雷サージ検出器、サージ防護デバイス、及びサージ防護デバイスの管理システム
【課題】サージ防護デバイスに外付けされる雷サージ検出器により、雷サージ電流を精度良く検出する。
【解決手段】雷サージ検出器１は、サージ防護デバイスの接地側端子部に接続される第１端子部３と、接地線が接続される第２端子部４と、前記第１端子部３と前記第２端子部４とを連結する連結バー５と、前記連結バー５の近傍に配置され、前記連結バー５を流れる雷サージ電流を検出する検出コイル７と、検出された雷サージ電流の電圧波形を引き延ばして変形処理波形を出力する波形処理部と、前記変形処理波形の電圧値から前記雷サージ電流の算定結果を求める演算制御部と、前記雷サージ電流の算定結果を表示する表示部４０とを有し、これらがケース２に収容されてユニット化されている。
【解決手段】雷サージ検出器１は、サージ防護デバイスの接地側端子部に接続される第１端子部３と、接地線が接続される第２端子部４と、前記第１端子部３と前記第２端子部４とを連結する連結バー５と、前記連結バー５の近傍に配置され、前記連結バー５を流れる雷サージ電流を検出する検出コイル７と、検出された雷サージ電流の電圧波形を引き延ばして変形処理波形を出力する波形処理部と、前記変形処理波形の電圧値から前記雷サージ電流の算定結果を求める演算制御部と、前記雷サージ電流の算定結果を表示する表示部４０とを有し、これらがケース２に収容されてユニット化されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源線又は通信線の線路から接地線へ流れる雷サージ電流を検出してその雷サージ情報を表示する雷サージ検出器（Lightning surge detector）と、その雷サージ検出器が接続され、その雷サージ電流から電源機器等の被保護機器を保護するためのサージ防護デバイス（Surge Protective Device）と、その雷サージ検出器付きサージ防護デバイスを管理するサージ防護デバイスの管理システム（management system for Surge Protective Device）とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のサージ防護デバイスは、例えば、下記の特許文献１、２に記載されているように、避雷回路や、その避雷回路の劣化状態を表示する表示部等を有している。電源線等の線路からサージ防護デバイスへ、雷サージ電流が侵入すると、避雷回路によってその雷サージ電流が接地線側へ放電され、線路に接続された電源機器等の被保護機器が保護される。
【０００３】
避雷回路は、例えば、避雷管であるアレスタや、非直線性抵抗素子であるバリスタ（varistor）等の避雷素子により構成されている。避雷素子は、雷サージ電流による動作回数の増加等に伴って特性が劣化すると、発熱して焼損することがある。そのため、サージ防護デバイス内には、避雷素子の劣化状態を表示するための表示部が設けられている。
【０００４】
特許文献１のサージ防護デバイスでは、表示部がサーモラベルにより構成されている。サーモラベルは、避雷素子に貼り付けられている。避雷素子の動作に伴う発熱により、サーモラベルの色が変化するので、その色の変化を目視で確認できる構成になっている。
【０００５】
特許文献２のサージ防護デバイスでは、表示部が着色部材で構成され、更に、避雷素子が劣化した場合、その避雷素子を避雷回路から切り離すための切り離し部が設けられている。切り離し部が動作した場合、摺動（slide）又は揺動（to swing）機構により、着色部材が回転してその着色部材の色が変化するので、その色の変化を表示窓から目視で確認できる構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１５０６５７号公報
【特許文献２】特開２００６−０５９８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１、２に記載された従来のサージ防護デバイスでは、次の（１）〜（３）のような課題があった。
【０００８】
（１） 特許文献１のサージ防護デバイスの課題
表示部を構成するサーモラベルは、発熱度の関係から、小さなサージ電流には反応しない。サーモラベルの色は、反応後は元に戻らないため、交換が必要である。雷サージ電流の侵入回数を把握できない。更に、複数のサージ防護デバイスの動作及び劣化状態を一括して監視することができない。
【０００９】
（２） 特許文献２のサージ防護デバイスの課題
表示部を構成する部品点数が多いので、構造が複雑である。多数の表示構成部品をサージ防護デバイス内に収容するため、サージ防護デバイスの小型化が困難である。サージ防護デバイスの小型化を図ろうとすると、表示部の表示個所が小さくなり、外部からの目視が困難になる。更に、複数のサージ防護デバイスの動作及び劣化状態を一括して監視することができない。
【００１０】
（３） 避雷素子の劣化状態を表示するための表示部は、サージ防護デバイスに内蔵されているため、表示部が故障していなくても、サージ防護デバイス内の避雷回路が劣化した場合には、そのサージ防護デバイスを廃棄して新しいサージ防護デバイスと交換しなければならないので、無駄が生じる。又、表示部が設けられていない既存又は既設のサージ防護デバイスに表示部を単体で付加することができないので、不利不便である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の内の第１の発明の雷サージ検出器は、サージ防護デバイスの接地側端子部に接続される第１端子部と、接地線が接続される第２端子部と、前記第１端子部と前記第２端子部とを連結する導通用の連結バーと、前記連結バーの近傍に配置され、前記連結バーを流れる雷サージ電流によって誘起される誘導電流を出力する検出コイルと、前記誘導電流を電圧に変換して検出電圧を生成し、前記検出電圧の電圧波形を時間軸に対して引き延ばし処理を行って変形処理波形を出力する波形処理部と、前記変形処理波形を入力し、前記変形処理波形の電圧値から前記雷サージ電流の電流値を算定して雷サージ電流算定結果を求める演算制御部と、前記演算制御部により制御され、外部から視認可能な状態で、前記雷サージ電流算定結果を表示する表示部と、がケースに収容されてユニット化されていることを特徴とする。
【００１２】
第２の発明のサージ防護デバイスは、前記第１の発明の雷サージ検出器が着脱自在に外付けされるサージ防護デバイスであって、電源線又は通信線が接続される線路側端子部と、前記雷サージ検出器の前記第１端子部が着脱自在に取り付けられる接地側端子部と、前記線路側端子部と前記接地側端子部との間に接続され、前記線路側端子部から侵入する前記雷サージ電流を前記接地側端子部へ放電する避雷回路と、を有することを特徴とする。
【００１３】
第３の発明におけるサージ防護デバイスの管理システムは、前記第１の発明の雷サージ検出器が着脱自在に外付けされた前記第２の発明のサージ防護デバイスと、前記サージ防護デバイスに隣接して配設され、前記サージ防護デバイスに外付けされた前記雷サージ検出器の動作状態及び動作履歴を管理するモニタユニットと、を備えている。
【００１４】
前記モニタユニットは、前記雷サージ検出器の前記第２端子部から出力される前記雷サージ電流を検出する変流器と、前記雷サージ検出器の前記動作状態及び前記動作履歴を通信により取得し、取得した前記動作状態及び前記動作履歴を通信により外部へ出力する通信部と、取得した前記動作状態及び前記動作履歴を記憶する記憶部と、取得した前記動作状態及び前記動作履歴を表示する表示部と、がケースに収容されてユニット化されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明の雷サージ検出器及び第２の発明のサージ防護デバイスによれば、次の（ａ）〜（ｄ）のような効果がある。
【００１６】
（ａ） 雷サージ検出器において、連結バーの近傍に検出コイルが配置されているので、雷サージ電流検出箇所を小型化できる。しかも、雷サージ検出器を構成する部品点数が少ないので、構造が簡単であり、雷サージ検出器の全体の形状の小型化が容易である。
【００１７】
（ｂ） 雷サージ検出器において、検出コイルにより、連結バーに流れる雷サージ電流を検出し、波形処理部により、その検出電圧の電圧波形を時間軸に対して引き延ばし、その後、演算制御部により、雷サージ電流の電流値を算定しているので、インパルス性の小さな雷サージ電流も精度良く検出できる。
【００１８】
（ｃ） 雷サージ検出器の第１端子部を、サージ防護デバイスの接地側端子部に接続して、その雷サージ検出器をサージ防護デバイスに結合できるので、雷サージ検出器付きサージ防護デバイスを小型に形成することができる。
【００１９】
（ｄ） 雷サージ検出器付きサージ防護デバイスによれば、サージ防護デバイスに流れた雷サージ電流等の簡易情報が雷サージ検出器の表示部に表示されるので、その簡易情報を目視で確認できる。
【００２０】
第３の発明のサージ防護デバイスの管理システムによれば、雷サージ検出器付きサージ防護デバイスと、この近傍に配置されたモニタユニットとにより、サージ防護デバイスの管理システムを構成したので、サージ防護デバイスの管理システムを小型に形成することができる。しかも、雷サージ検出器付きサージ防護デバイスの詳細情報を、モニタユニットで確認及び管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は本発明の実施例１における雷サージ検出器の構造例を示す概略の斜視図である。
【図２】図２は図１の内部構造を示す概略の透視斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは図２中の検出コイル７を示す拡大斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは図３Ａの検出コイル７における結線状態を示す概略の回路図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは図３Ａの検出コイル７における結線状態を示す概略の回路図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは図３Ａの検出コイル７における結線状態を示す概略の回路図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは図３Ａの検出コイル７における結線状態を示す概略の回路図である。
【図３Ｆ】図３Ｆは図３Ａの検出コイル７における結線状態を示す概略の回路図である。
【図３Ｇ】図３Ｇは図３Ａの検出コイル７における結線状態を示す概略の回路図である。
【図３Ｈ】図３Ｈは図３Ａの検出コイル７における結線状態を示す概略の回路図である。
【図３Ｉ】図３Ｉは図３Ａの検出コイル７における結線状態を示す概略の回路図である。
【図４】図４は図１、図２、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｆの雷サージ検出器１における電気回路を示す概略の構成図である。
【図５】図５は図４の回路構成例を示す概略の回路図である。
【図６】図６は本発明の実施例１におけるサージ防護デバイスの構造例を示す概略の斜視図である。
【図７】図７は図１の雷サージ検出器１が外付けされたサージ防護デバイス５０の構造を示す概略の斜視図である。
【図８】図８は図７の内部構造を示す概略の透視斜視図である。
【図９Ａ】図９Ａは図８中の避雷回路７０の構成例を示す回路図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは図８中の避雷回路７０の構成例を示す回路図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは図８中の避雷回路７０の構成例を示す回路図である。
【図１０】図１０は図４における連結バー５に流れる雷サージ電流と波形処理部１０から出力される変形処理波形Ｓ１４の電圧値との相関値を示す図である。
【図１１】図１１は図５中の演算制御部２０のウェイクアップ後の処理を示すフローチャートである。
【図１２Ａ】図１２Ａは図５中の検出電圧Ｓ１３を示す波形図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは図５中の起動電圧Ｓ１５を示す波形図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは図５中の変形処理波形Ｓ１４の電圧値を示す波形図である。
【図１３】図１３は本発明の実施例２におけるローカル型サージ防護デバイスの管理システムの概略を示す構成図である。
【図１４】図１４は図１３中のモニタユニット９０を示す透視図である。
【図１５】図１５は図１４のモニタユニット９０の概略の回路構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６は本発明の実施例３におけるリモート型サージ防護デバイスの管理システムの概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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】
【００２３】
（実施例１の雷サージ検出器の構成）
図１は本発明の実施例１における雷サージ検出器の構造例を示す概略の斜視図、及び、図２は図１の内部構造を示す概略の透視斜視図である。
【００２４】
この雷サージ検出器１は、略箱形のケース２を有している。ケース２の側面には、断面が略Ｕ字形の金属板からなる２点接触形状の第１端子部３が取り付けられている。第１端子部３は、対向する２つの突出片３ａ，３ｃと、この２つの突出片３ａ，３ｃ間を連結する連結片３ｂとにより構成されている。連結片３ｂはケース２内に固定され、２つの突出片３ａ，３ｃがケース２から外方向へ突出している。一方の突出片３ａの先端部には、螺子へ挿入するための挿入溝３ａ１が形成されている。
【００２５】
ケース２において、第１端子部３と対向する側面には、接地線挿入用の開口部２ａが形成されている。開口部２ａの近傍のケース２の上面には、螺子孔２ｂが形成されている。ケース２内において、開口部２ａ及び螺子孔２ｂに対向する箇所には、接地線を挿入して固定するための金属製の第２端子部４が取り付けられている。第２端子部４は、断面が略Ｕ字形の支持枠４ａと、螺子孔２ｂから垂直方向に挿入された螺子４ｂと、断面が略方形の固定枠４ｃとにより構成されている。支持枠４ａは、対向する第１片及び第２片と、この第１片及び第２片間を連結する底片とにより構成され、その底片が、垂直方向に配置され、その第１片及び第２片が、水平方向に配置されて、ケース２内に固定されている。支持枠４ａの第１片は、螺子孔２ｂの真下に位置し、その第１片を、螺子４ｂが貫通している。固定枠４ｃは、螺子４ｂの下端に、上下動可能に取り付けられている。開口部２ａから挿入された接地線の端末部は、固定枠４ｃ内に挿入され、螺子４ｂを締め付けることにより、その固定枠４ｃが上下に移動して、その接地線の端末部が、第２端子部４に固定されるようになっている。
【００２６】
第１端子部３と第２端子部４とは、略水平方向に配置された金属製の導通用連結バー５により連結されている。連結バー５の近傍には、制御手段を構成する電子回路部品等を搭載するための印刷配線板６が固定されている。印刷配線板６には、検出コイル７が接続されている。検出コイル７は、連結バー５の近傍に配置され、その連結バー５を流れる雷サージ電流を検出するために、その雷サージ電流によって誘起される誘導電流を出力するものである。
【００２７】
ケース２の上面には、確認ボタン２６及び表示部４０が設けられている。表示部４０は、連結バー５を流れる雷サージ電流の検出結果、検出回数等を外部から視認可能な状態で表示するものであり、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という。）等の複数の表示素子により構成されている。確認ボタン２６は、記憶された雷サージ電流の検出結果、検出回数等を表示部４０に表示させるためのスイッチである。
【００２８】
印刷配線板６には、図示しないコネクタを介して、２回線の通信線２９及び２回線の電源線３０が接続されている。
【００２９】
図３Ａは、図２中の検出コイル７を示す拡大斜視図である。
検出コイル７は、連結バー５を図示しない絶縁部材を介して包囲するための断面略Ｕ字形のコア（core）７ａと、その連結バー５に対して対称となるようにコア７ａに巻装された一対の第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃとにより構成されている。
【００３０】
