電子機器保護装置
【課題】商用電源により所定の動作を行う電子機器などに対して、落雷による破壊を未然に防止する電子機器保護装置を提供する。
【解決手段】落雷ｔｈａが発生した場合、放送電波ａｗはレベルが変動し、落雷サージ保護制御部３１で放送電波ａｗの受信レベルが算出され、基準値以上のレベル変動が検知された場合、アクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓが出力される。電磁開閉器３３は、オフ状態となり、送電線４１と電力線３４との接続がオフ状態となる。これにより、無停電電源装置３５では、電力線３４からの電力供給が途絶え、同無停電電源装置３５から電子機器４４に電力が供給される。この状態で、落雷ｔｈｂによる直撃雷又は誘導雷によって、送電線４１に異常電圧が発生した場合、電磁開閉器３３がオフ状態のため、落雷サージ保護制御部３１、電子機器４４、無停電電源装置３５及び発電機３６が保護される。
【解決手段】落雷ｔｈａが発生した場合、放送電波ａｗはレベルが変動し、落雷サージ保護制御部３１で放送電波ａｗの受信レベルが算出され、基準値以上のレベル変動が検知された場合、アクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓが出力される。電磁開閉器３３は、オフ状態となり、送電線４１と電力線３４との接続がオフ状態となる。これにより、無停電電源装置３５では、電力線３４からの電力供給が途絶え、同無停電電源装置３５から電子機器４４に電力が供給される。この状態で、落雷ｔｈｂによる直撃雷又は誘導雷によって、送電線４１に異常電圧が発生した場合、電磁開閉器３３がオフ状態のため、落雷サージ保護制御部３１、電子機器４４、無停電電源装置３５及び発電機３６が保護される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子機器保護装置に係り、たとえば商用電源により所定の動作を行う電子機器に対して、特に落雷によって送電線に発生した異常電圧による破壊を未然に防止する場合に用いて好適な電子機器保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体工場や精密機械工場などのような電子機器を扱う場所で近隣に雷が発生する状態にあるとき、直撃雷又は誘導雷により送電線に発生する異常電圧による被害を未然に防止する対策が必要である。このため、このような被害を防止するための落雷サージ保護装置が製作されている。
【０００３】
従来、この種の技術としては、たとえば、特許文献１に記載されたものがある。
特許文献１に記載された雷サージプロテクタは、図５に示すように、マイクロホン（ＭＩＣ）１と、稲妻検知回路２と、雷音検知回路３と、雷接近検出器４と、ＡＣ電源しゃ断器５と、電話回線しゃ断器６と、アンテナ（ＡＮＴ）接続しゃ断器７と、アンテナ（ＡＮＴ）８とから構成されている。この雷サージプロテクタでは、マイクロホン１及び雷音検知回路３により雷音が検知され、また、稲妻検知回路２により稲妻が検知される。雷接近検出器４により、稲妻と雷音の聞こえる時間差が検出され、この時間差がたとえば１秒以内となったとき、ＡＣ電源しゃ断器５、電話回線しゃ断器６及びアンテナ接続しゃ断器７に対して、それぞれの外部配線を切り離すように制御され、電子機器が直撃雷などによる破損から保護される。
【０００４】
また、特許文献２に記載された落雷サージ警告装置では、図６に示すように、受光素子などの光検知手段１０により稲妻光が検知され、信号変換手段１１により電気信号に変換される。マイクロホンなどの音検知手段１３により雷音が検知され、計時制御手段１２により電気信号に変換される。上記各変換された電気信号は、計時制御手段１４，１５によりそれぞれ計時を制御する計時制御信号となる。計時手段１６により、光検知から音声検知までの時間が計時される。演算手段１７により、この計時時間結果から距離が演算され、雷の発生時点から数回にわたって同演算が行われ、各距離及び地点が測定され、距離表示手段１８により、落雷地点の分布が表示される。また、演算手段１７により、雷の移動速度が演算される。比較手段２０により、これらの演算結果と危険距離基準値１９のデータとが比較され、落雷地点が落雷距離基準値内に入るとき、警告手段２１からアラームなどが発生する。
