記サージ電流が流れたか否かを判定することが好ましい。
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るサージ防護装置の交換時期判定装置は、サージを抑制するサージ防護装置の交換時期を判定するものであり、サージの発生により前記サージ防護装置にサージ電流が流れたか否かを判定するサージ判定手段と、前記サージ防護装置に前記サージ電流が流れた回数を計数するサージ計数手段と、前記サージ電流が流れた回数が、前記サージ防護装置の交換時期を示す交換時期判定閾値を超えていることを告知する交換時期告知手段と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
このサージ防護装置の交換時期判定装置は、サージ判定手段によりサージ防護装置にサージ電流が流れたか否かを判定し、サージ計数手段によってサージ防護装置にサージ電流が流れた回数を計数し、サージ電流が流れた回数が、サージ防護装置の交換時期を示す交換時期判定閾値を超えている場合には、その旨を交換時期告知手段により告知する。これによって、サージ防護装置の保守、点検時に、サージ防護装置の交換時期を知ることができる。このように、このサージ防護装置の交換時期判定装置によれば、簡易な構成で、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができる。また、サージ防護装置に流れる電気エネルギの累積値を求めることは不要になるので、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができる。
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るサージ防護装置の交換時期判定装置は、サージを抑制するサージ防護装置の交換時期を判定するものであり、サージの発生により前記サージ防護装置にサージ電流が流れたか否かを判定するサージ判定手段と、前記サージ防護装置に前記サージ電流が流れた回数を計数するサージ計数手段と、前記サージ電流が流れた回数を表示するサージ回数表示手段と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
このサージ防護装置の交換時期判定装置は、サージ判定手段によりサージ防護装置にサージ電流が流れたか否かを判定し、サージ計数手段によってサージ防護装置にサージ電流が流れた回数を計数し、サージ電流が流れた回数をサージ回数表示手段により表示する。これによって、サージ防護装置にサージ電流が流れた回数を知ることができるので、サージ防護装置の保守、点検時に、サージ防護装置の交換時期を知ることができる。このように、このサージ防護装置の交換時期判定装置によれば、簡易な構成で、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができる。また、サージ防護装置に流れる電気エネルギの累積値を求めることは不要になるので、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができる。
【００１４】
本発明の望ましい態様としては、前記サージ防護装置の交換時期判定装置において、前記サージ判定手段は、前記サージ防護装置によって抑制されたサージ電圧に基づいて、前記サージ防護装置に前記サージ電流が流れたか否かを判定することが好ましい。
【００１５】
本発明の望ましい態様としては、前記サージ防護装置の交換時期判定装置において、前記サージ判定手段は、前記サージ防護装置を流れた電流に基づいて、前記サージ防護装置に前記サージ電流が流れたか否かを判定することが好ましい。
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るサージ防護装置は、電源からの配線に設けられるサージ防護手段と、サージの発生により前記サージ防護手段にサージ電流が流れたか否かを判定するサージ判定手段と、前記サージ防護手段に前記サージ電流が流れた回数を計数するサージ計数手段と、前記サージ電流が流れた回数が、前記サージ防護装置の交換時期を示す交換時期判定閾値を超えていることを告知する交換時期告知手段と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