断面略Ｕ字形のコア７ａは、底辺の基部７ａ１と、両側辺の第１脚部７ａ２及び第２脚部７ａ３と、により構成されている。第１脚部７ａ２及び第２脚部７ａ３には、一対の第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃがそれぞれ巻装されている。一対の第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃは、連結バー５に対して対称となるようにコア７ａに巻装されている。
【００３１】
図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄ、図３Ｅ、図３Ｆ、図３Ｇ、図３Ｈ及び図３Ｉは、図３Ａの検出コイル７における結線状態を示す概略の回路図である。
【００３２】
図３Ｂ〜図３Ｉに示すように、検出コイル７は、この検出コイル７の第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃの巻装方向、並びに、検出コイル７の第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃの結線状態の組み合わせにより、様々なバリエーションが考えられる。しかしながら、課題を解決するためには、検出コイル７は図３Ｂ及び図３Ｃや、図３Ｆ及び図３Ｇのように構成すべきであり、図３Ｄ及び図３Ｅや、図３Ｈ及び図３Ｉのように構成すべきではない。この点について詳述すると次の通りである。
【００３３】
図３Ｂに示すように、検出コイル７は、コア７ａと第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃとにより構成され、連結バー５を包囲するように配置されている。コア７ａの第１脚部７ａ２及び第２脚部７ａ３のうち、第１脚部７ａ２には第１巻線７ｂが巻装され、第２脚部７ａ３には第２巻線７ｃが巻装されている。この検出コイル７において、外部磁界の印加時には、誘導電流が流れず、連結バー５に雷サージ電流が流れた時には、誘導電流が出力されるように、第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃが所定の方向に巻装され且つ所定の結線状態にて直列に接続されている。即ち、第１巻線７ｂの一端部７ｂ１及び他端部７ｂ２と、第２巻線７ｃの一端部７ｃ１及び他端部７ｃ２とにおいて、第１巻線７ｂの一端部７ｂ１と第２巻線７ｃの一端部７ｃ１とが開放されている。第１巻線７ｂの他端部７ｂ２は、第２巻線７ｃの他端部７ｃ２に接続されている。
【００３４】
検出コイル７は、コア７ａによって包囲された領域内に挿通するように配置された連結バー５に、雷サージ電流が流れて図３Ｂ中の破線矢印方向に磁界Ｈ０が発生すると、第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃに、破線矢印で示す逆方向の磁界Ｈ１，Ｈ２がそれぞれ誘起され、矢印で示す同一方向に誘導電流Ｉ１，Ｉ２がそれぞれ発生する。そのため、第１巻線７ｂの一端部７ｂ１と、第２巻線７ｃの一端部７ｃ１との間に、負荷Ｒが接続されていると、その負荷Ｒに合成誘導電流Ｉ３（＝Ｉ１＋Ｉ２）が流れる。
【００３５】
図３Ｃには、図３Ｂに示す連結バー５に雷サージ電流が流れず、隣接する図示しない雷サージ検出器中の連結バー５Ａに雷サージ電流が流れた場合の影響が示されている。
【００３６】
連結バー５Ａは、例えば、コア７ａによって包囲されていない領域であって、且つ、第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃに対して平行な領域に配置されている。連結バー５Ａに雷サージ電流が流れて図３Ｃ中の破線矢印方向に外部磁界Ｈ０が発生した場合を考える。そのような外部磁界Ｈ０が発生すると、第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃに、破線矢印で示す同一方向の磁界Ｈ１，Ｈ２がそれぞれ誘起され、矢印で示す逆方向に誘導電流Ｉ１，Ｉ２がそれぞれ発生する。２つの誘導電流Ｉ１，Ｉ２は、逆方向に流れて相殺されるため、負荷Ｒには誘導電流が流れない。このように、図３Ｂの検出コイル７では、図３Ｃに示すように、隣接する連結バー５Ａから外部磁界Ｈ０が印加されても、第１巻線７ｂの一端部７ｂ１と第２巻線７ｃの一端部７ｃ１との間には、誘導電流が流れない。従って、本実施例１の検出コイル７では、図３Ｂに示すような結線構成を採用している。
【００３７】
図３Ｄには、連結バー５に雷サージ電流が流れても、第１巻線７ｂの一端部７ｂ１と第２巻線７ｃの他端部７ｃ２との間には、誘導電流が流れない結線状態が示されている。
【００３８】
図３Ｄに示す検出コイル７では、第１巻線７ｂの一端部７ｂ１と第２巻線７ｃの他端部７ｃ２とが開放され、第１巻線７ｂの他端部７ｂ２と、第２巻線７ｃの一端部７ｃ１とが接続されている。連結バー５に、雷サージ電流が流れて図３Ｄ中の破線矢印方向に磁界Ｈ０が発生すると、第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃに、破線矢印で示す逆方向の磁界Ｈ１，Ｈ２がそれぞれ誘起され、矢印で示す逆方向に誘導電流Ｉ１，Ｉ２がそれぞれ発生する。逆方向に流れる誘導電流Ｉ１，Ｉ２は、相殺されるため、負荷Ｒには誘導電流が流れない。
【００３９】
図３Ｅには、図３Ｄに示す連結バー５に雷サージ電流が流れず、隣接する図示しない雷サージ検出器中の連結バー５Ａに雷サージ電流が流れた場合の影響が示されている。
【００４０】
連結バー５Ａに雷サージ電流が流れて図３Ｅ中の破線矢印方向に外部磁界Ｈ０が発生した場合を考える。そのような外部磁界Ｈ０が発生すると、第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃに、破線矢印で示す同一方向の磁界Ｈ１，Ｈ２がそれぞれ誘起され、矢印で示す同一方向に誘導電流Ｉ１，Ｉ２がそれぞれ発生する。２つの誘導電流Ｉ１，Ｉ２は、合成されるので、負荷Ｒに合成誘導電流Ｉ３（＝Ｉ１＋Ｉ２）が流れる。従って、本実施例１の検出コイル７では、図３Ｄに示すような結線構成を採用しない。
【００４１】
図３Ｆには、連結バー５に雷サージ電流が流れた場合に、第１巻線７ｂの他端部７ｂ２と第２巻線７ｃの一端部７ｃ１との間に、誘導電流が流れる結線状態が示されている。
【００４２】
図３Ｆに示す検出コイル７では、第１巻線７ｂの他端部７ｂ２と第２巻線７ｃの一端部７ｃ１とが開放され、第１巻線７ｂの一端部７ｂ１と、第２巻線７ｃの他端部７ｃ２とが接続されている。連結バー５に、雷サージ電流が流れて図３Ｆ中の破線矢印方向に磁界Ｈ０が発生すると、第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃに、破線矢印で示す逆方向の磁界Ｈ１，Ｈ２がそれぞれ誘起され、矢印で示す同一方向に誘導電流Ｉ１，Ｉ２がそれぞれ発生する。そのため、誘導電流Ｉ１，Ｉ２が合成され、この合成誘導電流Ｉ３（＝Ｉ１＋Ｉ２）が負荷Ｒに流れる。
【００４３】
図３Ｇには、図３Ｆに示す連結バー５に雷サージ電流が流れず、隣接する図示しない雷サージ検出器中の連結バー５Ａに雷サージ電流が流れた場合の影響が示されている。
【００４４】
連結バー５Ａに雷サージ電流が流れて図３Ｇ中の破線矢印方向に外部磁界Ｈ０が発生すると、第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃに、破線矢印で示す同一方向の磁界Ｈ１，Ｈ２がそれぞれ誘起され、矢印で示す逆方向の誘導電流Ｉ１，Ｉ２がそれぞれ発生する。２つの誘導電流Ｉ１，Ｉ２は、相殺されるので、負荷Ｒには誘導電流が流れない。従って、本実施例１の検出コイル７では、図３Ｆに示すような結線構成を採用している。
【００４５】
図３Ｈには、連結バー５に雷サージ電流が流れても、第１巻線７ｂの他端部７ｂ２と第２巻線７ｃの他端部７ｃ２との間には、誘導電流が流れない結線状態が示されている。
【００４６】
図３Ｈに示す検出コイル７では、第１巻線７ｂの他端部７ｂ２と第２巻線７ｃの他端部７ｃ２とが開放され、第１巻線７ｂの一端部７ｂ１と、第２巻線７ｃの一端部７ｃ１とが接続されている。連結バー５に、雷サージ電流が流れて図３Ｈ中の破線矢印方向に磁界Ｈ０が発生すると、第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃに、破線矢印で示す逆方向の磁界Ｈ１，Ｈ２がそれぞれ誘起され、矢印で示す逆方向の誘導電流Ｉ１，Ｉ２がそれぞれ発生する。逆方向に流れる誘導電流Ｉ１，Ｉ２は、相殺されるため、負荷Ｒには誘導電流が流れない。
【００４７】
図３Ｉには、図３Ｈに示す連結バー５に雷サージ電流が流れず、隣接する図示しない雷サージ検出器中の連結バー５Ａに雷サージ電流が流れた場合の影響が示されている。
【００４８】
連結バー５Ａに雷サージ電流が流れて図３Ｉ中の破線矢印方向に外部磁界Ｈ０が発生した場合、第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃに、破線矢印で示す同一方向の磁界Ｈ１，Ｈ２がそれぞれ誘起され、矢印で示す同一方向に誘導電流Ｉ１，Ｉ２がそれぞれ発生する。そのため、２つの誘導電流Ｉ１，Ｉ２は、合成されるので、負荷Ｒに合成誘導電流Ｉ３（＝Ｉ１＋Ｉ２）が流れる。従って、本実施例１の検出コイル７では、図３Ｈに示すような結線構成を採用しない。
【００４９】
図４は、図１、図２、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｆの雷サージ検出器１における電気回路を示す概略の構成図である。
【００５０】
第１端子部３及び第２端子部４間を連結する連結バー５の近傍には、検出コイル７が配置されている。検出コイル７の一端部７ｂ１又は他端部７ｂ２と、一端部７ｃ１とには、図２中の印刷配線板６上に搭載された制御手段８が接続されている。制御手段８は、雷サージ検出器１の全体の動作を制御するものであり、例えば、波形処理部１０及び演算制御部２０を有している。
【００５１】
波形処理部１０は、検出コイル７から出力される誘導電流Ｉ３を電圧に変換して検出電圧を生成し、この検出電圧の電圧波形を時間軸に対して引き延ばし処理を行って変形処理波形Ｓ１４を出力すると共に、その検出電圧から起動電圧Ｓ１５を生成して出力する回路であり、この出力側に、演算制御部２０が接続されている。演算制御部２０は、変形処理波形Ｓ１４及び起動電圧Ｓ１５を入力し、その起動電圧Ｓ１５により起動され、その変形処理波形Ｓ１４の電圧値から雷サージ電流の電流値を算定して雷サージ電流算定結果等を求める回路であり、この出力側に、表示部４０が接続されている。演算制御部２０には、確認ボタン２６及びコネクタ２８も接続されている。
【００５２】
雷サージ検出器１は、電源線３０及びコネクタ２８を介して外部から電源電力の供給をうけて駆動されるが、外部からの電源電力の供給を受けない独立電源の構成にする場合には、内部に電源電力供給用の電池３５を設けても良い。
【００５３】
図５は、図４の回路構成例を示す概略の回路図である。
波形処理部１０は、過電圧抑制回路１１、全波整流回路１２、電流／電圧変換回路（以下「Ｉ／Ｖ変換回路」という。）１３、時定数回路１４、及び電圧制限回路１５等により構成されている。
【００５４】
過電圧抑制回路１１は、検出コイル７における一端部７ｂ１又は他端部７ｂ２と一端部７ｃ１との間の最高電圧値を一定値以下（例えば、３０Ｖ以下）に抑制する回路であり、例えば、検出コイル７における一端部７ｂ１又は他端部７ｂ２と一端部７ｃ１との間において、逆方向に直列に接続された２つのツェナーダイオードにより構成されている。この過電圧抑制回路１１の出力側には、全波整流回路１２が接続されている。全波整流回路１２は、検出コイル７に誘起される誘導電流Ｉ３を直流に変換する回路であり、例えば、ブリッジ接続された４つの整流ダイオードにより構成されている。この全波整流回路１２の出力側には、Ｉ／Ｖ変換回路１３が接続されている。
【００５５】
Ｉ／Ｖ変換回路１３は、全波整流回路１２の出力電流を電圧に変換して検出電圧Ｓ１３を生成する回路であり、例えば、全波整流回路１２の２つの出力端子間に並列に接続された抵抗により構成されている。このＩ／Ｖ変換回路１３の出力側には、時定数回路１４と電圧制限回路１５とが、並列に接続されている。時定数回路１４は、Ｉ／Ｖ変換回路１３で生成された検出電圧Ｓ１３の電圧波形を時間軸に対して引き延ばし処理を行ってアナログの変形処理波形Ｓ１４を出力する回路であり、例えば、時定数の大きな抵抗１４ａ及びコンデンサ１４ｂの直列回路により構成されている。電圧制限回路１５は、検出電圧Ｓ１３を降圧する図示しない抵抗を介して、その降圧された検出電圧Ｓ１３を一定電圧値以下に制限して起動電圧Ｓ１５を生成する回路であり、ＬＥＤ、ダイオード、及び抵抗等により構成されている。これらの時定数回路１４及び電圧制限回路１５の出力側には、演算制御部２０が接続されている。
【００５６】
演算制御部２０は、起動電圧Ｓ１５により起動（ウェイクアップ）され、入力されたアナログの変形処理波形Ｓ１４をデジタル信号に変換し、このデジタル信号の電圧値から雷サージ電流の電流値を算定して雷サージ電流算定結果を求める演算機能と、制御機能等とを有し、マイクロコントローラ（例えば、Peripheral Interface Controller、以下「ＰＩＣ」という。）により構成されている。ＰＩＣは、コンピュータの周辺機器接続の制御用として使用されるものであり、演算機能や制御機能を有する中央処理装置（以下「ＣＰＵ」という。）２１と、このＣＰＵ２１によりアクセスされるリード・オンリ・メモリ（以下「ＲＯＭ」という。）、ランダム・アクセス・メモリ（以下「ＲＡＭ」という。）等のメモリ２２と、ＣＰＵ２１により制御される入力ポート２３、入出力（以下「Ｉ／Ｏ」という。）ポート２４及び出力ポート２５等と、が１チップに収められており、メモリ２２に書き込まれたプログラムにより制御されるようになっている。
【００５７】
演算制御部２０において、入力ポート２３は、電圧制限回路１５から出力される起動電圧Ｓ１５を入力して、スリープ状態になっているＣＰＵ２１をウェイクアップさせ、時定数回路１４から出力されるアナログの変形処理波形Ｓ１４を入力してデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換（以下「Ａ／Ｄ変換」という。）を行うと共に、確認ボタン２６の出力信号等を入力する機能を有している。
【００５８】
入力ポート２３に接続された確認ボタン２６は、その入力ポート２３と電源電圧ＶＣＣ側の電源端子との間に接続されたノーマルオフ型のスイッチである。確認ボタン２６における入力ポート２３側の電極は、抵抗２７を介して、グランドＧＮＤ側の接地端子に接続されている。Ｉ／Ｏポート２４には、コネクタ２８を介して２線の通信線２９及び２線の電源線３０が接続されている。このＣＰＵ２１及びＩ／Ｏポート２４は、コネクタ２８及び通信線２９を介して、外部との間で通信を行う通信機能を有すると共に、コネクタ２８及び電源線３０を介して、外部から電源電力の受電を行う機能等を有している。出力ポート２５は、ＣＰＵ２１から出力されるデジタル信号の雷サージ電流算定結果等をアナログ信号に変換して表示部４０へ与えるデジタル／アナログ変換（以下「Ｄ／Ａ変換」という。）機能を有している。表示部４０は、アナログ信号に変換された雷サージ電流算定結果等を点灯表示する機能を有している。
【００５９】
（実施例１のサージ防護デバイスの構成）
図６は、本発明の実施例１におけるサージ防護デバイスの構造例を示す概略の斜視図である。
【００６０】
サージ防護デバイス５０は、図１の雷サージ検出器１が外付けされ、電源線又は通信線の線路から被保護機器へ侵入する雷サージ電流を接地線側へ放電してその被保護機器を保護する装置である。このサージ防護デバイス５０は、ジャック盤５１とプラグ５２とで構成され、ジャック盤５１側のケース６０に対して、プラグ５２側のケース７０が挿入及び離脱可能に挿着される構造になっている。
【００６１】
ジャック盤５１側のケース６０は、略箱形の基台部６１と、この基台部６１の両側面から上方向に延設された一対の側壁部６２，６３とにより構成されている。これらの基台部６１及び側壁部６２，６３により囲まれた領域により、プラグ５２を挿入及び離脱可能に収容するためのプラグ収容部６４が形成されている。基台部６１の底面は、機器取り付け用レール（Mounting rails for devices、例えば、ＤＩＮレール）８０を挟持し、このＤＩＮレール８０に対してジャック盤５１を取り外し可能に固定する構造になっている。
【００６２】
ＤＩＮレール８０とは、ＤＩＮ規格で定められた例えば３５ｍｍ幅の機器取り付け金具である。ＤＩＮ規格では、交流１０００Ｖ以下又は直流１５００Ｖ以下で使用する開閉器、工業用端子台等の電気機器を取り付ける機器取り付け用レールについて規定されている。
【００６３】