【０００５】
また、特許文献３に記載された襲雷警報装置では、コロナ電流を測定する第１のセンサと、電界の急変化を測定する第２のセンサとでセンサ手段が構成されている。第１のセンサからの信号及び第２のセンサからの信号が増幅手段で増幅され、演算手段で増幅手段からの信号を用いて演算が行われ、同演算手段からの信号により警報手段から警報が発生する。コロナ電流を測定することにより、雷雲の接近が判定され、また、電界の急変化を測定することにより、雷雲の発生が判定される。
【０００６】
また、特許文献４に記載された雷応答リレー装置では、雷検知器により雷が検知されると、発動発電機が起動する。発動発電機の電圧が確立すると、商用電源が断になり、タイマにより時間（２０分）が計測される。この後、雷が検知されなくなると、商用電源が復旧し、発動発電機が停止する。
【特許文献１】特開平１１−０１８２８５号公報（要約書、図１）
【特許文献２】特開２００１−０６６３７８号公報（第１頁、図１）
【特許文献３】特開２００３−１４９３４９号公報（要約書、図１）
【特許文献４】特開平０７−２９８４７６号公報（第４頁、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の落雷サージ保護装置では、次のような問題点があった。
すなわち、特許文献１に記載された雷サージプロテクタでは、稲妻と雷音の聞こえる時間差が判定基準に用いられているため、落雷ノイズと音信号が揃わないと、雷接近検出器４が動作しない。落雷によるの異常電圧は、音速よりもかなり速く送電線上を伝わるため、本来の目的である各しゃ断器の動作による保護動作の起動前に到達し、保護すべき電子機器が破壊されるという問題点がある。また、雷音検知回路３によって雷音が検出されるため、たとえば道路沿いや工事現場近辺など、騒音の多い場所では正確に動作しないという問題点がある。
【０００８】
特許文献２に記載された落雷サージ警告装置では、音検知回路１３による音検出と光検知手段１０による落雷時の稲妻光の発生との時間差によって距離が判断されるので、上記特許文献１と同様の問題点がある他、光検出手段１０が用いられるため、日中や照明がある明るい場所において、稲妻光の検出が困難であり、安定した動作が期待できないという問題点がある。
【０００９】
特許文献３に記載された襲雷警報装置では、第２のセンサが設置されている場所における電界の上昇の度合いに基づいて電界強度の急変化が測定され、設置場所での落雷の予測が可能であるが、遠距離にある場所の電界の変動を検出して落雷を予測することができないという問題点がある。
【００１０】
特許文献４に記載された雷応答リレー装置では、発動発電機が起動してから電圧が確立するまでの間は保護動作に移れず、この間に落雷を受けると、電源の供給先である電子機器が破損するという問題点がある。
【００１１】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、稲妻と雷音との時間差によらず、落雷発生時に即座に保護動作し、電子機器に対して異常電圧による破壊から護る電子機器保護装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、電子機器保護装置に係り、放送電波を受信して受信信号を生成する受信手段と、前記受信信号のレベルを検出するレベル検出手段と、該レベル検出手段で検出された受信レベルを監視し、該受信レベルが所定の基準値を超えて変動したときにアクティブモードの電源供給停止信号を出力する受信レベル監視手段と、該受信レベル監視手段の前記電源供給停止信号がノンアクティブモードのとき、オン状態となって電力供給元から送電線を介して伝送される電力を負荷としての電子機器に供給する一方、前記電源供給停止信号がアクティブモードのとき、オフ状態となって前記電子機器に対して前記電力の供給を停止する保護スイッチ手段とを備えてなることを特徴としている。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電子機器保護装置に係り、前記放送電波は、送信アンテナから送信されるＡＭ（Amplitude Modulation、振幅変調）ラジオ放送に対応した電波であることを特徴としている。