このサージ防護装置は、サージ判定手段によりサージ防護手段にサージ電流が流れたか否かを判定し、サージ計数手段によってサージ防護手段にサージ電流が流れた回数を計数し、サージ電流が流れた回数が、サージ防護装置の交換時期を示す交換時期判定閾値を超えている場合には、その旨を交換時期告知手段により告知する。これによって、サージ防護装置の保守、点検時に、サージ防護装置が備えるサージ防護手段の交換時期を知ることができる。このように、このサージ防護装置によれば、簡易な構成で、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができる。また、サージ防護装置に流れる電気エネルギの累積値を求めることは不要になるので、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができる。
【００１８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るサージ防護装置は、電源からの配線に設けられるサージ防護手段と、サージの発生により前記サージ防護手段にサージ電流が流れたか否かを判定するサージ判定手段と、前記サージ防護手段に前記サージ電流が流れた回数を計数するサージ計数手段と、前記サージ電流が流れた回数を表示するサージ回数表示手段と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
このサージ防護装置は、サージ判定手段によりサージ防護手段にサージ電流が流れたか否かを判定し、サージ計数手段によってサージ防護手段にサージ電流が流れた回数を計数し、サージ電流が流れた回数をサージ回数表示手段により表示する。これによって、サージ防護装置が備えるサージ防護手段にサージ電流が流れた回数を知ることができるので、サージ防護装置の保守、点検時に、サージ防護装置の交換時期を知ることができる。このように、このサージ防護装置によれば、簡易な構成で、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができる。また、サージ防護装置に流れる電気エネルギの累積値を求めることは不要になるので、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るサージ防護装置の交換時期判定方法及びサージ防護装置の交換時期判定装置、並びにサージ防護装置は、簡易な構成で確実にサージ防護装置の交換時期を判定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。なお、以下においては、設備機器の内部にサージ防護装置を備える例を説明するが、サージ防護装置の配置場所はこれに限られるものではない。
【００２２】
本実施形態は、例えば、雷や交流電源の開閉器の動作等によってサージが発生することによってサージ防護装置にサージ電流が流れた回数を計数し、サージ電流が流れた回数が、予め定めた所定の交換時期判定閾値を超えている場合には、サージ防護装置の交換時期であると判定する点に特徴がある。
【００２３】
図１、図２は、本実施形態に係るサージ防護装置の交換時期判定装置を含む設備機器の構成を示す説明図である。設備機器２０は、例えば、高速道路の出入口に配置される自動料金徴収装置やデータを蓄積するサーバー等であり、ＤＣ電源回路２３や電子回路２４を含んでいる。電子回路２４は、ＤＣ電源回路２３から電力が供給されて動作する。ＤＣ電源回路２３は、例えば、交流電源３０（例えば単相１００Ｖ）からの配線３１に接続されるコンセントプラグ２１から、入力配線２２を介して１００Ｖの交流が供給される。そして、ＤＣ電源回路２３は、設備機器２０が備える電子回路２４やその他の装置（例えば、表示装置や読み取り装置等）の駆動に必要な直流電源を生成する。
【００２４】