一方の側壁部６２内には、電源線又は通信線の線路に接続された線路側電線の端末部を挿入して固定するための図示しない線路側端子部が設けられている。側壁部６２の外側面には、前記線路側電線の端末部を挿入するための図示しない電線挿入用開口部が形成されている。その側壁部６２の上面には、前記線路側端子部を構成する螺子を挿入するための螺子孔６２ｃが形成されている。
【００６４】
同様に、他方の側壁部６３内には、雷サージ検出器１の第１端子部３を挿入して固定するための図示しない接地側端子部が設けられている。側壁部６３の外側面には、雷サージ検出器１の第１端子部３を挿入するための上下２つの端子部挿入用開口部６３ａ、６３ｂが形成されている。上側の端子部挿入用開口部６３ａは、第１端子部３の突出片３ａを挿入するための開口部であり、下側の端子部挿入用開口部６３ｂは、第１端子部３の突出片３ｃを挿入するための開口部である。側壁部６３の上面には、前記接地側端子部を構成する螺子を挿入するための螺子孔６３ｃが形成されている。
【００６５】
一方の側壁部６２の外側面において、図示しない電線挿入用開口部の下方向の位置には、交換識別用端子６５が着脱自在に挿着されている。
【００６６】
プラグ５２側のケース７０は、略直方体形状をなし、この内部に、図示しない避雷回路が設けられている。
【００６７】
図７は、図１の雷サージ検出器１が外付けされたサージ防護デバイス５０の構造を示す概略の斜視図である。更に、図８は、図７の内部構造を示す概略の透視斜視図である。
【００６８】
雷サージ検出器１が外付けされたサージ防護デバイス５０は、電源線又は通信線の線路８１に接続された被保護機器８２を雷サージ電流ｉから保護する装置である。使用時において、線路８１に接続された線路側電線８３の端末部は、サージ防護デバイス５０の側壁部６２側の図示しない電線挿入用開口部に挿入されて固定され、グランドＧＮＤに接続された接地線８４の端末部が、雷サージ検出器１の接地線挿入用の開口部２ａに挿入されて固定される。
【００６９】
サージ防護デバイス５０の側壁部６２内において、図示しない電線挿入用開口部及び螺子孔６２ｃに対向する箇所には、線路側電線８３を挿入して固定するための金属製の線路側端子部６６が取り付けられている。線路側端子部６６は、断面が略Ｕ字形の支持枠６６ａと、螺子孔６２ｃから垂直方向に挿入された螺子６６ｂと、断面が略方形の固定枠６６ｃとにより構成されている。支持枠６６ａは、対向する第１片及び第２片と、この第１片及び第２片間を連結する底片とにより構成され、その底片が、垂直方向に配置され、その第１片及び第２片が、水平方向に配置されて、側壁部６２内に固定されている。支持枠６６ａの第１片は、螺子孔６２ｃの真下に位置し、その第１片を、螺子６６ｂが貫通している。固定枠６６ｃは、螺子６６ｂの下端に、上下動可能に取り付けられている。図示しない電線挿入用開口部から挿入された線路側電線８３の端末部は、固定枠６６ｃ内に挿入され、螺子６６ｂを締め付けることにより、その固定枠６６ｃが上下に移動して、その線路側電線８３の端末部が、線路側端子部６６に固定されるようになっている。
【００７０】
同様に、サージ防護デバイス５０の側壁部６３内において、端子部挿入用開口部６３ａ，６３ｂ及び螺子孔６３ｃに対向する箇所には、雷サージ検出器１の第１端子部３を挿入して固定するための金属製の接地側端子部６７が取り付けられている。接地側端子部６７は、断面が略Ｕ字形の支持枠６７ａと、螺子孔６３ｃから垂直方向に挿入された螺子６７ｂと、断面が略方形の固定枠６７ｃとにより構成されている。支持枠６７ａは、対向する第１片及び第２片と、この第１片及び第２片間を連結する底片とにより構成され、その底片が、垂直方向に配置され、その第１片及び第２片が、水平方向に配置されて、側壁部６３内に固定されている。支持枠６７ａの第１片は、螺子孔６３ｃの真下に位置し、その第１片を、螺子６７ｂが貫通している。固定枠６７ｃは、螺子６７ｂの下端に、上下動可能に取り付けられている。上下２つの端子部挿入用開口部６３ａ，６３ｂからそれぞれ挿入された雷サージ検出器１側の上下２つの突出片３ａ，３ｃの内、上側の突出片３ａは、螺子６７ｂの頭部とこの下の前記第１片との間に挿入され、下側の突出片３ｃは、固定枠６７ｃ内に挿入され、螺子６７ｂを締め付けることにより、その上下２つの突出片３ａ，３ｃが、２点接触にて接地側端子部６７に一体的に固定されるようになっている。
【００７１】
サージ防護デバイス５０において、側壁部６２内の線路側端子部６６と、側壁部６３内の接地側端子部６７とは、図８中の矢印で示すように、プラグ５２内に設けられた避雷回路７０を介して、接続されている。避雷回路７０は、線路側端子部６６から侵入する雷サージ電流を抑制するためのアレスタ、バリスタ、半導体素子等の避雷素子により構成されている。
【００７２】
図９Ａ、図９Ｂ及び図９Ｃは、図８中の避雷回路７０（＝７０−１，７０−２，７０−３）の構成例を示す回路図である。
【００７３】
図９Ａに示す避雷回路７０−１は、バリスタ７１及び切り離し機構７２を有し、このバリスタ７１及び切り離し機構７２が、線路側端子部６６と接地側端子部６７との間に直列に接続されている。接地側端子部６７には、図２及び図８に示される雷サージ検出器１における第１端子部３を介して連結バー５が接続され、その連結バー５の近傍に、検出コイル７が配置されている。
【００７４】
バリスタ７１は、雷サージ電圧が印加されると短絡状態になって雷サージ電流を導通させる素子である。バリスタ７１は、過大な雷サージ電流により劣化すると、漏れ電流が大きくなったり、あるいは、焼損することもあるので、このバリスタ７１を回路から切り離すために、切り離し機構７２が設けられている。切り離し機構７２は、バリスタ７１が規定温度以上に加熱されると溶断する半田部材等により構成されている。切り離し機構７２が動作したことを検出するために、センサ７３が設けられることもある。センサ７３の検出信号は、内部部品劣化によるサージ防護デバイス交換の識別信号として、図８中の交換識別用端子６５から外部へ出力されるようになっている。
【００７５】
例えば、線路側端子部６６と接地側端子部６７との間に、雷サージ電圧が印加された場合、バリスタ７１が短絡し、線路側端子部６６から流入した雷サージ電流が、切り離し機構７２及びバリスタ７１を経由して接地側端子部６７へ放電される。これにより、線路側端子部６６側に接続された図７の被保護機器８２が保護される。
【００７６】
図９Ｂに示す避雷回路７０−２は、並列接続された複数のバリスタ７１−１〜７１−３と、切り離し機構７２とを有し、この複数のバリスタ７１−１〜７１−３と切り離し機構７２とが、線路側端子部６６と接地側端子部６７との間に直列に接続されている。この避雷回路７０−２は、図９Ａの避雷回路７０−１と同様の機能を有しているが、並列接続された複数のバリスタ７１−１〜７１−３が設けられているので、図９Ａの避雷回路７０−１よりも耐電圧や耐電流が大きくなっている。
【００７７】
図９Ｃに示す避雷回路７０−３は、アレスタ７４及びバリスタ７１を有し、このアレスタ７４及びバリスタ７１が、線路側端子部６６と接地側端子部６７との間に直列に接続されている。
【００７８】
例えば、線路側端子部６６と接地側端子部６７との間に、雷サージ電圧が印加され、雷サージ電流が線路側端子部６６に入力されると、アレスタ７４が放電し、その雷サージ電流が、バリスタ７１を経由して接地側端子部６７へ放電され、機器側端子部６６側に接続された被保護機器８２が保護される。
【００７９】
なお、避雷回路７０−３にアレスタ７４のみを使用した場合、インパルス性の雷サージ電流でアレスタ７４が放電した後、そのインパルス電流消滅後も交流電流により放電が継続する続流現象が起こり、アレスタ７４の寿命が短縮したり、あるいは焼損に至ることもある。このような続流の遮断のために、アレスタ７４とバリスタ７１とを直列に接続している。
【００８０】
図１０は、図４における連結バー５に流れる雷サージ電流と波形処理部１０から出力される変形処理波形Ｓ１４の電圧値との相関値を示す図である。
【００８１】
この図１０では、例えば、検出コイル７における第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃの合計を１２０ターンとして測定したときの相関値が示されている。この相関値は、予め図５中の演算制御部２０内のメモリ２２に記憶される。
【００８２】
（実施例１の雷サージ検出器付きサージ防護デバイスの動作）
例えば、図７及び図８に示す雷サージ検出器１付きサージ防護デバイス５０において、落雷等により、線路側端子部６６と接地側端子部６７との間に、雷サージ電圧が発生した場合の動作を説明する。
【００８３】
図８に示すサージ防護デバイス５０の線路側端子部６６と接地側端子部６７との間に雷サージ電圧が発生すると、図９Ｃに示す避雷回路７０−３の線路側端子部６６と接地側端子部６７との間のアレスタ７４が放電し、雷サージ電流ｉが、その線路側端子部６６からアレスタ７４及びバリスタ７１を経由して接地側端子部６７へ放電される。これにより、機器側端子部６６側に接続された被保護機器８２が保護される。
【００８４】
接地側端子部６７へ放電された雷サージ電流ｉは、雷サージ検出器１内の第１端子部３、連結バー５、及び第２端子部４と、接地線８４と、を経由して、グランドＧＮＤへ流れる。連結バー５に雷サージ電流ｉが流れると、図５に示す雷サージ検出器１において、その連結バー５の近傍に配置された検出コイル７に誘導電流Ｉ３が誘起される。検出コイル７に誘起された誘導電流Ｉ３は、波形処理部１０内の過電圧抑制回路１１を介して、全波整流回路１２にて全波整流される。
【００８５】
全波整流された誘導電流は、Ｉ／Ｖ変換回路１３にて電圧に変換されて検出電圧Ｓ１３が生成される。生成された検出電圧Ｓ１３の電圧波形は、時定数回路１４において、時間軸に対して引き延ばされて変形処理波形Ｓ１４が生成され、演算制御部２０内の入力ポート２３へ送られる。
【００８６】
一方、検出電圧Ｓ１３は、電圧制限回路１５にて最高電圧値が一定値以下に制限され、起動電圧Ｓ１５が生成される。生成された起動電圧Ｓ１５は、演算制御部２０内の入力ポート２３へ送られ、スリープ状態になっているＣＰＵ２１がウェイクアップする。ＣＰＵ２１は、消費電力を減らすために常時スリープ状態になっており、起動電圧Ｓ１５の入力によりウェイクアップする。
【００８７】
図１１は、図５中の演算制御部２０のウェイクアップ後の処理を示すフローチャートである。
【００８８】
演算制御部２０内のＣＰＵ２１が、スリープ状態からウェイクアップすると、演算制御部２０において、以下のようなステップＳＴ１〜ＳＴ１０の処理が行われる。
【００８９】
ステップＳＴ１において、変形処理波形Ｓ１４が、演算制御部２０内の入力ポート２３に入力される。ステップＳＴ２において、入力ポート２３は、ＣＰＵ２１の制御により、入力された変形処理波形Ｓ１４をデジタル信号に変換し、ＣＰＵ２１へ送る。ステップＳＴ３において、ＣＰＵ２１は、メモリ２２に記憶された図１０の相関値を参照し、デジタル信号に変換された変形処理波形Ｓ１４の電圧値から雷サージ電流の電流値を算定して雷サージ電流算定結果を求め、この雷サージ電流算定結果が一定値（例えば、１００Ａ）以上か否かを判定し、一定値よりも小さい場合には（ＮＯ）、ステップＳＴ１０へ進んで、スリープ状態になり、処理を終了する。
【００９０】
ステップＳＴ３において、一定値以上の場合には（ＹＥＳ）、ステップＳＴ４へ進む。ステップＳＴ４において、ＣＰＵ２１は、計数値（カウント数）を＋１増分（インクリメント）し、メモリ２２に記憶してステップＳＴ６へ進む。ステップＳＴ６において、ＣＰＵ２１は、求めたサージ電流算定結果がこれまでで最大電流か否かを判定し、この判定結果が最大電流でない場合には（ＮＯ）、ステップＳＴ９へ進み、判定結果が最大電流の場合には（ＹＥＳ）、ステップＳＴ７へ進む。
【００９１】
ステップＳＴ７において、ＣＰＵ２１は、最大電流値のセットを行い、ステップＳＴ８へ進み、メモリ２２に記憶し、ステップＳＴ９へ進む。ステップＳＴ９において、ＣＰＵ２１は、メモリ２２に記憶されたサージ電流算定結果に基づき、出力ポート２５を介して、雷サージ電流の発生回数（カウント数）等を表示部４０に短時間表示させた後、ステップＳＴ１０へ進み、スリープ状態になって処理を終了する。
【００９２】
図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃは、図５中の各部の信号波形を示す図である。
図１２Ａは、図４中の連結バー５に雷サージ電流が流れたときの検出電圧Ｓ１３の例を示す波形図である。図１２Ａの横軸は時間Ｔ（１０μＳ／１目盛）、縦軸は電圧Ｖ（１Ｖ／１目盛）である。
【００９３】
この検出電圧Ｓ１３の波形は、例えば、８／２０μＳ波形である。連結バー５にインパルス性の雷サージ電流が流れると、検出電圧Ｓ１３が急激に立ち上がり、時間８μＳ後に最高電圧値５Ｖに達し、その後、降下して行く。検出電圧Ｓ１３は、立ち上がりから２０μＳ後に、最高電圧値５Ｖの５０％（＝２．５Ｖ）まで減少する。
【００９４】
図１２Ｂは、図５中の起動電圧Ｓ１５の例を示す波形図である。図１２Ｂの横軸は時間Ｔ（１０μＳ／１目盛）、縦軸は電圧Ｖ（５００ｍＶ／１目盛）である。
【００９５】
この起動電圧Ｓ１５の波形は、電圧制限回路１５により、最高電圧値Ｖｍａｘが２．０Ｖ以下に制限されている。連結バー５に雷サージ電流が流れると、電圧制限回路１５から出力される起動電圧Ｓ１５が、最高電圧値Ｖｍａｘ（例えば、２．０Ｖ以下）まで立ち上がり、スリープ状態のＣＰＵ２１がウェイクアップする。
【００９６】
図１２Ｃは、図５中の変形処理波形Ｓ１４の電圧値を示す波形図である。図１２Ｃの横軸は時間Ｔ（１０μＳ／１目盛）、縦軸は電圧Ｖ（２００ｍＶ／１目盛）である。
【００９７】
変形処理波形Ｓ１４は、検出電圧Ｓ１３の立ち上がりに伴い立ち上がり、時間１０μＳまでの間に最高電圧値８００ｍＶに達する。その後、立ち下がって時間２０μＳ〜３０μＳ頃には最低電圧値３００ｍＶ以下に低下する。再び上昇して時間４７μＳ頃には電圧値が７００ｍＶ程度になる。再び低下して時間５５μＳ頃には電圧値が６００ｍＶになる。その後、変形処理波形Ｓ１４は、その電圧値６００ｍＶを維持する安定領域に入る。そのため、ＣＰＵ２１は、変形処理波形Ｓ１４が時間１００μＳ後の安定領域になった時を読み取りポイントＰとして、その変形処理波形Ｓ１４の電圧値６００ｍＶを入力ポート２３でデジタル信号に変換させて読み取り、メモリ２２に記憶された図１０の相関値（起動電圧２．０Ｖ、変形処理波形Ｓ１４の電圧値６５０ｍＶ、雷サージ電流４００Ａ）を参照し、比例式を用いて、変形処理波形Ｓ１４の電圧値が６００ｍＶの時の雷サージ電流の電流値（＝６００ｍＶ×４００Ａ／６５０ｍＶ≒３６９．２３）を算定して雷サージ電流算定結果を求める。
【００９８】
このように、演算制御部２０内のＣＰＵ２１は、消費電力を少なくするために、通常、スリープ状態にしておく。一方、インパルス性の雷サージ電流波形の発生時間は、極めて短い。そこで、雷サージ電流波形に対する検出電圧Ｓ１３波形の波尾を、波形処理部１０にて引き延ばして変形処理波形Ｓ１４を生成する。これにより、ＣＰＵ２１は、ウェイクアップした後にゆっくり変形処理波形Ｓ１４を読み取ったとしても、雷サージ電流の大きさを的確に算定できる。
【００９９】
表示部４０は、ＣＰＵ２１の制御により、メモリ２２に記憶された必要且つ最低限の雷サージ情報等を短時間で表示する。短時間で表示する理由は、低消費電力化を図るためである。表示部４０は、例えば、雷サージ電流の動作履歴として、雷サージ電流の発生回数を数字で表示したり、あるいは、雷サージ電流算定結果、サージ防護デバイス５０の交換目安、及び、雷サージ検出器１内に電池３５が設けられている場合には電池交換目安等を、ＬＥＤの点滅により表示する。
【０１００】
雷サージ情報等を確認する場合は、図５中の確認ボタン２６を押す。確認ボタン２６が押されると、ＣＰＵ２１は、メモリ２２に記憶された雷サージ情報等を表示部４０に表示させる。これにより、任意の時間に雷サージ情報等を外部から確認できる。
【０１０１】
又、メモリ２２に記憶された雷サージ情報等は、図示しないモニタユニットからの要求に応じて、ＣＰＵ２１により読み出され、Ｉ／Ｏポート２４、コネクタ２８、及び通信線２９を介して前記モニタユニットへ送信される。
【０１０２】
（実施例１の効果）
本実施例１の雷サージ検出器１及びサージ防護デバイス５０によれば、次の（ａ）〜（ｅ）のような効果がある。
【０１０３】
（ａ） 雷サージ検出器１において、対接地間の雷サージ電流を検出するために、断面が略Ｕ字状の検出コイル７を、絶縁部材を介して連結バー５に挟持する構造になっているので、その雷サージ電流検出箇所を小型化できる。特に、検出コイル７は、図３Ｂ又は図３Ｆに示すような結線構成になっているので、外部磁界の影響を受けることなく、雷サージ電流を精度良く検出することができる。しかも、雷サージ検出器１を構成する部品点数が少ないので、構造が簡単であり、雷サージ検出器１の全体の形状の小型化が容易である。