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の電子機器保護装置に係り、前記受信手段は、前記放送電波を継続的に受信する構成とされ、前記受信レベル監視手段は、前記レベル検出手段で検出された受信レベルを継続的に監視する構成とされていることを特徴としている。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載の電子機器保護装置に係り、電気エネルギー蓄積手段を有し、前記保護スイッチ手段から前記電力が供給されるとき、前記電子機器、受信手段、レベル検出手段、受信レベル監視手段及び保護スイッチ手段に対して該電力をそのまま動作用電源として供給する一方、前記保護スイッチ手段から前記電力が供給されなくなったとき、前記電子機器、受信手段、レベル検出手段及び受信レベル監視手段に対して前記電気エネルギー蓄積手段から電力を供給する無停電電源装置と、前記保護スイッチ手段から前記電力が供給されなくなったとき、前記電気エネルギー蓄積手段に対して電力を補給する発電手段とが設けられ、前記受信レベル監視手段は、前記電源供給停止信号をアクティブモードからノンアクティブモードに遷移させる状態になったとき、所定の遅延時間が経過した後に該ノンアクティブモードとする構成とされていることを特徴としている。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の電子機器保護装置に係り、前記遅延時間は、前記発電手段が前記電気エネルギー蓄積手段に対して電力を完全に補給可能な時間に設定されていることを特徴としている。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１、２、３、４又は５記載の電子機器保護装置に係り、前記受信レベルが前記基準値を超えて変動した状態は、該受信レベルが前記レベル検出手段で検出されない状態を含むことを特徴としている。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項１記載の電子機器保護装置に係り、前記受信手段は、屋外で前記放送電波を受信するためのアンテナを有し、前記受信レベル監視手段は、前記電源供給停止信号を光信号として出力する構成とされ、前記保護スイッチ手段は、光信号としての前記電源供給停止信号を入力する構成とされていることを特徴としている。
【００１９】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の電子機器保護装置に係り、前記受信手段、レベル検出手段、受信レベル監視手段及び保護スイッチ手段に対して、前記電力供給元から前記送電線を介して伝送される電力を電源として伝送するための電力線が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
この発明の構成によれば、放送電波が受信手段で受信されて受信信号が生成され、レベル検出手段で同受信信号のレベルが検出される。受信レベル監視手段により、レベル検出手段で検出された受信レベルが監視され、同受信レベルが所定の基準値を超えて変動したときにアクティブモードの電源供給停止信号が出力される。受信レベル監視手段の電源供給停止信号がノンアクティブモードのとき、保護スイッチ手段がオン状態となって電力供給元から送電線を介して伝送される電力が負荷としての電子機器に供給される。一方、電源供給停止信号がアクティブモードのとき、保護スイッチ手段がオフ状態となって電子機器に対して電力の供給が停止される。
【００２１】
このため、放送電波の状態に基づいて落雷状況が監視され、落雷検出時にタイムラグが発生することなく保護動作を行うことができる。また、アクティブモードの電源供給停止信号が出力される状態は、保護スイッチ手段に対して動作用電源が供給されない状態であるので、受信手段、レベル検出手段又は受信レベル監視手段が故障して電源供給停止信号が停止した場合でも保護動作が行われ、落雷の検出が不可能な状態で落雷を受けても、電子機器を保護できる。また、受信レベルがレベル検出手段で検出されない状態でも、電源供給停止信号がアクティブモードとなるので、落雷の検出が不可能な状態で落雷をうけても、電子機器を保護できる。