交流電源３０と設備機器２０とを接続する配線３１には、サージが侵入することがある。ここで、サージとは、過渡的な過電圧や過電流全般を意味するものであり、例えば、雷、配電系統の切り替え、容量性や誘導性や負荷の開閉(突入電流やフライバック)、静電気放電等によって生じる。配線３１に侵入したサージは、コンセントプラグ２１及び入力配線２２を通って設備機器２０が備えるＤＣ電源回路２３や電子回路２４へ侵入して、これらの動作に影響を与えることがある。
【００２５】
したがって、設備機器２０が備えるＤＣ電源回路２３や電子回路２４をサージから保護するため、交流電源３０からの配線３１とＤＣ電源回路２３や電子回路２４との間には、サージ防護手段であるサージ防護装置１０が接続される。本実施形態では、交流電源３０に接続される入力配線２２と、アース（ＧＮＤ）に接続される共通線２５との間には、サージ防護手段であるサージ防護装置１０が接続される。
【００２６】
ここで、サージ防護装置１０は、雷、静電気放電、スイッチングなどによって発生するサージ、すなわち過渡的な過大電圧からの機器や設備の保護のために用いられる。サージ防護装置１０は、電圧依存性を持つ素子であり、通常の状態では高い抵抗を持っているが、印加電圧がある電圧を超えた時に抵抗を急激に低下させることによって電圧の制限を行なう。
【００２７】
サージ防護装置１０としては、例えば、バリスタ、ツェナー・ダイオード、シリコン・サージ防護素子のような半導体素子で構成されるものや、ガス避雷管のような放電式のもの等がある。本実施形態においては、サージ防護装置１０は半導体素子１１Ａ、１１Ｂで構成され、交流電源３０からの配線３１とアースに接続される共通線２５との間に半導体素子１１Ａ、１１Ｂが接続される。なお、電源が三相交流である場合、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各線とアースとの間に半導体素子が配置される。
【００２８】
サージが発生して交流電源３０からの配線３１に侵入すると、サージ防護装置１０に印加される電圧が、設定した電圧を超える。すると、サージ防護装置１０を構成する半導体素子１１Ａ、１１Ｂの抵抗が急激に低下して、配線３１からアースに接続される共通線２５へ電流が流れる。これによって、サージによって上昇した配線３１の電圧が低下する。その結果、設備機器２０のコンセントプラグ２１に印加される電圧は、サージによって上昇した電圧（サージ電圧）よりも低下するので、設備機器２０が備えるＤＣ電源回路２３や電子回路２４はサージから保護される。
【００２９】
サージ防護装置１０にサージによる電流（サージ電流）が流れると、サージ防護装置１０の特性が変化する。このため、サージ防護装置１０の特性の変化が許容範囲を超えた場合には、サージ防護装置１０を交換する。サージ防護装置１０の交換時期を判定するため、本実施形態に係る設備機器２０は、サージ防護装置１０の交換時期を判定するためのサージ防護装置の交換時期判定装置（以下交換時期判定装置という）１を備える。次に、交換時期判定装置１の構成を説明する。
【００３０】
交換時期判定装置１は、サージ判定手段である比較器２と、サージ計数手段である計数器３と、交換時期告知手段であるＬＥＤ４と、電圧分圧素子である抵抗５、６とを含んで構成される。比較器２、計数器３及びＬＥＤ４には、これらが動作するための電力がＤＣ電源回路２３から供給される。サージ防護装置１０は、サージ電圧を許容の値以下に抑制することはできるが、サージ電圧を０にすることはできない。したがって、サージ防護装置１０によってサージ電圧が抑制された場合には、抑制されたピーク値が配線３１に残り、コンセントプラグ２１を介して設備機器２０の入力配線２２に侵入する。
【００３１】
この交換時期判定装置１は、サージ防護装置１０により抑制されたサージ電圧のピーク値（ピークサージ電圧）を、入力配線２２から取得し、取得したピークサージ電圧を、抵抗５、６によって電圧降下させる。そして、電圧降下させたピークサージ電圧Ｖと、予め定めた閾値電圧Ｖｃとを比較器２が比較し、電圧降下させたピークサージ電圧Ｖが閾値電圧Ｖｃを超えた場合に、サージ防護装置１０へ１回サージ電流が流れたと判定する。
【００３２】