【０１０４】
（ｂ） 雷サージ検出器１において、連結バー５の近傍に配置した検出コイル７により、その連結バー５に流れる雷サージ電流を検出し、波形処理部１０により、その検出電圧Ｓ１３の電圧波形を時間軸に対して引き延ばし、その後、演算制御部２０内のＣＰＵ２１により、雷サージ電流の電流値を算定しているので、インパルス性の小さな雷サージ電流も精度良く検出できる。
【０１０５】
（ｃ） 雷サージ検出器１の第１端子部３を、サージ防護デバイス５０の接地側端子部６７へ挿入し、螺子６７ｂで固定することにより、その雷サージ検出器１をサージ防護デバイス５０に一体的に結合できるので、雷サージ検出器１付きサージ防護デバイス５０を小型に形成することができる。しかも、第１端子部３及び接地側端子部６７の結合箇所を２点接触形状にしたので、雷サージ検出器１をサージ防護デバイス５０に対して一体的に強固に結合することができる。
【０１０６】
（ｄ） 雷サージ検出器１付きサージ防護デバイス５０によれば、このサージ防護デバイス５０に流れた雷サージ電流等の簡易情報（例えば、雷サージ電流の検出回数や大きさ、サージ防護デバイス５０の交換目安、電池３５が雷サージ検出器１に内蔵されている場合にはその電池交換目安等）が表示部４０に表示されるので、その簡易情報を目視で確認できる。
【０１０７】
（ｅ） 雷サージ検出器１付きサージ防護デバイス５０において、雷サージ電流等の前記簡易情報を、雷サージ検出器１内のコネクタ２８を介して通信線２９へ送信可能な構成になっているので、この雷サージ検出器１付きサージ防護デバイス５０の動作及び劣化状態を、外部のモニタユニット等で管理することが可能になる。このサージ防護デバイスの管理システムの構成については、後記の実施例２で説明する。
【実施例２】
【０１０８】
（実施例２のサージ防護デバイスの管理システムの構成）
図１３は、本発明の実施例２におけるローカル型サージ防護デバイスの管理システムの概略を示す構成図である。
【０１０９】
ローカル型サージ防護デバイスの管理システムは、雷サージ監視箇所に設置され、３線で構成される電源線のそれぞれの線路８１−１，８１−２，８１−３に接続された被保護機器８２を、雷サージ電流ｉから保護するシステムである。この管理システムでは、図１に示す雷サージ検出器１の複数個（例えば、３個１−１，１−２，１−３）と、図６に示すサージ防護デバイス５０の複数個（例えば、３個５０−１，５０−２，５０−３）と、１個のモニタユニット９０と、が間隔を開けずに密接するように併設されて構成されている。
【０１１０】
３個の雷サージ検出器１−１〜１−３は、３個のサージ防護デバイス５０−１〜５０−３にそれぞれ外付けされている。３個のサージ防護デバイス５０−１〜５０−３と１個のモニタユニット９０とは、隣接してＤＩＮレール８０に取り付けられている。３個のサージ防護デバイス５０−１〜５０−３は、線路側電線８３−１，８３−２，８３−３を介して線路８１−１〜８１−３にそれぞれ接続されている。３個の雷サージ検出器１−１〜１−３にそれぞれ接続された接地線８４−１，８４−２，８４−３は、束ねられて１本の集合接地線８５に接続され、その集合接地線８５がモニタユニット９０に接続されている。
【０１１１】
モニタユニット９０は、略箱形のケース９１を有している。ケース９１の側面には、第１端子部９２及び第２端子部９３が設けられ、更に、そのケース９１の上面に、表示部９８が設けられている。第１端子部９２には、集合接地線８５が接続され、更に、第２端子部９３が、接地線８６を介してグランドＧＮＤに接続されている。表示部９８は、各雷サージ検出器１−１〜１−３に流れた雷サージ電流等の情報（例えば、各サージ防護デバイス５０−１〜５０−３の動作回数、動作時間等）を表示するものであり、液晶表示器及びＬＥＤ等で構成されている。
【０１１２】
図１４は、図１３中のモニタユニット９０を示す透視図である。
第１端子部９２は、図８中のサージ防護デバイス５０の線路側端子部６６又は接地側端子部６７と同様に、断面が略Ｕ字形の支持枠９２ａと、螺子９２ｂと、断面が略方形の固定枠９２ｃとにより構成されている。支持枠９２ａは、対向する第１片及び第２片と、この第１片及び第２片間を連結する底片とにより構成され、その底片が、垂直方向に配置され、その第１片及び第２片が、水平方向に配置されて、ケース９１の側面内に固定されている。支持枠９２ａの第１片には、螺子９２ｂが垂直方向に貫通している。固定枠９２ｃは、螺子９２ｂの下端に、上下動可能に取り付けられている。図示しない電線挿入用開口部から挿入された集合接地線８５の端末部は、固定枠９２ｃ内に挿入され、螺子９２ｂを締め付けることにより、その固定枠９２ｃが上下に移動して、その集合接地線８５の端末部が、第１端子部９２に固定されるようになっている。
【０１１３】
第２端子部９３は、第１端子部９２と同様に、断面が略Ｕ字形の支持枠９３ａと、螺子９３ｂと、断面が略方形の固定枠９３ｃとにより構成されている。図示しない電線挿入用開口部から挿入された接地線８６の端末部は、固定枠９３ｃ内に挿入され、螺子９３を締め付けることにより、その固定枠９３ｃが上下に移動して、その接地線８６の端末部が、第２端子部９３に固定されるようになっている。
【０１１４】
第１端子部９２及び第２端子部９３は、導通用連結バー９４により連結されている。連結バー９４の外周には、所定間隔隔ててリング状の計器用変流器（Current Transformer、以下「ＣＴ」という。）９５が装着されている。ＣＴ９５は、連結バー９４を流れる雷サージ電流を検出するものであり、この出力側に、図示しない制御部等が接続されている。
【０１１５】
図１５は、図１４のモニタユニット９０の概略の回路構成を示すブロック図である。
ＣＴ９５の出力側には、制御部９６が接続されている。制御部９６は、モニタユニット９０全体をプログラム制御するものであり、ＣＰＵ、メモリ、及びＩ／Ｏポート等により構成されている。制御部９６には、表示部９８内あるいは表示部９８の近傍に配置された表示ボタン等の入力部９７と、表示部９８と、コネクタ９９等とが接続されている。コネクタ９９には、２線で構成される通信線２９と、２線で構成される電源線３０とが接続されている。制御部９６は、電源線３０より電源電力を受電すると共に、通信線２９を介して外部の雷サージ検出器１−１〜１−３等と通信を行う機能を有している。
【０１１６】
（実施例２のサージ防護デバイスの管理システムの動作）
図１３のサージ防護デバイスの管理システムにおいて、図１４及び図１５のモニタユニット９０は、次の（ａ）、（ｂ）のような動作を行う。
【０１１７】
（ａ） 図１３中の矢印で示すように、集合接地線８５に雷サージ電流ｉが流れた場合、この雷サージ電流ｉをＣＴ９５で検出し、制御部９６により電流値の算定を行って内部のメモリにその電流値を保存し、時刻設定（タイムスタンプ）も行う。
【０１１８】
更に、制御部９６は、コネクタ９９に接続された通信線２９を経由して、各サージ防護デバイス５０（＝５０−１〜５０−３）にそれぞれ取り付けられた各雷サージ検出器１（＝１−１〜１−３）に対して、雷サージ電流の有無の照会を行う。その後、制御部９６は、各雷サージ検出器１からの回答内容（例えば、雷サージ電流の有無や電流値等）を内部のメモリに保存する。
【０１１９】
（ｂ） 入力部９７の表示ボタンを押す等して、制御部９６から表示部９８に対して表示命令が出力された場合、制御部９６は、内部のメモリに保存された各雷サージ検出器１の諸情報（例えば、動作履歴である日時、電流値等）を表示部９８に表示させる。
【０１２０】
（実施例２の効果）
本実施例２によれば、次の（１）〜（３）のような効果がある。
【０１２１】
（１） 複数個の雷サージ検出器付きサージ防護デバイス５０−１〜５０−３と、これに隣接した１個のモニタユニット９０と、を間隔を開けずに密接するように併設して、サージ防護デバイスの管理システムを構成したので、サージ防護デバイスの管理システムを小型に形成することができる。又、モニタユニット９０に設けたＣＴ９５により、集合接地線８５に流れた雷サージ電流についての詳細情報も把握することができる。
【０１２２】
（２） 管理システムの小型化を図るために、複数個の雷サージ検出器１−１〜１−３は、間隔を開けずに密接するように併設され、各雷サージ検出器１中の検出コイル７が、図３Ｂ又は図３Ｆに示すような結線構成になっている。そのため、図３Ｃ又は図３Ｇに示すように、例えば、雷サージ検出器１−１において、隣接する雷サージ検出器１−２中の連結バー５Ａに雷サージ電流が流れた際に、当該雷サージ検出器１−１中の連結バー５に雷サージ電流が流れたと誤認することが無くなる。従って、各雷サージ検出器１は、隣接する連結バー５Ａからの外部磁界Ｈ０の影響を受けることなく、雷サージ電流を精度良く検出することができる。
【０１２３】
（３） 各雷サージ検出器付きサージ防護デバイス５０−１〜５０−３の詳細情報（例えば、雷サージの回数、雷サージ電流の大きさ、雷サージが生じた時刻、交換目安等）を、モニタユニット９０でローカル的に確認及び管理することができる。
【実施例３】
【０１２４】
（実施例３のサージ防護デバイスの管理システムの構成）
図１６は、本発明の実施例３におけるリモート型サージ防護デバイスの管理システムの概略を示す構成図である。
【０１２５】
このリモート型サージ防護デバイスの管理システムでは、図１３に示す複数個の雷サージ検出器付きサージ防護デバイス５０−１〜５０−３及び１個のモニタユニット９０からなる管理ブロック１００の複数台（１００−１，１００−２，・・・）が、複数の雷サージ監視箇所にそれぞれ設置されている。複数台の管理ブロック１００（＝１００−１，１００−２，・・・）は、ネットワーク１１０を介して、遠隔の監視装置１２０に接続されている。
【０１２６】
監視装置１２０は、各管理ブロック１００−１，１００−２，・・・の動作状態や動作履歴等を遠隔にて監視する装置であり、ＣＰＵ等で構成された制御部１２１と、この制御部１２１によりそれぞれ制御される入力部１２２及び表示部１２３等を備え、パーソナルコンピュータ等で構成されている。入力部１２２は、キーボートやマウス等の入力機器により構成されている。更に、表示部１２３は、制御部１２１により制御され、データ等を表示する装置である。
【０１２７】
（実施例３のサージ防護デバイスの管理システムの動作）
各管理ブロック１００−１，１００−２，・・・内のモニタユニット９０から出力された雷サージ検出器１−１〜１−３の動作状態や動作履歴等は、ネットワーク１１０を経由して、監視装置１２０へ送られる。監視装置１２０では、各管理ブロック１００−１，１００−２，・・・の動作状態や動作履歴等を監視する。
【０１２８】
（実施例３の効果）
本実施例３によれば、各管理ブロック１００−１，１００−２，・・・の詳細情報（例えば、雷サージの回数、雷サージ電流の大きさ、雷サージが生じた時刻、交換目安等）を、遠隔の監視装置１２０にて確認及び管理することができる。
【０１２９】
（実施例の変形例）
本発明は、上記実施例１〜３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）〜（Ｄ）のようなものがある。
【０１３０】
（Ａ） 図１及び図２の雷サージ検出器１において、第１端子部３に代えて、第２端子部４と同様の端子形状にしたり、あるいは、圧着端子等の汎用的な端子形状に変更した汎用型の雷サージ検出器を、ケーブルにより、既設又は既存の種々のサージ防護デバイスと接続する構成に変更しても良い。これにより、汎用型の雷サージ検出器を既設又は既存のサージ防護デバイスに後付けすることが可能になり、雷サージ検出器付きサージ防護デバイスを容易に形成できる。
【０１３１】
（Ｂ） 図１３のサージ防護デバイスの管理システムにおける構成に代えて、前記（Ａ）における複数個の汎用型の雷サージ検出器と図１３中のモニタユニット９０とを、ＤＩＮレール８０等によって隣接して配置し、これらをケーブルにより、既設又は既存の複数個のサージ防護デバイスと接続する構成に変更することも可能である。これにより、汎用型の雷サージ検出器及びモニタユニット９０を、既設又は既存のサージ防護デバイスに後付けすることが可能になり、サージ防護デバイスの管理システムを容易に形成できる。
【０１３２】
（Ｃ） 図６のサージ防護デバイス５０は、ジャック盤５１とプラグ５２とを分離した構造になっているが、そのジャック盤５１とプラグ５２とを一体化した構造に変形しても良い。
【０１３３】
（Ｄ） 図５の雷サージ検出器１の回路構成、図９Ａ〜図９Ｃの避雷回路７０−１〜７０−３の回路構成、あるいは、図１５のモニタユニット９０の回路構成は、図示以外の他の回路構成に変更しても良い。
【符号の説明】
【０１３４】
１，１−１〜１−３ 雷サージ検出器
３ 第１端子部
４ 第２端子部
５ 導通用連結バー
７ 検出コイル
１０ 波形処理部
２０ 演算制御部
４０ 表示部
５０，５０−１〜５０−３ サージ防護デバイス
６６ 線路側端子部
６７ 接地側端子部
７０，７０−１〜７０−３ 避雷回路
９０ モニタユニット
１００，１００−１，１００−２ 管理ブロック
１２０ 監視装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源線又は通信線の線路から接地線へ流れる雷サージ電流を検出してその雷サージ情報を表示する雷サージ検出器（Lightning surge detector）と、その雷サージ検出器が接続され、その雷サージ電流から電源機器等の被保護機器を保護するためのサージ防護デバイス（Surge Protective Device）と、その雷サージ検出器付きサージ防護デバイスを管理するサージ防護デバイスの管理システム（management system for Surge Protective Device）とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のサージ防護デバイスは、例えば、下記の特許文献１、２に記載されているように、避雷回路や、その避雷回路の劣化状態を表示する表示部等を有している。電源線等の線路からサージ防護デバイスへ、雷サージ電流が侵入すると、避雷回路によってその雷サージ電流が接地線側へ放電され、線路に接続された電源機器等の被保護機器が保護される。
【０００３】
避雷回路は、例えば、避雷管であるアレスタや、非直線性抵抗素子であるバリスタ（varistor）等の避雷素子により構成されている。避雷素子は、雷サージ電流による動作回数の増加等に伴って特性が劣化すると、発熱して焼損することがある。そのため、サージ防護デバイス内には、避雷素子の劣化状態を表示するための表示部が設けられている。
【０００４】
特許文献１のサージ防護デバイスでは、表示部がサーモラベルにより構成されている。サーモラベルは、避雷素子に貼り付けられている。避雷素子の動作に伴う発熱により、サーモラベルの色が変化するので、その色の変化を目視で確認できる構成になっている。
【０００５】
特許文献２のサージ防護デバイスでは、表示部が着色部材で構成され、更に、避雷素子が劣化した場合、その避雷素子を避雷回路から切り離すための切り離し部が設けられている。切り離し部が動作した場合、摺動（slide）又は揺動（to swing）機構により、着色部材が回転してその着色部材の色が変化するので、その色の変化を表示窓から目視で確認できる構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１５０６５７号公報
【特許文献２】特開２００６−０５９８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１、２に記載された従来のサージ防護デバイスでは、次の（１）〜（３）のような課題があった。
【０００８】
（１） 特許文献１のサージ防護デバイスの課題
表示部を構成するサーモラベルは、発熱度の関係から、小さなサージ電流には反応しない。サーモラベルの色は、反応後は元に戻らないため、交換が必要である。雷サージ電流の侵入回数を把握できない。更に、複数のサージ防護デバイスの動作及び劣化状態を一括して監視することができない。
【０００９】
（２） 特許文献２のサージ防護デバイスの課題
表示部を構成する部品点数が多いので、構造が複雑である。多数の表示構成部品をサージ防護デバイス内に収容するため、サージ防護デバイスの小型化が困難である。サージ防護デバイスの小型化を図ろうとすると、表示部の表示個所が小さくなり、外部からの目視が困難になる。更に、複数のサージ防護デバイスの動作及び劣化状態を一括して監視することができない。
【００１０】