【００２２】
また、アンテナが屋外に設けられ、かつ、受信レベル監視手段から電源供給停止信号が光信号として保護スイッチ手段へ出力されるので、当該電子機器保護装置が設けられている建屋の構造や材質に関わらず、良好な感度で受信レベルの変動が検出されると共に、同アンテナに直接落雷し、受信手段、レベル検出手段及び受信レベル監視手段が破壊された場合でも、電子機器、無停電電源装置及び発電手段を保護できる。また、落雷により送電線に発生した異常電圧が電力線を経て、受信手段、レベル検出手段及び受信レベル監視手段へ伝わり、これらが破壊された場合でも、電子機器、無停電電源装置及び発電手段には波及せず、保護できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
ＡＭ放送電波の受信レベルの強弱を検出し、検出結果に基づいて、落雷による異常電圧から電子機器を保護する電子機器保護装置を提供する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、この発明の第１の実施例である電子機器保護装置の要部の電気的構成及び同電子機器保護装置が用いられる環境を示す図である。
この例の電子機器保護装置は、同図に示すように、落雷サージ保護装置３０であり、落雷サージ保護制御部３１と、制御線３２と、電磁開閉器３３と、電力線３４と、無停電電源装置（ＵＰＳ、Uninterruptable Power Supply）３５と、発電機３６と、電力線３７とから構成され、入力側が送電線４１を介して電力供給元４２に接続される一方、出力側が電力線４３を介して電子機器４４に接続され、同落雷サージ保護制御部３１が電波塔４５に無線接続されている。
【００２５】
電力供給元４２は、通常、電力会社の変電所などであり、たとえば商用電源としての電力を供給する。電波塔４５は、ＡＭ（Amplitude Modulation、振幅変調）ラジオ放送に用いられる送信アンテナであり、ＡＭラジオ放送に対応した放送電波ａｗを発信する。落雷サージ保護制御部３１は、放送電波ａｗを継続的に受信し、この受信信号のレベルを検出して継続的に監視し、この受信レベルが所定の基準値を超えて変動したときにアクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓを制御線３２を介して電磁開閉器３３へ出力する。電磁開閉器３３は、落雷サージ保護制御部３１の電源供給停止信号ｐｓｓがノンアクティブモードのとき、オン状態となって電力供給元４２から送電線４１を介して伝送される電力を、電力線３４、無停電電源装置３５及び電力線４３を経て電子機器４４に供給すると共に電力線３７を経て落雷サージ保護制御部３１に供給する一方、同電源供給停止信号ｐｓｓがアクティブモードのとき、オフ状態となって同電力の供給を停止する。
【００２６】
無停電電源装置３５は、たとえば内蔵バッテリなどの電気エネルギー蓄積手段を有し、電磁開閉器３３から電力が供給されるとき、電子機器４４及び落雷サージ保護制御部３１に対して同電力をそのまま動作用電源として供給する一方、同電磁開閉器３３から同電力が供給されなくなったとき（たとえば、電磁開閉器３３がオフ状態のときや、電磁開閉器３３がオン状態でも停電のとき）、上記電子機器４４及び落雷サージ保護制御部３１に対して上記電気エネルギー蓄積手段から電力を供給する。発電機３６は、電磁開閉器３３から電力が供給されなくなったとき、無停電電源装置３５の指令により上記電気エネルギー蓄積手段に対して電力を補給する。電子機器４４は、たとえばコンピュータなどの電子機器であり、電力線４３を経て電力供給を受けて稼動する機器である。落雷ｔｈａ及び落雷ｔｈｂは、自然現象で発生する雷であり、同落雷ｔｈａは放送電波ａｗに対してノイズとして干渉し、また、同落雷ｔｈｂは、送電線４１に対して直撃雷及び誘導雷として、異常電圧を発生する。
【００２７】
図２は、図１中の落雷サージ保護制御部３１の電気的構成を示すブロック図である。