計数器３は、比較器２によって、サージ防護装置１０へ１回サージ電流が流れたと判定された回数を計数し、累積する。そして、サージ防護装置１０へサージ電流が流れた回数（サージ発生回数）Ｎが、予め定めた交換時期判定閾値Ｎｃを超えた場合には、計数器３は、ＬＥＤ４を点灯あるいは点滅させる。これによって、サージ防護装置１０の点検時には、サージ防護装置１０の交換時期を簡易かつ確実に知ることができる。また、交換時期判定装置１は、抵抗５、６を用いるので安価に構成でき、また、信頼性を向上させることができる。さらに、サージ防護装置１０に流れる電気エネルギの累積値を求める必要はなく、サージ発生回数Ｎに基づいてサージ防護装置１０の交換時期を判定するので、確実にサージ防護装置１０の交換時期を判定することができる。
【００３３】
ここで、交換時期判定閾値Ｎｃは、サージ防護装置１０の仕様によって決定される交換時期よりも小さく設定することが好ましい。例えば、交換時期判定閾値Ｎｃは、サージ防護装置１０の仕様によって決定される交換時期の８０％〜９０％の値とする。このようにすれば、サージ防護装置１０の特性変化が小さいうちにサージ防護装置１０を交換することができるので、サージ防護装置１０の特性変化による影響を確実に回避することができる。
【００３４】
図２に示す設備機器２０ａは、電流検出手段であるＣＴ電流計７によって、サージ防護装置１０を流れたサージ電流を検出する。ＣＴ電流計７によって検出されたサージ電流は、抵抗５、６を通ってアースに接続される共通線２５へ流れる。そして、抵抗５により電圧降下した電圧値を比較器２に入力する。すなわち、ＣＴ電流計７によって検出されたサージ電流は、抵抗５によって電圧に変換される。
【００３５】
比較器２では、サージ電流（ＣＴ電流計７によって検出されたもの）に対応する電圧と、予め定めた電流対応閾値電圧Ｖｃ＿ｉとが比較される。電流対応閾値電圧Ｖｃ＿ｉは、サージ防護装置１０をサージ電流が流れたか否かを判定するための閾値であり、電流対応閾値電圧Ｖｃ＿ｉよりも大きい電圧が検出された場合には、サージ防護装置１０へ１回サージ電流が流れたと判定する。
【００３６】
ＣＴ電流計７は、ＣＴ、すなわちカレントトランス法による電流計であり、非接触で電流を測定することができる。これによって、サージ電流を検出するＣＴ電流計７は、交流電源３０に接続される入力配線２２と絶縁されるので、交流電源３０に接続される入力配線２２の電圧変化の影響等から交換時期判定装置１を保護することができる。
【００３７】
図３、図４は、本実施形態の変形例に係るサージ防護装置の交換時期判定装置を含む設備機器の構成を示す説明図である。本変形例に係る交換時期判定装置１ａは、上記交換時期判定装置１（図１、図２参照）とほぼ同様の構成であるが、サージ回数表示手段によって、サージ防護装置１０へサージ電流が流れた回数を表示する点が異なる。他の構成は、上記交換時期判定装置１と同様である。
【００３８】
図３に示す設備機器２０ｂ及び図４に示す設備機器２０ｃが備える交換時期判定装置１ａは、サージ回数表示手段であるカウント数表示装置４ａを備える。ここで、図３に示す設備機器２０ｂは、サージ電圧を検出するものであり、図４に示す設備機器２０ｃは、ＣＴ電流計７によってサージ電流を検出するものである。カウント数表示装置４ａは、計数器３によって計数された、サージ防護装置１０へサージ電流が流れた回数を表示するものであり、例えば、液晶表示パネルやＬＥＤ表示パネル等を用いることができる。
【００３９】
上記交換時期判定装置１（図１、図２参照）は、サージ防護装置１０の交換時期を告知するのみなので、点検した直後にサージ防護装置１０の交換時期が告知された場合、サージ防護装置１０の交換が遅れる場合がある。本変形例に係る交換時期判定装置１ａは、カウント数表示装置４ａによって、サージ防護装置１０へサージ電流が流れた回数を表示する。これによって、サージ防護装置１０の点検時においては、サージ防護装置１０へサージ電流が流れた回数を知ることができるので、サージ防護装置１０の交換時期を、より正確に判定することができる。
【００４０】
図５は、本実施形態に係るサージ防護装置の交換時期判定方法の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係るサージ防護装置の交換時期判定方法を実行するにあたり、ステップＳ１０１において、図１等に示す設備機器２０等が備える交換時期判定装置１の計数器３をリセットして、サージ防護装置１０へサージ電流が流れた回数（サージ発生回数）Ｎを０に設定する。