（３） 避雷素子の劣化状態を表示するための表示部は、サージ防護デバイスに内蔵されているため、表示部が故障していなくても、サージ防護デバイス内の避雷回路が劣化した場合には、そのサージ防護デバイスを廃棄して新しいサージ防護デバイスと交換しなければならないので、無駄が生じる。又、表示部が設けられていない既存又は既設のサージ防護デバイスに表示部を単体で付加することができないので、不利不便である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の内の第１の発明の雷サージ検出器は、サージ防護デバイスの接地側端子部に接続される第１端子部と、接地線が接続される第２端子部と、前記第１端子部と前記第２端子部とを連結する導通用の連結バーと、前記連結バーの近傍に配置され、前記連結バーを流れる雷サージ電流によって誘起される誘導電流を出力する検出コイルと、前記誘導電流を電圧に変換して検出電圧を生成し、前記検出電圧の電圧波形を時間軸に対して引き延ばし処理を行って変形処理波形を出力する波形処理部と、前記変形処理波形を入力し、前記変形処理波形の電圧値から前記雷サージ電流の電流値を算定して雷サージ電流算定結果を求める演算制御部と、前記演算制御部により制御され、外部から視認可能な状態で、前記雷サージ電流算定結果を表示する表示部と、がケースに収容されてユニット化されていることを特徴とする。
【００１２】
第２の発明のサージ防護デバイスは、前記第１の発明の雷サージ検出器が着脱自在に外付けされるサージ防護デバイスであって、電源線又は通信線が接続される線路側端子部と、前記雷サージ検出器の前記第１端子部が着脱自在に取り付けられる接地側端子部と、前記線路側端子部と前記接地側端子部との間に接続され、前記線路側端子部から侵入する前記雷サージ電流を前記接地側端子部へ放電する避雷回路と、を有することを特徴とする。
【００１３】
第３の発明におけるサージ防護デバイスの管理システムは、前記第１の発明の雷サージ検出器が着脱自在に外付けされた前記第２の発明のサージ防護デバイスと、前記サージ防護デバイスに隣接して配設され、前記サージ防護デバイスに外付けされた前記雷サージ検出器の動作状態及び動作履歴を管理するモニタユニットと、を備えている。
【００１４】
前記モニタユニットは、前記雷サージ検出器の前記第２端子部から出力される前記雷サージ電流を検出する変流器と、前記雷サージ検出器の前記動作状態及び前記動作履歴を通信により取得し、取得した前記動作状態及び前記動作履歴を通信により外部へ出力する通信部と、取得した前記動作状態及び前記動作履歴を記憶する記憶部と、取得した前記動作状態及び前記動作履歴を表示する表示部と、がケースに収容されてユニット化されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明の雷サージ検出器及び第２の発明のサージ防護デバイスによれば、次の（ａ）〜（ｄ）のような効果がある。
【００１６】
（ａ） 雷サージ検出器において、連結バーの近傍に検出コイルが配置されているので、雷サージ電流検出箇所を小型化できる。しかも、雷サージ検出器を構成する部品点数が少ないので、構造が簡単であり、雷サージ検出器の全体の形状の小型化が容易である。
【００１７】
（ｂ） 雷サージ検出器において、検出コイルにより、連結バーに流れる雷サージ電流を検出し、波形処理部により、その検出電圧の電圧波形を時間軸に対して引き延ばし、その後、演算制御部により、雷サージ電流の電流値を算定しているので、インパルス性の小さな雷サージ電流も精度良く検出できる。
【００１８】
（ｃ） 雷サージ検出器の第１端子部を、サージ防護デバイスの接地側端子部に接続して、その雷サージ検出器をサージ防護デバイスに結合できるので、雷サージ検出器付きサージ防護デバイスを小型に形成することができる。
【００１９】
（ｄ） 雷サージ検出器付きサージ防護デバイスによれば、サージ防護デバイスに流れた雷サージ電流等の簡易情報が雷サージ検出器の表示部に表示されるので、その簡易情報を目視で確認できる。
【００２０】
第３の発明のサージ防護デバイスの管理システムによれば、雷サージ検出器付きサージ防護デバイスと、この近傍に配置されたモニタユニットとにより、サージ防護デバイスの管理システムを構成したので、サージ防護デバイスの管理システムを小型に形成することができる。しかも、雷サージ検出器付きサージ防護デバイスの詳細情報を、モニタユニットで確認及び管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は本発明の実施例１における雷サージ検出器の構造例を示す概略の斜視図である。
【図２】図２は図１の内部構造を示す概略の透視斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは図２中の検出コイル７を示す拡大斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは図３Ａの検出コイル７における結線状態を示す概略の回路図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは図３Ａの検出コイル７における結線状態を示す概略の回路図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは図３Ａの検出コイル７における結線状態を示す概略の回路図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは図３Ａの検出コイル７における結線状態を示す概略の回路図である。
【図３Ｆ】図３Ｆは図３Ａの検出コイル７における結線状態を示す概略の回路図である。
【図３Ｇ】図３Ｇは図３Ａの検出コイル７における結線状態を示す概略の回路図である。
【図３Ｈ】図３Ｈは図３Ａの検出コイル７における結線状態を示す概略の回路図である。
【図３Ｉ】図３Ｉは図３Ａの検出コイル７における結線状態を示す概略の回路図である。
【図４】図４は図１、図２、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｆの雷サージ検出器１における電気回路を示す概略の構成図である。
【図５】図５は図４の回路構成例を示す概略の回路図である。
【図６】図６は本発明の実施例１におけるサージ防護デバイスの構造例を示す概略の斜視図である。
【図７】図７は図１の雷サージ検出器１が外付けされたサージ防護デバイス５０の構造を示す概略の斜視図である。
【図８】図８は図７の内部構造を示す概略の透視斜視図である。
【図９Ａ】図９Ａは図８中の避雷回路７０の構成例を示す回路図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは図８中の避雷回路７０の構成例を示す回路図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは図８中の避雷回路７０の構成例を示す回路図である。
【図１０】図１０は図４における連結バー５に流れる雷サージ電流と波形処理部１０から出力される変形処理波形Ｓ１４の電圧値との相関値を示す図である。
【図１１】図１１は図５中の演算制御部２０のウェイクアップ後の処理を示すフローチャートである。
【図１２Ａ】図１２Ａは図５中の検出電圧Ｓ１３を示す波形図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは図５中の起動電圧Ｓ１５を示す波形図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは図５中の変形処理波形Ｓ１４の電圧値を示す波形図である。
【図１３】図１３は本発明の実施例２におけるローカル型サージ防護デバイスの管理システムの概略を示す構成図である。
【図１４】図１４は図１３中のモニタユニット９０を示す透視図である。
【図１５】図１５は図１４のモニタユニット９０の概略の回路構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６は本発明の実施例３におけるリモート型サージ防護デバイスの管理システムの概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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】
【００２３】
（実施例１の雷サージ検出器の構成）
図１は本発明の実施例１における雷サージ検出器の構造例を示す概略の斜視図、及び、図２は図１の内部構造を示す概略の透視斜視図である。
【００２４】
この雷サージ検出器１は、略箱形のケース２を有している。ケース２の側面には、断面が略Ｕ字形の金属板からなる２点接触形状の第１端子部３が取り付けられている。第１端子部３は、対向する２つの突出片３ａ，３ｃと、この２つの突出片３ａ，３ｃ間を連結する連結片３ｂとにより構成されている。連結片３ｂはケース２内に固定され、２つの突出片３ａ，３ｃがケース２から外方向へ突出している。一方の突出片３ａの先端部には、螺子へ挿入するための挿入溝３ａ１が形成されている。
【００２５】
ケース２において、第１端子部３と対向する側面には、接地線挿入用の開口部２ａが形成されている。開口部２ａの近傍のケース２の上面には、螺子孔２ｂが形成されている。ケース２内において、開口部２ａ及び螺子孔２ｂに対向する箇所には、接地線を挿入して固定するための金属製の第２端子部４が取り付けられている。第２端子部４は、断面が略Ｕ字形の支持枠４ａと、螺子孔２ｂから垂直方向に挿入された螺子４ｂと、断面が略方形の固定枠４ｃとにより構成されている。支持枠４ａは、対向する第１片及び第２片と、この第１片及び第２片間を連結する底片とにより構成され、その底片が、垂直方向に配置され、その第１片及び第２片が、水平方向に配置されて、ケース２内に固定されている。支持枠４ａの第１片は、螺子孔２ｂの真下に位置し、その第１片を、螺子４ｂが貫通している。固定枠４ｃは、螺子４ｂの下端に、上下動可能に取り付けられている。開口部２ａから挿入された接地線の端末部は、固定枠４ｃ内に挿入され、螺子４ｂを締め付けることにより、その固定枠４ｃが上下に移動して、その接地線の端末部が、第２端子部４に固定されるようになっている。
【００２６】
第１端子部３と第２端子部４とは、略水平方向に配置された金属製の導通用連結バー５により連結されている。連結バー５の近傍には、制御手段を構成する電子回路部品等を搭載するための印刷配線板６が固定されている。印刷配線板６には、検出コイル７が接続されている。検出コイル７は、連結バー５の近傍に配置され、その連結バー５を流れる雷サージ電流を検出するために、その雷サージ電流によって誘起される誘導電流を出力するものである。
【００２７】
ケース２の上面には、確認ボタン２６及び表示部４０が設けられている。表示部４０は、連結バー５を流れる雷サージ電流の検出結果、検出回数等を外部から視認可能な状態で表示するものであり、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という。）等の複数の表示素子により構成されている。確認ボタン２６は、記憶された雷サージ電流の検出結果、検出回数等を表示部４０に表示させるためのスイッチである。
【００２８】
印刷配線板６には、図示しないコネクタを介して、２回線の通信線２９及び２回線の電源線３０が接続されている。
【００２９】
図３Ａは、図２中の検出コイル７を示す拡大斜視図である。
検出コイル７は、連結バー５を図示しない絶縁部材を介して包囲するための断面略Ｕ字形のコア（core）７ａと、その連結バー５に対して対称となるようにコア７ａに巻装された一対の第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃとにより構成されている。
【００３０】
断面略Ｕ字形のコア７ａは、底辺の基部７ａ１と、両側辺の第１脚部７ａ２及び第２脚部７ａ３と、により構成されている。第１脚部７ａ２及び第２脚部７ａ３には、一対の第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃがそれぞれ巻装されている。一対の第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃは、連結バー５に対して対称となるようにコア７ａに巻装されている。
【００３１】
図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄ、図３Ｅ、図３Ｆ、図３Ｇ、図３Ｈ及び図３Ｉは、図３Ａの検出コイル７における結線状態を示す概略の回路図である。
【００３２】
図３Ｂ〜図３Ｉに示すように、検出コイル７は、この検出コイル７の第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃの巻装方向、並びに、検出コイル７の第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃの結線状態の組み合わせにより、様々なバリエーションが考えられる。しかしながら、課題を解決するためには、検出コイル７は図３Ｂ及び図３Ｃや、図３Ｆ及び図３Ｇのように構成すべきであり、図３Ｄ及び図３Ｅや、図３Ｈ及び図３Ｉのように構成すべきではない。この点について詳述すると次の通りである。
【００３３】
図３Ｂに示すように、検出コイル７は、コア７ａと第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃとにより構成され、連結バー５を包囲するように配置されている。コア７ａの第１脚部７ａ２及び第２脚部７ａ３のうち、第１脚部７ａ２には第１巻線７ｂが巻装され、第２脚部７ａ３には第２巻線７ｃが巻装されている。この検出コイル７において、外部磁界の印加時には、誘導電流が流れず、連結バー５に雷サージ電流が流れた時には、誘導電流が出力されるように、第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃが所定の方向に巻装され且つ所定の結線状態にて直列に接続されている。即ち、第１巻線７ｂの一端部７ｂ１及び他端部７ｂ２と、第２巻線７ｃの一端部７ｃ１及び他端部７ｃ２とにおいて、第１巻線７ｂの一端部７ｂ１と第２巻線７ｃの一端部７ｃ１とが開放されている。第１巻線７ｂの他端部７ｂ２は、第２巻線７ｃの他端部７ｃ２に接続されている。
【００３４】
検出コイル７は、コア７ａによって包囲された領域内に挿通するように配置された連結バー５に、雷サージ電流が流れて図３Ｂ中の破線矢印方向に磁界Ｈ０が発生すると、第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃに、破線矢印で示す逆方向の磁界Ｈ１，Ｈ２がそれぞれ誘起され、矢印で示す同一方向に誘導電流Ｉ１，Ｉ２がそれぞれ発生する。そのため、第１巻線７ｂの一端部７ｂ１と、第２巻線７ｃの一端部７ｃ１との間に、負荷Ｒが接続されていると、その負荷Ｒに合成誘導電流Ｉ３（＝Ｉ１＋Ｉ２）が流れる。
【００３５】
図３Ｃには、図３Ｂに示す連結バー５に雷サージ電流が流れず、隣接する図示しない雷サージ検出器中の連結バー５Ａに雷サージ電流が流れた場合の影響が示されている。
【００３６】
連結バー５Ａは、例えば、コア７ａによって包囲されていない領域であって、且つ、第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃに対して平行な領域に配置されている。連結バー５Ａに雷サージ電流が流れて図３Ｃ中の破線矢印方向に外部磁界Ｈ０が発生した場合を考える。そのような外部磁界Ｈ０が発生すると、第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃに、破線矢印で示す同一方向の磁界Ｈ１，Ｈ２がそれぞれ誘起され、矢印で示す逆方向に誘導電流Ｉ１，Ｉ２がそれぞれ発生する。２つの誘導電流Ｉ１，Ｉ２は、逆方向に流れて相殺されるため、負荷Ｒには誘導電流が流れない。このように、図３Ｂの検出コイル７では、図３Ｃに示すように、隣接する連結バー５Ａから外部磁界Ｈ０が印加されても、第１巻線７ｂの一端部７ｂ１と第２巻線７ｃの一端部７ｃ１との間には、誘導電流が流れない。従って、本実施例１の検出コイル７では、図３Ｂに示すような結線構成を採用している。
【００３７】
図３Ｄには、連結バー５に雷サージ電流が流れても、第１巻線７ｂの一端部７ｂ１と第２巻線７ｃの他端部７ｃ２との間には、誘導電流が流れない結線状態が示されている。
【００３８】
図３Ｄに示す検出コイル７では、第１巻線７ｂの一端部７ｂ１と第２巻線７ｃの他端部７ｃ２とが開放され、第１巻線７ｂの他端部７ｂ２と、第２巻線７ｃの一端部７ｃ１とが接続されている。連結バー５に、雷サージ電流が流れて図３Ｄ中の破線矢印方向に磁界Ｈ０が発生すると、第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃに、破線矢印で示す逆方向の磁界Ｈ１，Ｈ２がそれぞれ誘起され、矢印で示す逆方向に誘導電流Ｉ１，Ｉ２がそれぞれ発生する。逆方向に流れる誘導電流Ｉ１，Ｉ２は、相殺されるため、負荷Ｒには誘導電流が流れない。
【００３９】