この落雷サージ保護制御部３１は、同図２に示すように、受信アンテナ５１と、チューナ部５２と、レベル検出部５３と、制御部５４と、制御開閉器５５と、制御部電源機構５６とから構成されている。受信アンテナ５１は、放送電波ａｗを継続的に受信する。特に、この実施例では、この受信アンテナ５１は、屋内又は落雷サージ保護制御部３１の内部にあり、落雷は発生しない。チューナ部５２は、受信アンテナ５１が受信した放送電波ａｗの受信信号ｒｓａを生成する。レベル検出部５３は、受信信号ｒｓａのレベルを検出して受信レベルｒｓｖを算出する。
【００２８】
制御部５４は、受信レベルｒｓｖを継続的に監視し、同受信レベルｒｓｖが所定の基準値を超えて変動したときにアクティブモードの制御信号ｃｔｒを制御開閉器５５へ出力する一方、同受信レベルｒｓｖの変動が同基準値以下のとき、同制御信号ｃｔｒをノンアクティブモードとする。特に、この実施例では、制御部５４は、制御信号ｃｔｒをアクティブモードからノンアクティブモードに遷移させる状態になったとき、所定の遅延時間が経過した後に同ノンアクティブモードとする。この遅延時間は、発電機３６が無停電電源装置３５の電気エネルギー蓄積手段に対して電力を完全に補給（電気エネルギー蓄積手段がバッテリであれば、満充電とする）可能な時間に設定されている。
【００２９】
また、受信レベルｒｓｖが上記基準値を超えて変動した状態は、受信信号ｒｓａがなく、同受信レベルｒｓｖがレベル検出部５３で算出されない状態を含む。制御開閉器５５は、アクティブモード／ノンアクティブモードの制御信号ｃｔｒに基づいてアクティブモード／ノンアクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓを制御線３２を介して電磁開閉器３３へ出力する。特に、この実施例では、制御開閉器５５は、電力線３７を経て供給される電力をノンアクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓとして出力する。また、アクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓが出力される状態は、電力線３７を経て供給される電力を制御開閉器５５で遮断する状態である。制御部電源機構５６は、電力線３７を経て供給される電力を、チューナ部５２、レベル検出部５３及び制御部５４に供給する。
【００３０】
次に、この例の落雷サージ保護装置３０の動作について説明する。
この落雷サージ保護装置３０では、落雷が発生していない通常の状態の場合、電波塔４５からの放送電波ａｗが受信アンテナ５１で継続的に受信される。チューナ部５２では、受信アンテナ５１で受信された放送電波ａｗの受信信号ｒｓａがレベル検出部５３へ送出される。レベル検出部５３では、チューナ部５２から送出された受信信号ｒｓａに基づいて受信レベルｒｓｖが算出され、制御部５４に送出される。制御部５４では、レベル検出部５３より送出された受信レベルｒｓｖが継続的に監視され、同受信レベルｒｓｖが安定している場合には、落雷がないものとして、制御開閉器５５に対して、回路を閉じる（オン状態とする）ように制御信号ｃｔｒを送出し続ける。
【００３１】
制御開閉器５５では、制御部５４から送出された制御信号ｃｔｒに基づいて、回路を閉じ（オン状態とする）、無停電電源装置３５から電力線３７を経て供給された電力がノンアクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓとして制御線３２を介して電磁開閉器３３へ出力される。電磁開閉器３３では、ノンアクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓを受け、回路を閉じることにより（オン状態）、送電線４１から供給される電力が電力線３４に送出される。無停電電源装置３５では、電力線３４から送出される電力が、電力線３７及び電力線４３へ送出される。
【００３２】
一方、送電線４１からの電力供給が途絶え、停電した状態の場合、無停電電源装置３５では、内蔵バッテリなどに蓄積されていたエネルギー及び発電機３６から供給される電力により、引き続き安定した電力が生成され、電力線３７及び電力線４３へ送出される。このため、落雷サージ保護制御部３１では、通常の場合と同様の動作が継続して行われ、また、電子機器４４に対する電力供給も継続される。これにより、電磁開閉器３３は、継続して回路を閉じ続ける。また、発電機３６は、無停電電源装置３５の電力生成が開始されたことを受け、同無停電電源装置３５が電力生成するに必要な電力を供給する。