【００４１】
ステップＳ１０２において、交換時期判定装置１の比較器２は、サージ判定パラメータＰｓとサージ判定パラメータ閾値Ｐｓｃとを比較する。これによって、サージ防護装置１０へサージ電流が流れたか否かを判定する。ここで、サージ判定パラメータＰｓとは、サージ防護装置１０へサージ電流が流れたか否かを判定するためのパラメータであり、抵抗５、６により電圧降下させた、サージ防護装置１０により抑制されたサージ電圧のピーク値や、サージ電流に対応する電圧がサージ判定パラメータＰｓに相当する。また、サージ判定パラメータ閾値Ｐｓｃは、サージ防護装置１０へサージ電流が流れたか否かを判定する際の閾値であり、上述した閾値電圧Ｖｃや電流対応閾値電圧Ｖｃ＿ｉがサージ判定パラメータＰｓに相当する。
【００４２】
ステップＳ１０２でＮｏと判定された場合、すなわち、比較器２がＰｓ≦Ｐｓｃであると判定した場合には、サージ防護装置１０へサージ電流は流れていない。この場合、サージ防護装置１０へサージ電流が流れた回数は計数されないので、サージ発生回数Ｎは増加しない。この場合、交換時期判定装置１は、サージ防護装置１０へサージ電流が流れたか否かの監視を継続する。
【００４３】
ステップＳ１０２でＹｅｓと判定された場合、すなわち、比較器２がＰｓ＞Ｐｓｃであると判定した場合には、サージ防護装置１０へサージ電流が流れている。この場合、計数器３が、サージ防護装置１０へサージ電流が流れた回数を計数する。そして、ステップＳ１０３において、計数器３は、サージ発生回数Ｎに１を加算した値を新たなサージ発生回数Ｎとする。これによって、サージ発生回数Ｎが１増加する。
【００４４】
次に、ステップＳ１０４において、計数器３は、現時点におけるサージ発生回数Ｎを、予め定めた交換時期判定閾値Ｎｃと比較する。ステップＳ１０４においてＮｏと判定された場合、すなわち、計数器３がＮ≦Ｎｃであると判定した場合、サージ防護装置１０の交換時期には至っていない。この場合、交換時期判定装置１は、サージ防護装置１０へサージ電流が流れたか否かの監視を継続する。
【００４５】
ステップＳ１０４においてＹｅｓと判定された場合、すなわち、計数器３がＮ＞Ｎｃであると判定した場合、ステップＳ１０５において、サージ防護装置１０の交換時期であると判定する。この場合、図１や図２に示す交換時期判定装置１では、交換時期告知手段であるＬＥＤ４を点灯あるいは点滅させる。図３や図４に示す交換時期判定装置１ａでは、サージ防護装置１０へサージ電流が流れた回数がカウント数表示装置４ａへ表示されるので、サージ防護装置１０を点検した者がステップＳ１０４及びステップＳ１０５における判定をすることになる。
【００４６】
図６、図７は、本実施形態に係る交換時期判定装置を備えたサージ防護装置を示す構成図である。図６、図７に示すサージ防護装置１００、１００ａは、上述した交換時期判定装置１とサージ防護手段１０とを備えている。ここで、図６に示すサージ防護装置１００は、サージ電圧を検出するものであり、図７に示すサージ防護装置１００は、ＣＴ電流計７によってサージ電流を検出するものである。
【００４７】
図６、図７に示すサージ防護装置１００、１００ａが備える交換時期判定装置１ｂは、上述した交換時期判定装置１、１ａとほぼ同様の構成であるが、表示器４ｂによって、ＬＥＤ４やカウント数表示装置４ａの機能を実現する点が異なる。他の構成は、上述した交換時期判定装置１、１ａと同様である。表示器４ｂは、サージ発生回数Ｎを表示したり、サージ発生回数Ｎが交換時期判定閾値Ｎｃを超えたことを告知したりする機能を有する。
【００４８】
サージ防護手段１０は半導体素子１１Ａ、１１Ｂで構成され、交流電源からの配線とアースとの間に半導体素子１１Ａ、１１Ｂが接続される構成になっている。サージ防護手段１０には、交流電源からの配線に半導体素子１１Ａ、１１Ｂを接続するための入力端子１０１が取り付けられるとともに、アースに接続するためのアース端子１０３が接続される。サージ防護装置１００、１００ａは、交換時期判定装置１ｂが備える比較器２、計数器３及び表示器４ｂを動作させるための電源を接続するための電源端子１０２を備える。これによって、交換時期判定装置１ｂが動作する。このサージ防護装置１００、１００ａは、交換時期判定装置１ｂを備えるので、交換時期を自己診断できる。これによって、サージ防護装置１００、１００ａの商品価値を向上させることができる。