図３Ｅには、図３Ｄに示す連結バー５に雷サージ電流が流れず、隣接する図示しない雷サージ検出器中の連結バー５Ａに雷サージ電流が流れた場合の影響が示されている。
【００４０】
連結バー５Ａに雷サージ電流が流れて図３Ｅ中の破線矢印方向に外部磁界Ｈ０が発生した場合を考える。そのような外部磁界Ｈ０が発生すると、第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃに、破線矢印で示す同一方向の磁界Ｈ１，Ｈ２がそれぞれ誘起され、矢印で示す同一方向に誘導電流Ｉ１，Ｉ２がそれぞれ発生する。２つの誘導電流Ｉ１，Ｉ２は、合成されるので、負荷Ｒに合成誘導電流Ｉ３（＝Ｉ１＋Ｉ２）が流れる。従って、本実施例１の検出コイル７では、図３Ｄに示すような結線構成を採用しない。
【００４１】
図３Ｆには、連結バー５に雷サージ電流が流れた場合に、第１巻線７ｂの他端部７ｂ２と第２巻線７ｃの一端部７ｃ１との間に、誘導電流が流れる結線状態が示されている。
【００４２】
図３Ｆに示す検出コイル７では、第１巻線７ｂの他端部７ｂ２と第２巻線７ｃの一端部７ｃ１とが開放され、第１巻線７ｂの一端部７ｂ１と、第２巻線７ｃの他端部７ｃ２とが接続されている。連結バー５に、雷サージ電流が流れて図３Ｆ中の破線矢印方向に磁界Ｈ０が発生すると、第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃに、破線矢印で示す逆方向の磁界Ｈ１，Ｈ２がそれぞれ誘起され、矢印で示す同一方向に誘導電流Ｉ１，Ｉ２がそれぞれ発生する。そのため、誘導電流Ｉ１，Ｉ２が合成され、この合成誘導電流Ｉ３（＝Ｉ１＋Ｉ２）が負荷Ｒに流れる。
【００４３】
図３Ｇには、図３Ｆに示す連結バー５に雷サージ電流が流れず、隣接する図示しない雷サージ検出器中の連結バー５Ａに雷サージ電流が流れた場合の影響が示されている。
【００４４】
連結バー５Ａに雷サージ電流が流れて図３Ｇ中の破線矢印方向に外部磁界Ｈ０が発生すると、第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃに、破線矢印で示す同一方向の磁界Ｈ１，Ｈ２がそれぞれ誘起され、矢印で示す逆方向の誘導電流Ｉ１，Ｉ２がそれぞれ発生する。２つの誘導電流Ｉ１，Ｉ２は、相殺されるので、負荷Ｒには誘導電流が流れない。従って、本実施例１の検出コイル７では、図３Ｆに示すような結線構成を採用している。
【００４５】
図３Ｈには、連結バー５に雷サージ電流が流れても、第１巻線７ｂの他端部７ｂ２と第２巻線７ｃの他端部７ｃ２との間には、誘導電流が流れない結線状態が示されている。
【００４６】
図３Ｈに示す検出コイル７では、第１巻線７ｂの他端部７ｂ２と第２巻線７ｃの他端部７ｃ２とが開放され、第１巻線７ｂの一端部７ｂ１と、第２巻線７ｃの一端部７ｃ１とが接続されている。連結バー５に、雷サージ電流が流れて図３Ｈ中の破線矢印方向に磁界Ｈ０が発生すると、第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃに、破線矢印で示す逆方向の磁界Ｈ１，Ｈ２がそれぞれ誘起され、矢印で示す逆方向の誘導電流Ｉ１，Ｉ２がそれぞれ発生する。逆方向に流れる誘導電流Ｉ１，Ｉ２は、相殺されるため、負荷Ｒには誘導電流が流れない。
【００４７】
図３Ｉには、図３Ｈに示す連結バー５に雷サージ電流が流れず、隣接する図示しない雷サージ検出器中の連結バー５Ａに雷サージ電流が流れた場合の影響が示されている。
【００４８】
連結バー５Ａに雷サージ電流が流れて図３Ｉ中の破線矢印方向に外部磁界Ｈ０が発生した場合、第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃに、破線矢印で示す同一方向の磁界Ｈ１，Ｈ２がそれぞれ誘起され、矢印で示す同一方向に誘導電流Ｉ１，Ｉ２がそれぞれ発生する。そのため、２つの誘導電流Ｉ１，Ｉ２は、合成されるので、負荷Ｒに合成誘導電流Ｉ３（＝Ｉ１＋Ｉ２）が流れる。従って、本実施例１の検出コイル７では、図３Ｈに示すような結線構成を採用しない。
【００４９】
図４は、図１、図２、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｆの雷サージ検出器１における電気回路を示す概略の構成図である。
【００５０】
第１端子部３及び第２端子部４間を連結する連結バー５の近傍には、検出コイル７が配置されている。検出コイル７の一端部７ｂ１又は他端部７ｂ２と、一端部７ｃ１とには、図２中の印刷配線板６上に搭載された制御手段８が接続されている。制御手段８は、雷サージ検出器１の全体の動作を制御するものであり、例えば、波形処理部１０及び演算制御部２０を有している。
【００５１】
波形処理部１０は、検出コイル７から出力される誘導電流Ｉ３を電圧に変換して検出電圧を生成し、この検出電圧の電圧波形を時間軸に対して引き延ばし処理を行って変形処理波形Ｓ１４を出力すると共に、その検出電圧から起動電圧Ｓ１５を生成して出力する回路であり、この出力側に、演算制御部２０が接続されている。演算制御部２０は、変形処理波形Ｓ１４及び起動電圧Ｓ１５を入力し、その起動電圧Ｓ１５により起動され、その変形処理波形Ｓ１４の電圧値から雷サージ電流の電流値を算定して雷サージ電流算定結果等を求める回路であり、この出力側に、表示部４０が接続されている。演算制御部２０には、確認ボタン２６及びコネクタ２８も接続されている。
【００５２】
雷サージ検出器１は、電源線３０及びコネクタ２８を介して外部から電源電力の供給をうけて駆動されるが、外部からの電源電力の供給を受けない独立電源の構成にする場合には、内部に電源電力供給用の電池３５を設けても良い。
【００５３】
図５は、図４の回路構成例を示す概略の回路図である。
波形処理部１０は、過電圧抑制回路１１、全波整流回路１２、電流／電圧変換回路（以下「Ｉ／Ｖ変換回路」という。）１３、時定数回路１４、及び電圧制限回路１５等により構成されている。
【００５４】
過電圧抑制回路１１は、検出コイル７における一端部７ｂ１又は他端部７ｂ２と一端部７ｃ１との間の最高電圧値を一定値以下（例えば、３０Ｖ以下）に抑制する回路であり、例えば、検出コイル７における一端部７ｂ１又は他端部７ｂ２と一端部７ｃ１との間において、逆方向に直列に接続された２つのツェナーダイオードにより構成されている。この過電圧抑制回路１１の出力側には、全波整流回路１２が接続されている。全波整流回路１２は、検出コイル７に誘起される誘導電流Ｉ３を直流に変換する回路であり、例えば、ブリッジ接続された４つの整流ダイオードにより構成されている。この全波整流回路１２の出力側には、Ｉ／Ｖ変換回路１３が接続されている。
【００５５】
Ｉ／Ｖ変換回路１３は、全波整流回路１２の出力電流を電圧に変換して検出電圧Ｓ１３を生成する回路であり、例えば、全波整流回路１２の２つの出力端子間に並列に接続された抵抗により構成されている。このＩ／Ｖ変換回路１３の出力側には、時定数回路１４と電圧制限回路１５とが、並列に接続されている。時定数回路１４は、Ｉ／Ｖ変換回路１３で生成された検出電圧Ｓ１３の電圧波形を時間軸に対して引き延ばし処理を行ってアナログの変形処理波形Ｓ１４を出力する回路であり、例えば、時定数の大きな抵抗１４ａ及びコンデンサ１４ｂの直列回路により構成されている。電圧制限回路１５は、検出電圧Ｓ１３を降圧する図示しない抵抗を介して、その降圧された検出電圧Ｓ１３を一定電圧値以下に制限して起動電圧Ｓ１５を生成する回路であり、ＬＥＤ、ダイオード、及び抵抗等により構成されている。これらの時定数回路１４及び電圧制限回路１５の出力側には、演算制御部２０が接続されている。
【００５６】
演算制御部２０は、起動電圧Ｓ１５により起動（ウェイクアップ）され、入力されたアナログの変形処理波形Ｓ１４をデジタル信号に変換し、このデジタル信号の電圧値から雷サージ電流の電流値を算定して雷サージ電流算定結果を求める演算機能と、制御機能等とを有し、マイクロコントローラ（例えば、Peripheral Interface Controller、以下「ＰＩＣ」という。）により構成されている。ＰＩＣは、コンピュータの周辺機器接続の制御用として使用されるものであり、演算機能や制御機能を有する中央処理装置（以下「ＣＰＵ」という。）２１と、このＣＰＵ２１によりアクセスされるリード・オンリ・メモリ（以下「ＲＯＭ」という。）、ランダム・アクセス・メモリ（以下「ＲＡＭ」という。）等のメモリ２２と、ＣＰＵ２１により制御される入力ポート２３、入出力（以下「Ｉ／Ｏ」という。）ポート２４及び出力ポート２５等と、が１チップに収められており、メモリ２２に書き込まれたプログラムにより制御されるようになっている。
【００５７】
演算制御部２０において、入力ポート２３は、電圧制限回路１５から出力される起動電圧Ｓ１５を入力して、スリープ状態になっているＣＰＵ２１をウェイクアップさせ、時定数回路１４から出力されるアナログの変形処理波形Ｓ１４を入力してデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換（以下「Ａ／Ｄ変換」という。）を行うと共に、確認ボタン２６の出力信号等を入力する機能を有している。
【００５８】
入力ポート２３に接続された確認ボタン２６は、その入力ポート２３と電源電圧ＶＣＣ側の電源端子との間に接続されたノーマルオフ型のスイッチである。確認ボタン２６における入力ポート２３側の電極は、抵抗２７を介して、グランドＧＮＤ側の接地端子に接続されている。Ｉ／Ｏポート２４には、コネクタ２８を介して２線の通信線２９及び２線の電源線３０が接続されている。このＣＰＵ２１及びＩ／Ｏポート２４は、コネクタ２８及び通信線２９を介して、外部との間で通信を行う通信機能を有すると共に、コネクタ２８及び電源線３０を介して、外部から電源電力の受電を行う機能等を有している。出力ポート２５は、ＣＰＵ２１から出力されるデジタル信号の雷サージ電流算定結果等をアナログ信号に変換して表示部４０へ与えるデジタル／アナログ変換（以下「Ｄ／Ａ変換」という。）機能を有している。表示部４０は、アナログ信号に変換された雷サージ電流算定結果等を点灯表示する機能を有している。
【００５９】
（実施例１のサージ防護デバイスの構成）
図６は、本発明の実施例１におけるサージ防護デバイスの構造例を示す概略の斜視図である。
【００６０】
サージ防護デバイス５０は、図１の雷サージ検出器１が外付けされ、電源線又は通信線の線路から被保護機器へ侵入する雷サージ電流を接地線側へ放電してその被保護機器を保護する装置である。このサージ防護デバイス５０は、ジャック盤５１とプラグ５２とで構成され、ジャック盤５１側のケース６０に対して、プラグ５２側のケース７０が挿入及び離脱可能に挿着される構造になっている。
【００６１】
ジャック盤５１側のケース６０は、略箱形の基台部６１と、この基台部６１の両側面から上方向に延設された一対の側壁部６２，６３とにより構成されている。これらの基台部６１及び側壁部６２，６３により囲まれた領域により、プラグ５２を挿入及び離脱可能に収容するためのプラグ収容部６４が形成されている。基台部６１の底面は、機器取り付け用レール（Mounting rails for devices、例えば、ＤＩＮレール）８０を挟持し、このＤＩＮレール８０に対してジャック盤５１を取り外し可能に固定する構造になっている。
【００６２】
ＤＩＮレール８０とは、ＤＩＮ規格で定められた例えば３５ｍｍ幅の機器取り付け金具である。ＤＩＮ規格では、交流１０００Ｖ以下又は直流１５００Ｖ以下で使用する開閉器、工業用端子台等の電気機器を取り付ける機器取り付け用レールについて規定されている。
【００６３】
一方の側壁部６２内には、電源線又は通信線の線路に接続された線路側電線の端末部を挿入して固定するための図示しない線路側端子部が設けられている。側壁部６２の外側面には、前記線路側電線の端末部を挿入するための図示しない電線挿入用開口部が形成されている。その側壁部６２の上面には、前記線路側端子部を構成する螺子を挿入するための螺子孔６２ｃが形成されている。
【００６４】
同様に、他方の側壁部６３内には、雷サージ検出器１の第１端子部３を挿入して固定するための図示しない接地側端子部が設けられている。側壁部６３の外側面には、雷サージ検出器１の第１端子部３を挿入するための上下２つの端子部挿入用開口部６３ａ、６３ｂが形成されている。上側の端子部挿入用開口部６３ａは、第１端子部３の突出片３ａを挿入するための開口部であり、下側の端子部挿入用開口部６３ｂは、第１端子部３の突出片３ｃを挿入するための開口部である。側壁部６３の上面には、前記接地側端子部を構成する螺子を挿入するための螺子孔６３ｃが形成されている。
【００６５】
一方の側壁部６２の外側面において、図示しない電線挿入用開口部の下方向の位置には、交換識別用端子６５が着脱自在に挿着されている。
【００６６】
プラグ５２側のケース７０は、略直方体形状をなし、この内部に、図示しない避雷回路が設けられている。
【００６７】
図７は、図１の雷サージ検出器１が外付けされたサージ防護デバイス５０の構造を示す概略の斜視図である。更に、図８は、図７の内部構造を示す概略の透視斜視図である。
【００６８】
雷サージ検出器１が外付けされたサージ防護デバイス５０は、電源線又は通信線の線路８１に接続された被保護機器８２を雷サージ電流ｉから保護する装置である。使用時において、線路８１に接続された線路側電線８３の端末部は、サージ防護デバイス５０の側壁部６２側の図示しない電線挿入用開口部に挿入されて固定され、グランドＧＮＤに接続された接地線８４の端末部が、雷サージ検出器１の接地線挿入用の開口部２ａに挿入されて固定される。
【００６９】
サージ防護デバイス５０の側壁部６２内において、図示しない電線挿入用開口部及び螺子孔６２ｃに対向する箇所には、線路側電線８３を挿入して固定するための金属製の線路側端子部６６が取り付けられている。線路側端子部６６は、断面が略Ｕ字形の支持枠６６ａと、螺子孔６２ｃから垂直方向に挿入された螺子６６ｂと、断面が略方形の固定枠６６ｃとにより構成されている。支持枠６６ａは、対向する第１片及び第２片と、この第１片及び第２片間を連結する底片とにより構成され、その底片が、垂直方向に配置され、その第１片及び第２片が、水平方向に配置されて、側壁部６２内に固定されている。支持枠６６ａの第１片は、螺子孔６２ｃの真下に位置し、その第１片を、螺子６６ｂが貫通している。固定枠６６ｃは、螺子６６ｂの下端に、上下動可能に取り付けられている。図示しない電線挿入用開口部から挿入された線路側電線８３の端末部は、固定枠６６ｃ内に挿入され、螺子６６ｂを締め付けることにより、その固定枠６６ｃが上下に移動して、その線路側電線８３の端末部が、線路側端子部６６に固定されるようになっている。
【００７０】
同様に、サージ防護デバイス５０の側壁部６３内において、端子部挿入用開口部６３ａ，６３ｂ及び螺子孔６３ｃに対向する箇所には、雷サージ検出器１の第１端子部３を挿入して固定するための金属製の接地側端子部６７が取り付けられている。接地側端子部６７は、断面が略Ｕ字形の支持枠６７ａと、螺子孔６３ｃから垂直方向に挿入された螺子６７ｂと、断面が略方形の固定枠６７ｃとにより構成されている。支持枠６７ａは、対向する第１片及び第２片と、この第１片及び第２片間を連結する底片とにより構成され、その底片が、垂直方向に配置され、その第１片及び第２片が、水平方向に配置されて、側壁部６３内に固定されている。支持枠６７ａの第１片は、螺子孔６３ｃの真下に位置し、その第１片を、螺子６７ｂが貫通している。固定枠６７ｃは、螺子６７ｂの下端に、上下動可能に取り付けられている。上下２つの端子部挿入用開口部６３ａ，６３ｂからそれぞれ挿入された雷サージ検出器１側の上下２つの突出片３ａ，３ｃの内、上側の突出片３ａは、螺子６７ｂの頭部とこの下の前記第１片との間に挿入され、下側の突出片３ｃは、固定枠６７ｃ内に挿入され、螺子６７ｂを締め付けることにより、その上下２つの突出片３ａ，３ｃが、２点接触にて接地側端子部６７に一体的に固定されるようになっている。
【００７１】
サージ防護デバイス５０において、側壁部６２内の線路側端子部６６と、側壁部６３内の接地側端子部６７とは、図８中の矢印で示すように、プラグ５２内に設けられた避雷回路７０を介して、接続されている。避雷回路７０は、線路側端子部６６から侵入する雷サージ電流を抑制するためのアレスタ、バリスタ、半導体素子等の避雷素子により構成されている。
【００７２】
図９Ａ、図９Ｂ及び図９Ｃは、図８中の避雷回路７０（＝７０−１，７０−２，７０−３）の構成例を示す回路図である。
【００７３】
図９Ａに示す避雷回路７０−１は、バリスタ７１及び切り離し機構７２を有し、このバリスタ７１及び切り離し機構７２が、線路側端子部６６と接地側端子部６７との間に直列に接続されている。接地側端子部６７には、図２及び図８に示される雷サージ検出器１における第１端子部３を介して連結バー５が接続され、その連結バー５の近傍に、検出コイル７が配置されている。
【００７４】