【００４９】
図８は、本実施形態に係る交換時期判定装置を用いてサージ防護装置の交換時期を遠隔監視する例を示す模式図である。設備機器２０＿１、２０＿２、・・・２０＿ｎが備える交換時期判定装置１＿１、１＿２、・・・１＿ｎは、通信回線５１に接続されている。また、通信回線５１には、交換時期監視装置５２が接続されており、それぞれの交換時期判定装置１＿１、１＿２、・・・１＿ｎからそれぞれの設備機器２０＿１、２０＿２、・・・２０＿ｎにおけるサージ防護装置１０＿１、１０＿２、・・・１０＿ｎのサージ発生回数Ｎを取得する。そして、交換時期監視装置５２は、取得したサージ発生回数Ｎと交換時期判定閾値Ｎｃとを比較して、どの設備機器が備えるサージ防護装置が交換時期に至ったかを判定し、モニタ５３に表示する。このように、本実施形態では、サージ防護装置の交換時期を遠隔監視することもできる。
【００５０】
なお、交換時期判定装置１＿１、１＿２、・・・１＿ｎは、それぞれ固有のＩＤを有しており、交換時期監視装置５２は、前記ＩＤによってそれぞれの交換時期判定装置１＿１、１＿２、・・・１＿ｎを区別することができる。また、この例において、交換時期判定装置１＿１、１＿２、・・・１＿ｎは、少なくともサージ判定手段とサージ計数手段とを備えていればよく、交換時期告知手段やサージ回数表示手段も備える必要はない。
【００５１】
以上、本実施形態では、サージ防護装置にサージ電流が流れた回数を計数し、サージ電流が流れた回数が、予め定めた所定の交換時期判定閾値を超えている場合には、サージ防護装置の交換時期であると判定する。これによって、簡易な構成で、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができる。また、サージ防護装置の交換時期判定装置を安価に構成することができる。さらに、サージ防護装置の交換時期判定装置を構成する機器のキャリブレーション等も不要になる。
【００５２】
特に、サージ防護装置の特性が変わった後も使用を続けると、電源とアースとが短絡することがある。高速道路の出入口に配置される自動料金徴収装置において、電源とアースとが短絡すると、復旧するまで自動料金徴収装置を使用できないことになる。本実施形態では、サージ防護装置の交換時期を確実に判定することができるので、電源とアースとの短絡といったような事態を未然に防止できるという利点もある。
【００５３】
また、サージ防護装置の使用時間によりサージ防護装置を交換する方法もあるが、この方法では、すべてのサージ防護装置の交換時期が同時に訪れるため、サージの発生の回数が異なる場合であっても、すべてのサージ防護装置を同時に交換することになる。すると、すべての設備機器を停止する必要があり、好ましくない。本実施形態では、サージ防護装置にサージ電流が流れた回数に基づいてサージ防護装置の交換時期を判定するので、交換が必要になったサージ防護機器のみを交換すればよい。したがって、停止する設備機器を最小限にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明に係るサージ防護装置の交換時期判定方法及びサージ防護装置の交換時期判定装置、並びにサージ防護装置は、サージ防護装置の交換時期を判定することに有用であり、特に、簡易な構成で確実にサージ防護装置の交換時期を判定することに適している。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本実施形態に係るサージ防護装置の交換時期判定装置を含む設備機器の構成を示す説明図である。
【図２】本実施形態に係るサージ防護装置の交換時期判定装置を含む設備機器の構成を示す説明図である。
【図３】本実施形態の変形例に係るサージ防護装置の交換時期判定装置を含む設備機器の構成を示す説明図である。
【図４】本実施形態の変形例に係るサージ防護装置の交換時期判定装置を含む設備機器の構成を示す説明図である。
【図５】本実施形態に係るサージ防護装置の交換時期判定方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態に係る交換時期判定装置を備えたサージ防護装置を示す構成図である。
【図７】本実施形態に係る交換時期判定装置を備えたサージ防護装置を示す構成図である。
【図８】本実施形態に係る交換時期判定装置を用いてサージ防護装置の交換時期を遠隔監視する例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
１、１ａ、１ｂ サージ防護装置の交換時期判定装置
２ 比較器
３ 計数器
４ａ カウント数表示装置
４ｂ 表示器
５、６ 抵抗
７ ＣＴ電流計
１０ サージ防護装置（サージ防護手段）
１１Ａ 半導体素子
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 設備機器
２１ コンセントプラグ
２２ 入力配線
２３ 電源回路
２４ 電子回路
２５ 共通線
３０ 交流電源
３１ 配線
５１ 通信回線
５２ 交換時期監視装置
５３ モニタ
１００ サージ防護装置
１０１ 入力端子
１０２ 電源端子
１０３ アース端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サージを抑制するサージ防護装置の交換時期を判定するにあたり、
前記サージの発生により前記サージ防護装置にサージ電流が流れた回数を計数する手順と、
前記サージ電流が流れた回数と、予め定めた所定の交換時期判定閾値とを比較する手順と、
前記サージ電流が流れた回数が、前記交換時期判定閾値を超えている場合には、前記サージ防護装置の交換時期であると判定する手順と、
を含むことを特徴とするサージ防護装置の交換時期判定方法。
【請求項２】
前記サージ防護装置によって抑制されたサージ電圧に基づいて、前記サージ電流が流れたか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のサージ防護装置の交換時期判定方法。
【請求項３】
前記サージ防護装置を流れた電流に基づいて、前記サージ電流が流れたか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のサージ防護装置の交換時期判定方法。
【請求項４】
サージを抑制するサージ防護装置の交換時期を判定するものであり、
サージの発生により前記サージ防護装置にサージ電流が流れたか否かを判定するサージ判定手段と、
前記サージ防護装置に前記サージ電流が流れた回数を計数するサージ計数手段と、
前記サージ電流が流れた回数が、前記サージ防護装置の交換時期を示す交換時期判定閾値を超えていることを告知する交換時期告知手段と、
を含むことを特徴とするサージ防護装置の交換時期判定装置。
【請求項５】
サージを抑制するサージ防護装置の交換時期を判定するものであり、
サージの発生により前記サージ防護装置にサージ電流が流れたか否かを判定するサージ判定手段と、
前記サージ防護装置に前記サージ電流が流れた回数を計数するサージ計数手段と、
前記サージ電流が流れた回数を表示するサージ回数表示手段と、
を含むことを特徴とするサージ防護装置の交換時期判定装置。
【請求項６】
前記サージ判定手段は、
前記サージ防護装置によって抑制されたサージ電圧に基づいて、前記サージ防護装置に前記サージ電流が流れたか否かを判定することを特徴とする請求項４又は５に記載のサージ防護装置の交換時期判定装置。
【請求項７】
前記サージ判定手段は、
前記サージ防護装置を流れた電流に基づいて、前記サージ防護装置に前記サージ電流が流れたか否かを判定することを特徴とする請求項４又は５に記載のサージ防護装置の交換時期判定装置。
【請求項８】
電源からの配線に設けられるサージ防護手段と、
サージの発生により前記サージ防護手段にサージ電流が流れたか否かを判定するサージ判定手段と、
前記サージ防護手段に前記サージ電流が流れた回数を計数するサージ計数手段と、
前記サージ電流が流れた回数が、前記サージ防護装置の交換時期を示す交換時期判定閾値を超えていることを告知する交換時期告知手段と、
を含むことを特徴とするサージ防護装置。
【請求項９】