バリスタ７１は、雷サージ電圧が印加されると短絡状態になって雷サージ電流を導通させる素子である。バリスタ７１は、過大な雷サージ電流により劣化すると、漏れ電流が大きくなったり、あるいは、焼損することもあるので、このバリスタ７１を回路から切り離すために、切り離し機構７２が設けられている。切り離し機構７２は、バリスタ７１が規定温度以上に加熱されると溶断する半田部材等により構成されている。切り離し機構７２が動作したことを検出するために、センサ７３が設けられることもある。センサ７３の検出信号は、内部部品劣化によるサージ防護デバイス交換の識別信号として、図８中の交換識別用端子６５から外部へ出力されるようになっている。
【００７５】
例えば、線路側端子部６６と接地側端子部６７との間に、雷サージ電圧が印加された場合、バリスタ７１が短絡し、線路側端子部６６から流入した雷サージ電流が、切り離し機構７２及びバリスタ７１を経由して接地側端子部６７へ放電される。これにより、線路側端子部６６側に接続された図７の被保護機器８２が保護される。
【００７６】
図９Ｂに示す避雷回路７０−２は、並列接続された複数のバリスタ７１−１〜７１−３と、切り離し機構７２とを有し、この複数のバリスタ７１−１〜７１−３と切り離し機構７２とが、線路側端子部６６と接地側端子部６７との間に直列に接続されている。この避雷回路７０−２は、図９Ａの避雷回路７０−１と同様の機能を有しているが、並列接続された複数のバリスタ７１−１〜７１−３が設けられているので、図９Ａの避雷回路７０−１よりも耐電圧や耐電流が大きくなっている。
【００７７】
図９Ｃに示す避雷回路７０−３は、アレスタ７４及びバリスタ７１を有し、このアレスタ７４及びバリスタ７１が、線路側端子部６６と接地側端子部６７との間に直列に接続されている。
【００７８】
例えば、線路側端子部６６と接地側端子部６７との間に、雷サージ電圧が印加され、雷サージ電流が線路側端子部６６に入力されると、アレスタ７４が放電し、その雷サージ電流が、バリスタ７１を経由して接地側端子部６７へ放電され、機器側端子部６６側に接続された被保護機器８２が保護される。
【００７９】
なお、避雷回路７０−３にアレスタ７４のみを使用した場合、インパルス性の雷サージ電流でアレスタ７４が放電した後、そのインパルス電流消滅後も交流電流により放電が継続する続流現象が起こり、アレスタ７４の寿命が短縮したり、あるいは焼損に至ることもある。このような続流の遮断のために、アレスタ７４とバリスタ７１とを直列に接続している。
【００８０】
図１０は、図４における連結バー５に流れる雷サージ電流と波形処理部１０から出力される変形処理波形Ｓ１４の電圧値との相関値を示す図である。
【００８１】
この図１０では、例えば、検出コイル７における第１巻線７ｂ及び第２巻線７ｃの合計を１２０ターンとして測定したときの相関値が示されている。この相関値は、予め図５中の演算制御部２０内のメモリ２２に記憶される。
【００８２】
（実施例１の雷サージ検出器付きサージ防護デバイスの動作）
例えば、図７及び図８に示す雷サージ検出器１付きサージ防護デバイス５０において、落雷等により、線路側端子部６６と接地側端子部６７との間に、雷サージ電圧が発生した場合の動作を説明する。
【００８３】
図８に示すサージ防護デバイス５０の線路側端子部６６と接地側端子部６７との間に雷サージ電圧が発生すると、図９Ｃに示す避雷回路７０−３の線路側端子部６６と接地側端子部６７との間のアレスタ７４が放電し、雷サージ電流ｉが、その線路側端子部６６からアレスタ７４及びバリスタ７１を経由して接地側端子部６７へ放電される。これにより、機器側端子部６６側に接続された被保護機器８２が保護される。
【００８４】
接地側端子部６７へ放電された雷サージ電流ｉは、雷サージ検出器１内の第１端子部３、連結バー５、及び第２端子部４と、接地線８４と、を経由して、グランドＧＮＤへ流れる。連結バー５に雷サージ電流ｉが流れると、図５に示す雷サージ検出器１において、その連結バー５の近傍に配置された検出コイル７に誘導電流Ｉ３が誘起される。検出コイル７に誘起された誘導電流Ｉ３は、波形処理部１０内の過電圧抑制回路１１を介して、全波整流回路１２にて全波整流される。
【００８５】
全波整流された誘導電流は、Ｉ／Ｖ変換回路１３にて電圧に変換されて検出電圧Ｓ１３が生成される。生成された検出電圧Ｓ１３の電圧波形は、時定数回路１４において、時間軸に対して引き延ばされて変形処理波形Ｓ１４が生成され、演算制御部２０内の入力ポート２３へ送られる。
【００８６】
一方、検出電圧Ｓ１３は、電圧制限回路１５にて最高電圧値が一定値以下に制限され、起動電圧Ｓ１５が生成される。生成された起動電圧Ｓ１５は、演算制御部２０内の入力ポート２３へ送られ、スリープ状態になっているＣＰＵ２１がウェイクアップする。ＣＰＵ２１は、消費電力を減らすために常時スリープ状態になっており、起動電圧Ｓ１５の入力によりウェイクアップする。
【００８７】
図１１は、図５中の演算制御部２０のウェイクアップ後の処理を示すフローチャートである。
【００８８】
演算制御部２０内のＣＰＵ２１が、スリープ状態からウェイクアップすると、演算制御部２０において、以下のようなステップＳＴ１〜ＳＴ１０の処理が行われる。
【００８９】
ステップＳＴ１において、変形処理波形Ｓ１４が、演算制御部２０内の入力ポート２３に入力される。ステップＳＴ２において、入力ポート２３は、ＣＰＵ２１の制御により、入力された変形処理波形Ｓ１４をデジタル信号に変換し、ＣＰＵ２１へ送る。ステップＳＴ３において、ＣＰＵ２１は、メモリ２２に記憶された図１０の相関値を参照し、デジタル信号に変換された変形処理波形Ｓ１４の電圧値から雷サージ電流の電流値を算定して雷サージ電流算定結果を求め、この雷サージ電流算定結果が一定値（例えば、１００Ａ）以上か否かを判定し、一定値よりも小さい場合には（ＮＯ）、ステップＳＴ１０へ進んで、スリープ状態になり、処理を終了する。
【００９０】
ステップＳＴ３において、一定値以上の場合には（ＹＥＳ）、ステップＳＴ４へ進む。ステップＳＴ４において、ＣＰＵ２１は、計数値（カウント数）を＋１増分（インクリメント）し、メモリ２２に記憶してステップＳＴ６へ進む。ステップＳＴ６において、ＣＰＵ２１は、求めたサージ電流算定結果がこれまでで最大電流か否かを判定し、この判定結果が最大電流でない場合には（ＮＯ）、ステップＳＴ９へ進み、判定結果が最大電流の場合には（ＹＥＳ）、ステップＳＴ７へ進む。
【００９１】
ステップＳＴ７において、ＣＰＵ２１は、最大電流値のセットを行い、ステップＳＴ８へ進み、メモリ２２に記憶し、ステップＳＴ９へ進む。ステップＳＴ９において、ＣＰＵ２１は、メモリ２２に記憶されたサージ電流算定結果に基づき、出力ポート２５を介して、雷サージ電流の発生回数（カウント数）等を表示部４０に短時間表示させた後、ステップＳＴ１０へ進み、スリープ状態になって処理を終了する。
【００９２】
図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃは、図５中の各部の信号波形を示す図である。
図１２Ａは、図４中の連結バー５に雷サージ電流が流れたときの検出電圧Ｓ１３の例を示す波形図である。図１２Ａの横軸は時間Ｔ（１０μＳ／１目盛）、縦軸は電圧Ｖ（１Ｖ／１目盛）である。
【００９３】
この検出電圧Ｓ１３の波形は、例えば、８／２０μＳ波形である。連結バー５にインパルス性の雷サージ電流が流れると、検出電圧Ｓ１３が急激に立ち上がり、時間８μＳ後に最高電圧値５Ｖに達し、その後、降下して行く。検出電圧Ｓ１３は、立ち上がりから２０μＳ後に、最高電圧値５Ｖの５０％（＝２．５Ｖ）まで減少する。
【００９４】
図１２Ｂは、図５中の起動電圧Ｓ１５の例を示す波形図である。図１２Ｂの横軸は時間Ｔ（１０μＳ／１目盛）、縦軸は電圧Ｖ（５００ｍＶ／１目盛）である。
【００９５】
この起動電圧Ｓ１５の波形は、電圧制限回路１５により、最高電圧値Ｖｍａｘが２．０Ｖ以下に制限されている。連結バー５に雷サージ電流が流れると、電圧制限回路１５から出力される起動電圧Ｓ１５が、最高電圧値Ｖｍａｘ（例えば、２．０Ｖ以下）まで立ち上がり、スリープ状態のＣＰＵ２１がウェイクアップする。
【００９６】
図１２Ｃは、図５中の変形処理波形Ｓ１４の電圧値を示す波形図である。図１２Ｃの横軸は時間Ｔ（１０μＳ／１目盛）、縦軸は電圧Ｖ（２００ｍＶ／１目盛）である。
【００９７】
変形処理波形Ｓ１４は、検出電圧Ｓ１３の立ち上がりに伴い立ち上がり、時間１０μＳまでの間に最高電圧値８００ｍＶに達する。その後、立ち下がって時間２０μＳ〜３０μＳ頃には最低電圧値３００ｍＶ以下に低下する。再び上昇して時間４７μＳ頃には電圧値が７００ｍＶ程度になる。再び低下して時間５５μＳ頃には電圧値が６００ｍＶになる。その後、変形処理波形Ｓ１４は、その電圧値６００ｍＶを維持する安定領域に入る。そのため、ＣＰＵ２１は、変形処理波形Ｓ１４が時間１００μＳ後の安定領域になった時を読み取りポイントＰとして、その変形処理波形Ｓ１４の電圧値６００ｍＶを入力ポート２３でデジタル信号に変換させて読み取り、メモリ２２に記憶された図１０の相関値（起動電圧２．０Ｖ、変形処理波形Ｓ１４の電圧値６５０ｍＶ、雷サージ電流４００Ａ）を参照し、比例式を用いて、変形処理波形Ｓ１４の電圧値が６００ｍＶの時の雷サージ電流の電流値（＝６００ｍＶ×４００Ａ／６５０ｍＶ≒３６９．２３）を算定して雷サージ電流算定結果を求める。
【００９８】
このように、演算制御部２０内のＣＰＵ２１は、消費電力を少なくするために、通常、スリープ状態にしておく。一方、インパルス性の雷サージ電流波形の発生時間は、極めて短い。そこで、雷サージ電流波形に対する検出電圧Ｓ１３波形の波尾を、波形処理部１０にて引き延ばして変形処理波形Ｓ１４を生成する。これにより、ＣＰＵ２１は、ウェイクアップした後にゆっくり変形処理波形Ｓ１４を読み取ったとしても、雷サージ電流の大きさを的確に算定できる。
【００９９】
表示部４０は、ＣＰＵ２１の制御により、メモリ２２に記憶された必要且つ最低限の雷サージ情報等を短時間で表示する。短時間で表示する理由は、低消費電力化を図るためである。表示部４０は、例えば、雷サージ電流の動作履歴として、雷サージ電流の発生回数を数字で表示したり、あるいは、雷サージ電流算定結果、サージ防護デバイス５０の交換目安、及び、雷サージ検出器１内に電池３５が設けられている場合には電池交換目安等を、ＬＥＤの点滅により表示する。
【０１００】
雷サージ情報等を確認する場合は、図５中の確認ボタン２６を押す。確認ボタン２６が押されると、ＣＰＵ２１は、メモリ２２に記憶された雷サージ情報等を表示部４０に表示させる。これにより、任意の時間に雷サージ情報等を外部から確認できる。
【０１０１】
又、メモリ２２に記憶された雷サージ情報等は、図示しないモニタユニットからの要求に応じて、ＣＰＵ２１により読み出され、Ｉ／Ｏポート２４、コネクタ２８、及び通信線２９を介して前記モニタユニットへ送信される。
【０１０２】
（実施例１の効果）
本実施例１の雷サージ検出器１及びサージ防護デバイス５０によれば、次の（ａ）〜（ｅ）のような効果がある。
【０１０３】
（ａ） 雷サージ検出器１において、対接地間の雷サージ電流を検出するために、断面が略Ｕ字状の検出コイル７を、絶縁部材を介して連結バー５に挟持する構造になっているので、その雷サージ電流検出箇所を小型化できる。特に、検出コイル７は、図３Ｂ又は図３Ｆに示すような結線構成になっているので、外部磁界の影響を受けることなく、雷サージ電流を精度良く検出することができる。しかも、雷サージ検出器１を構成する部品点数が少ないので、構造が簡単であり、雷サージ検出器１の全体の形状の小型化が容易である。
【０１０４】
（ｂ） 雷サージ検出器１において、連結バー５の近傍に配置した検出コイル７により、その連結バー５に流れる雷サージ電流を検出し、波形処理部１０により、その検出電圧Ｓ１３の電圧波形を時間軸に対して引き延ばし、その後、演算制御部２０内のＣＰＵ２１により、雷サージ電流の電流値を算定しているので、インパルス性の小さな雷サージ電流も精度良く検出できる。
【０１０５】
（ｃ） 雷サージ検出器１の第１端子部３を、サージ防護デバイス５０の接地側端子部６７へ挿入し、螺子６７ｂで固定することにより、その雷サージ検出器１をサージ防護デバイス５０に一体的に結合できるので、雷サージ検出器１付きサージ防護デバイス５０を小型に形成することができる。しかも、第１端子部３及び接地側端子部６７の結合箇所を２点接触形状にしたので、雷サージ検出器１をサージ防護デバイス５０に対して一体的に強固に結合することができる。
【０１０６】
（ｄ） 雷サージ検出器１付きサージ防護デバイス５０によれば、このサージ防護デバイス５０に流れた雷サージ電流等の簡易情報（例えば、雷サージ電流の検出回数や大きさ、サージ防護デバイス５０の交換目安、電池３５が雷サージ検出器１に内蔵されている場合にはその電池交換目安等）が表示部４０に表示されるので、その簡易情報を目視で確認できる。
【０１０７】
（ｅ） 雷サージ検出器１付きサージ防護デバイス５０において、雷サージ電流等の前記簡易情報を、雷サージ検出器１内のコネクタ２８を介して通信線２９へ送信可能な構成になっているので、この雷サージ検出器１付きサージ防護デバイス５０の動作及び劣化状態を、外部のモニタユニット等で管理することが可能になる。このサージ防護デバイスの管理システムの構成については、後記の実施例２で説明する。
【実施例２】
【０１０８】
（実施例２のサージ防護デバイスの管理システムの構成）
図１３は、本発明の実施例２におけるローカル型サージ防護デバイスの管理システムの概略を示す構成図である。
【０１０９】
ローカル型サージ防護デバイスの管理システムは、雷サージ監視箇所に設置され、３線で構成される電源線のそれぞれの線路８１−１，８１−２，８１−３に接続された被保護機器８２を、雷サージ電流ｉから保護するシステムである。この管理システムでは、図１に示す雷サージ検出器１の複数個（例えば、３個１−１，１−２，１−３）と、図６に示すサージ防護デバイス５０の複数個（例えば、３個５０−１，５０−２，５０−３）と、１個のモニタユニット９０と、が間隔を開けずに密接するように併設されて構成されている。
【０１１０】
３個の雷サージ検出器１−１〜１−３は、３個のサージ防護デバイス５０−１〜５０−３にそれぞれ外付けされている。３個のサージ防護デバイス５０−１〜５０−３と１個のモニタユニット９０とは、隣接してＤＩＮレール８０に取り付けられている。３個のサージ防護デバイス５０−１〜５０−３は、線路側電線８３−１，８３−２，８３−３を介して線路８１−１〜８１−３にそれぞれ接続されている。３個の雷サージ検出器１−１〜１−３にそれぞれ接続された接地線８４−１，８４−２，８４−３は、束ねられて１本の集合接地線８５に接続され、その集合接地線８５がモニタユニット９０に接続されている。
【０１１１】
モニタユニット９０は、略箱形のケース９１を有している。ケース９１の側面には、第１端子部９２及び第２端子部９３が設けられ、更に、そのケース９１の上面に、表示部９８が設けられている。第１端子部９２には、集合接地線８５が接続され、更に、第２端子部９３が、接地線８６を介してグランドＧＮＤに接続されている。表示部９８は、各雷サージ検出器１−１〜１−３に流れた雷サージ電流等の情報（例えば、各サージ防護デバイス５０−１〜５０−３の動作回数、動作時間等）を表示するものであり、液晶表示器及びＬＥＤ等で構成されている。
【０１１２】
図１４は、図１３中のモニタユニット９０を示す透視図である。
第１端子部９２は、図８中のサージ防護デバイス５０の線路側端子部６６又は接地側端子部６７と同様に、断面が略Ｕ字形の支持枠９２ａと、螺子９２ｂと、断面が略方形の固定枠９２ｃとにより構成されている。支持枠９２ａは、対向する第１片及び第２片と、この第１片及び第２片間を連結する底片とにより構成され、その底片が、垂直方向に配置され、その第１片及び第２片が、水平方向に配置されて、ケース９１の側面内に固定されている。支持枠９２ａの第１片には、螺子９２ｂが垂直方向に貫通している。固定枠９２ｃは、螺子９２ｂの下端に、上下動可能に取り付けられている。図示しない電線挿入用開口部から挿入された集合接地線８５の端末部は、固定枠９２ｃ内に挿入され、螺子９２ｂを締め付けることにより、その固定枠９２ｃが上下に移動して、その集合接地線８５の端末部が、第１端子部９２に固定されるようになっている。
【０１１３】
第２端子部９３は、第１端子部９２と同様に、断面が略Ｕ字形の支持枠９３ａと、螺子９３ｂと、断面が略方形の固定枠９３ｃとにより構成されている。図示しない電線挿入用開口部から挿入された接地線８６の端末部は、固定枠９３ｃ内に挿入され、螺子９３を締め付けることにより、その固定枠９３ｃが上下に移動して、その接地線８６の端末部が、第２端子部９３に固定されるようになっている。
【０１１４】