電源からの配線に設けられるサージ防護手段と、
サージの発生により前記サージ防護手段にサージ電流が流れたか否かを判定するサージ判定手段と、
前記サージ防護手段に前記サージ電流が流れた回数を計数するサージ計数手段と、
前記サージ電流が流れた回数を表示するサージ回数表示手段と、
を含むことを特徴とするサージ防護装置。
【請求項１】
サージを抑制するサージ防護装置の交換時期を判定するにあたり、
前記サージの発生により前記サージ防護装置にサージ電流が流れた回数を計数する手順と、
前記サージ電流が流れた回数と、予め定めた所定の交換時期判定閾値とを比較する手順と、
前記サージ電流が流れた回数が、前記交換時期判定閾値を超えている場合には、前記サージ防護装置の交換時期であると判定する手順と、
を含むことを特徴とするサージ防護装置の交換時期判定方法。
【請求項２】
前記サージ防護装置によって抑制されたサージ電圧に基づいて、前記サージ電流が流れたか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のサージ防護装置の交換時期判定方法。
【請求項３】
前記サージ防護装置を流れた電流に基づいて、前記サージ電流が流れたか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のサージ防護装置の交換時期判定方法。
【請求項４】
サージを抑制するサージ防護装置の交換時期を判定するものであり、
サージの発生により前記サージ防護装置にサージ電流が流れたか否かを判定するサージ判定手段と、
前記サージ防護装置に前記サージ電流が流れた回数を計数するサージ計数手段と、
前記サージ電流が流れた回数が、前記サージ防護装置の交換時期を示す交換時期判定閾値を超えていることを告知する交換時期告知手段と、
を含むことを特徴とするサージ防護装置の交換時期判定装置。
【請求項５】
サージを抑制するサージ防護装置の交換時期を判定するものであり、
サージの発生により前記サージ防護装置にサージ電流が流れたか否かを判定するサージ判定手段と、
前記サージ防護装置に前記サージ電流が流れた回数を計数するサージ計数手段と、
前記サージ電流が流れた回数を表示するサージ回数表示手段と、
を含むことを特徴とするサージ防護装置の交換時期判定装置。
【請求項６】
前記サージ判定手段は、
前記サージ防護装置によって抑制されたサージ電圧に基づいて、前記サージ防護装置に前記サージ電流が流れたか否かを判定することを特徴とする請求項４又は５に記載のサージ防護装置の交換時期判定装置。
【請求項７】
前記サージ判定手段は、
前記サージ防護装置を流れた電流に基づいて、前記サージ防護装置に前記サージ電流が流れたか否かを判定することを特徴とする請求項４又は５に記載のサージ防護装置の交換時期判定装置。
【請求項８】
電源からの配線に設けられるサージ防護手段と、
サージの発生により前記サージ防護手段にサージ電流が流れたか否かを判定するサージ判定手段と、
前記サージ防護手段に前記サージ電流が流れた回数を計数するサージ計数手段と、
前記サージ電流が流れた回数が、前記サージ防護装置の交換時期を示す交換時期判定閾値を超えていることを告知する交換時期告知手段と、
を含むことを特徴とするサージ防護装置。
【請求項９】
電源からの配線に設けられるサージ防護手段と、
サージの発生により前記サージ防護手段にサージ電流が流れたか否かを判定するサージ判定手段と、
前記サージ防護手段に前記サージ電流が流れた回数を計数するサージ計数手段と、
前記サージ電流が流れた回数を表示するサージ回数表示手段と、
を含むことを特徴とするサージ防護装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２６９９３２（Ｐ２００８−２６９９３２Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１０６８５（Ｐ２００７−１１０６８５）
【出願日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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