第１端子部９２及び第２端子部９３は、導通用連結バー９４により連結されている。連結バー９４の外周には、所定間隔隔ててリング状の計器用変流器（Current Transformer、以下「ＣＴ」という。）９５が装着されている。ＣＴ９５は、連結バー９４を流れる雷サージ電流を検出するものであり、この出力側に、図示しない制御部等が接続されている。
【０１１５】
図１５は、図１４のモニタユニット９０の概略の回路構成を示すブロック図である。
ＣＴ９５の出力側には、制御部９６が接続されている。制御部９６は、モニタユニット９０全体をプログラム制御するものであり、ＣＰＵ、メモリ、及びＩ／Ｏポート等により構成されている。制御部９６には、表示部９８内あるいは表示部９８の近傍に配置された表示ボタン等の入力部９７と、表示部９８と、コネクタ９９等とが接続されている。コネクタ９９には、２線で構成される通信線２９と、２線で構成される電源線３０とが接続されている。制御部９６は、電源線３０より電源電力を受電すると共に、通信線２９を介して外部の雷サージ検出器１−１〜１−３等と通信を行う機能を有している。
【０１１６】
（実施例２のサージ防護デバイスの管理システムの動作）
図１３のサージ防護デバイスの管理システムにおいて、図１４及び図１５のモニタユニット９０は、次の（ａ）、（ｂ）のような動作を行う。
【０１１７】
（ａ） 図１３中の矢印で示すように、集合接地線８５に雷サージ電流ｉが流れた場合、この雷サージ電流ｉをＣＴ９５で検出し、制御部９６により電流値の算定を行って内部のメモリにその電流値を保存し、時刻設定（タイムスタンプ）も行う。
【０１１８】
更に、制御部９６は、コネクタ９９に接続された通信線２９を経由して、各サージ防護デバイス５０（＝５０−１〜５０−３）にそれぞれ取り付けられた各雷サージ検出器１（＝１−１〜１−３）に対して、雷サージ電流の有無の照会を行う。その後、制御部９６は、各雷サージ検出器１からの回答内容（例えば、雷サージ電流の有無や電流値等）を内部のメモリに保存する。
【０１１９】
（ｂ） 入力部９７の表示ボタンを押す等して、制御部９６から表示部９８に対して表示命令が出力された場合、制御部９６は、内部のメモリに保存された各雷サージ検出器１の諸情報（例えば、動作履歴である日時、電流値等）を表示部９８に表示させる。
【０１２０】
（実施例２の効果）
本実施例２によれば、次の（１）〜（３）のような効果がある。
【０１２１】
（１） 複数個の雷サージ検出器付きサージ防護デバイス５０−１〜５０−３と、これに隣接した１個のモニタユニット９０と、を間隔を開けずに密接するように併設して、サージ防護デバイスの管理システムを構成したので、サージ防護デバイスの管理システムを小型に形成することができる。又、モニタユニット９０に設けたＣＴ９５により、集合接地線８５に流れた雷サージ電流についての詳細情報も把握することができる。
【０１２２】
（２） 管理システムの小型化を図るために、複数個の雷サージ検出器１−１〜１−３は、間隔を開けずに密接するように併設され、各雷サージ検出器１中の検出コイル７が、図３Ｂ又は図３Ｆに示すような結線構成になっている。そのため、図３Ｃ又は図３Ｇに示すように、例えば、雷サージ検出器１−１において、隣接する雷サージ検出器１−２中の連結バー５Ａに雷サージ電流が流れた際に、当該雷サージ検出器１−１中の連結バー５に雷サージ電流が流れたと誤認することが無くなる。従って、各雷サージ検出器１は、隣接する連結バー５Ａからの外部磁界Ｈ０の影響を受けることなく、雷サージ電流を精度良く検出することができる。
【０１２３】
（３） 各雷サージ検出器付きサージ防護デバイス５０−１〜５０−３の詳細情報（例えば、雷サージの回数、雷サージ電流の大きさ、雷サージが生じた時刻、交換目安等）を、モニタユニット９０でローカル的に確認及び管理することができる。
【実施例３】
【０１２４】
（実施例３のサージ防護デバイスの管理システムの構成）
図１６は、本発明の実施例３におけるリモート型サージ防護デバイスの管理システムの概略を示す構成図である。
【０１２５】
このリモート型サージ防護デバイスの管理システムでは、図１３に示す複数個の雷サージ検出器付きサージ防護デバイス５０−１〜５０−３及び１個のモニタユニット９０からなる管理ブロック１００の複数台（１００−１，１００−２，・・・）が、複数の雷サージ監視箇所にそれぞれ設置されている。複数台の管理ブロック１００（＝１００−１，１００−２，・・・）は、ネットワーク１１０を介して、遠隔の監視装置１２０に接続されている。
【０１２６】
監視装置１２０は、各管理ブロック１００−１，１００−２，・・・の動作状態や動作履歴等を遠隔にて監視する装置であり、ＣＰＵ等で構成された制御部１２１と、この制御部１２１によりそれぞれ制御される入力部１２２及び表示部１２３等を備え、パーソナルコンピュータ等で構成されている。入力部１２２は、キーボートやマウス等の入力機器により構成されている。更に、表示部１２３は、制御部１２１により制御され、データ等を表示する装置である。
【０１２７】
（実施例３のサージ防護デバイスの管理システムの動作）
各管理ブロック１００−１，１００−２，・・・内のモニタユニット９０から出力された雷サージ検出器１−１〜１−３の動作状態や動作履歴等は、ネットワーク１１０を経由して、監視装置１２０へ送られる。監視装置１２０では、各管理ブロック１００−１，１００−２，・・・の動作状態や動作履歴等を監視する。
【０１２８】
（実施例３の効果）
本実施例３によれば、各管理ブロック１００−１，１００−２，・・・の詳細情報（例えば、雷サージの回数、雷サージ電流の大きさ、雷サージが生じた時刻、交換目安等）を、遠隔の監視装置１２０にて確認及び管理することができる。
【０１２９】
（実施例の変形例）
本発明は、上記実施例１〜３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）〜（Ｄ）のようなものがある。
【０１３０】
（Ａ） 図１及び図２の雷サージ検出器１において、第１端子部３に代えて、第２端子部４と同様の端子形状にしたり、あるいは、圧着端子等の汎用的な端子形状に変更した汎用型の雷サージ検出器を、ケーブルにより、既設又は既存の種々のサージ防護デバイスと接続する構成に変更しても良い。これにより、汎用型の雷サージ検出器を既設又は既存のサージ防護デバイスに後付けすることが可能になり、雷サージ検出器付きサージ防護デバイスを容易に形成できる。
【０１３１】
（Ｂ） 図１３のサージ防護デバイスの管理システムにおける構成に代えて、前記（Ａ）における複数個の汎用型の雷サージ検出器と図１３中のモニタユニット９０とを、ＤＩＮレール８０等によって隣接して配置し、これらをケーブルにより、既設又は既存の複数個のサージ防護デバイスと接続する構成に変更することも可能である。これにより、汎用型の雷サージ検出器及びモニタユニット９０を、既設又は既存のサージ防護デバイスに後付けすることが可能になり、サージ防護デバイスの管理システムを容易に形成できる。
【０１３２】
（Ｃ） 図６のサージ防護デバイス５０は、ジャック盤５１とプラグ５２とを分離した構造になっているが、そのジャック盤５１とプラグ５２とを一体化した構造に変形しても良い。
【０１３３】
（Ｄ） 図５の雷サージ検出器１の回路構成、図９Ａ〜図９Ｃの避雷回路７０−１〜７０−３の回路構成、あるいは、図１５のモニタユニット９０の回路構成は、図示以外の他の回路構成に変更しても良い。
【符号の説明】
【０１３４】
１，１−１〜１−３ 雷サージ検出器
３ 第１端子部
４ 第２端子部
５ 導通用連結バー
７ 検出コイル
１０ 波形処理部
２０ 演算制御部
４０ 表示部
５０，５０−１〜５０−３ サージ防護デバイス
６６ 線路側端子部
６７ 接地側端子部
７０，７０−１〜７０−３ 避雷回路
９０ モニタユニット
１００，１００−１，１００−２ 管理ブロック
１２０ 監視装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サージ防護デバイスの接地側端子部に接続される第１端子部と、
接地線が接続される第２端子部と、
前記第１端子部と前記第２端子部とを連結する導通用の連結バーと、
前記連結バーの近傍に配置され、前記連結バーを流れる雷サージ電流によって誘起される誘導電流を出力する検出コイルと、
前記誘導電流を電圧に変換して検出電圧を生成し、前記検出電圧の電圧波形を時間軸に対して引き延ばし処理を行って変形処理波形を出力する波形処理部と、
前記変形処理波形を入力し、前記変形処理波形の電圧値から前記雷サージ電流の電流値を算定して雷サージ電流算定結果を求める演算制御部と、
前記演算制御部により制御され、外部から視認可能な状態で、前記雷サージ電流算定結果を表示する表示部と、
がケースに収容されてユニット化されていることを特徴とする雷サージ検出器。
【請求項２】
前記検出コイルは、
前記連結バーを包囲するように配置されたコアと、
前記連結バーに対して対称となるように前記コアに巻装された一対の第１巻線及び第２巻線と、を備え、
外部磁界の印加時には、前記誘導電流が流れず、前記連結バーに前記雷サージ電流が流れた時には、前記誘導電流が出力されるように、前記第１巻線及び前記第２巻線が所定の方向に巻装され且つ所定の結線状態にて直列に接続されていることを特徴とする請求項１記載の雷サージ検出器。
【請求項３】
前記波形処理部は、
前記検出コイルから出力される過電圧を一定値以下に抑制する過電圧抑制回路と、
前記過電圧抑制回路を介して入力される前記誘導電流を整流して直流電流を出力する整流回路と、
前記直流電流を電圧に変換して検出電圧を生成する電流／電圧変換回路と、
前記検出電圧に対して前記引き延ばし処理を行うための時定数の大きな抵抗及びコンデンサを有する時定数回路と、
を有することを特徴とする請求項１記載の雷サージ検出器。
【請求項４】
前記演算制御部は、
前記変形処理波形を入力する入力ポートと、
前記表示部に対して前記雷サージ電流算定結果を出力する出力ポートと、
信号の入／出力を行う入／出力ポートと、
演算機能及び制御機能を有する中央処理装置と、
前記変形処理波形の電圧値から前記雷サージ電流の電流値を算定するための、前記変形処理波形の電圧値と前記雷サージ電流の電流値との相関データを含むデータを記憶するメモリと、
を有することを特徴とする請求項１記載の雷サージ検出器。
【請求項５】
請求項１記載の雷サージ検出器が着脱自在に外付けされるサージ防護デバイスであって、
電源線又は通信線が接続される線路側端子部と、
前記雷サージ検出器の前記第１端子部が着脱自在に取り付けられる接地側端子部と、
前記線路側端子部と前記接地側端子部との間に接続され、前記線路側端子部から侵入する前記雷サージ電流を前記接地側端子部へ放電する避雷回路と、
を有することを特徴とするサージ防護デバイス。
【請求項６】
前記避雷回路は、
単数又は複数のアレスタと、単数又は複数のバリスタと、アレスタ及びバリスタの組み合わせと、のいずれか１つを含むように構成されていることを特徴とする請求項５記載のサージ防護デバイス。
【請求項７】
請求項１記載の雷サージ検出器が着脱自在に外付けされた請求項５記載のサージ防護デバイスと、
前記サージ防護デバイスに隣接して配設され、前記サージ防護デバイスに外付けされた前記雷サージ検出器の動作状態及び動作履歴を管理するモニタユニットと、
を備えたサージ防護デバイスの管理システムであって、
前記モニタユニットは、
前記雷サージ検出器の前記第２端子部から出力される前記雷サージ電流を検出する変流器と、
前記雷サージ検出器の前記動作状態及び前記動作履歴を通信により取得し、取得した前記動作状態及び前記動作履歴を通信により外部へ出力する通信部と、
取得した前記動作状態及び前記動作履歴を記憶する記憶部と、
取得した前記動作状態及び前記動作履歴を表示する表示部と、
がケースに収容されてユニット化されていることを特徴とするサージ防護デバイスの管理システム。
【請求項１】
サージ防護デバイスの接地側端子部に接続される第１端子部と、
接地線が接続される第２端子部と、
前記第１端子部と前記第２端子部とを連結する導通用の連結バーと、
前記連結バーの近傍に配置され、前記連結バーを流れる雷サージ電流によって誘起される誘導電流を出力する検出コイルと、
前記誘導電流を電圧に変換して検出電圧を生成し、前記検出電圧の電圧波形を時間軸に対して引き延ばし処理を行って変形処理波形を出力する波形処理部と、
前記変形処理波形を入力し、前記変形処理波形の電圧値から前記雷サージ電流の電流値を算定して雷サージ電流算定結果を求める演算制御部と、
前記演算制御部により制御され、外部から視認可能な状態で、前記雷サージ電流算定結果を表示する表示部と、
がケースに収容されてユニット化されていることを特徴とする雷サージ検出器。
【請求項２】
前記検出コイルは、
前記連結バーを包囲するように配置されたコアと、
前記連結バーに対して対称となるように前記コアに巻装された一対の第１巻線及び第２巻線と、を備え、
外部磁界の印加時には、前記誘導電流が流れず、前記連結バーに前記雷サージ電流が流れた時には、前記誘導電流が出力されるように、前記第１巻線及び前記第２巻線が所定の方向に巻装され且つ所定の結線状態にて直列に接続されていることを特徴とする請求項１記載の雷サージ検出器。
【請求項３】
前記波形処理部は、
前記検出コイルから出力される過電圧を一定値以下に抑制する過電圧抑制回路と、
前記過電圧抑制回路を介して入力される前記誘導電流を整流して直流電流を出力する整流回路と、
前記直流電流を電圧に変換して検出電圧を生成する電流／電圧変換回路と、
前記検出電圧に対して前記引き延ばし処理を行うための時定数の大きな抵抗及びコンデンサを有する時定数回路と、
を有することを特徴とする請求項１記載の雷サージ検出器。
【請求項４】
前記演算制御部は、
前記変形処理波形を入力する入力ポートと、
前記表示部に対して前記雷サージ電流算定結果を出力する出力ポートと、
信号の入／出力を行う入／出力ポートと、
演算機能及び制御機能を有する中央処理装置と、
前記変形処理波形の電圧値から前記雷サージ電流の電流値を算定するための、前記変形処理波形の電圧値と前記雷サージ電流の電流値との相関データを含むデータを記憶するメモリと、
を有することを特徴とする請求項１記載の雷サージ検出器。
【請求項５】
請求項１記載の雷サージ検出器が着脱自在に外付けされるサージ防護デバイスであって、
電源線又は通信線が接続される線路側端子部と、
前記雷サージ検出器の前記第１端子部が着脱自在に取り付けられる接地側端子部と、
前記線路側端子部と前記接地側端子部との間に接続され、前記線路側端子部から侵入する前記雷サージ電流を前記接地側端子部へ放電する避雷回路と、
を有することを特徴とするサージ防護デバイス。
【請求項６】
前記避雷回路は、
単数又は複数のアレスタと、単数又は複数のバリスタと、アレスタ及びバリスタの組み合わせと、のいずれか１つを含むように構成されていることを特徴とする請求項５記載のサージ防護デバイス。
【請求項７】
請求項１記載の雷サージ検出器が着脱自在に外付けされた請求項５記載のサージ防護デバイスと、
前記サージ防護デバイスに隣接して配設され、前記サージ防護デバイスに外付けされた前記雷サージ検出器の動作状態及び動作履歴を管理するモニタユニットと、
を備えたサージ防護デバイスの管理システムであって、
前記モニタユニットは、
前記雷サージ検出器の前記第２端子部から出力される前記雷サージ電流を検出する変流器と、
前記雷サージ検出器の前記動作状態及び前記動作履歴を通信により取得し、取得した前記動作状態及び前記動作履歴を通信により外部へ出力する通信部と、
取得した前記動作状態及び前記動作履歴を記憶する記憶部と、
取得した前記動作状態及び前記動作履歴を表示する表示部と、
がケースに収容されてユニット化されていることを特徴とするサージ防護デバイスの管理システム。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図３Ｇ】
【図３Ｈ】
【図３Ｉ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図３Ｇ】
【図３Ｈ】
【図３Ｉ】
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【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−７７４８３（Ｐ２０１３−７７４８３Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１７３３４（Ｐ２０１１−２１７３３４）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００１３０８３５）株式会社サンコーシヤ (64)
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００１３０８３５）株式会社サンコーシヤ (64)
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