【００３３】
送電線４１からの電力供給が再開され、復電した状態では、閉じ続けていた電磁開閉器３３及び電力線３４を経て、無停電電源装置３５に電力供給が行われる。これにより、通常の場合と同様の動作に戻り、発電機３６では、無停電電源装置３５が電力線３４からの電力供給が再開したことを受け、無停電電源装置３５への電力供給が停止される。
【００３４】
また、落雷ｔｈａが発生した場合、電波塔４５からの放送電波ａｗは、同落雷ｔｈａの電気的干渉によりレベルが変動する。通常時と同様に、チューナ部５２では受信アンテナ５１で受信された放送電波ａｗの受信信号ｒｓａがレベル検出部５３に送出され、同レベル検出部５３では、チューナ部５２からの受信信号ｒｓａに基づいて受信レベルｒｓｖが算出され、制御部５４に送出される。制御部５４では、レベル検出部５３より送られた受信レベルｒｓｖが継続的に監視され、たとえば“通常値の２％”のように、設置環境による受信感度にあわせて、ノイズなどによる誤動作が発生しにくくなるように予め設定されている値以上のレベル変動が検知された場合、落雷が発生しているものとして、制御開閉器５５に対し、回路を開く（オフ状態）ように制御信号ｃｔｒが送出される。制御開閉器５５では、制御部５４の制御信号ｃｔｒに基づいて回路を開き（オフ状態）、制御線３２に送出されていたノンアクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓがアクティブモードとされる。電磁開閉器３３では、電源供給停止信号ｐｓｓがアクティブモードとなったことを受けて回路を開き（オフ状態）、送電線４１と電力線３４との接続がオフ状態とされる。これにより、無停電電源装置３５では、電力線３４からの電力供給が途絶え、同無停電電源装置３５及び発電機３６では、停電時と同様の動作が行われる。このため、電子機器４４には、安定した電力が継続して供給される。
【００３５】
この状態で、落雷ｔｈｂによる直撃雷又は誘導雷によって、送電線４１に異常電圧が発生した場合、電磁開閉器３３が開いているため、落雷サージ保護制御部３１、電子機器４４、無停電電源装置３５及び発電機３６には異常電圧が伝わらず、保護される。通常、発電機３６が起動して無停電電源装置３５に電力供給を開始するまでに若干の時間を要するため、その間、無停電電源装置３５の内蔵バッテリに蓄積されていたエネルギーを元にして電力が生成され、電子機器４４に電力が供給される。
【００３６】
ここで、無停電電源装置３５では、発電機３６から電力が供給された場合、ならびに電力線３４から電力が供給された場合、これらの電力を元にして電子機器４４に対して電力供給が行われるが、これに併せて、蓄積されていたエネルギーによって電力供給した際に減少したエネルギーの補給も行われる。この場合、電力線３４からの電力供給が小刻みに途絶えると、発電機３６が起動して無停電電源装置３５に電力供給を開始する前に復電する事態が繰り返されることになる。電力線３４からの電力供給がない状態では、無停電電源装置３５は、蓄積されているエネルギーを使い続けるが、同電力線３４からの電源供給が回復すると、発電機３６は、無停電電源装置３５に電力供給する前に停止する。電力線３４からの電源供給が回復した場合においても、無停電電源装置３５で減少したエネルギーを充分補給するには時間を要するため、電力線３４からの電力供給と停止とが繰り返されることにより、最終的に無停電電源装置３５に蓄積されているエネルギーが枯渇し、発電機３６が起動するまで、電子機器４４に対して電力が供給がされくなる事態が発生する。
【００３７】
このような事態を防止するために、電力線３４の元である送電線４１からの電力供給が小刻みに途絶えた場合に、発電機３６を起動して無停電電源装置３５が消耗したエネルギーを充分補給できる時間を監視時間（遅延時間）として、予め設定しておく。すなわち、送電線４１からの電力供給が再開した場合においても、監視時間の間は、制御部５４から制御開閉器５５に対し、回路を開く（オフ状態）制御信号ｃｔｒを送出し続ける。これにより、制御開閉器５５は電磁開閉器３３を開き続け、送電線４１からの電力が電力線３４に伝送されない状態が継続される。このため、発電機３６が起動され、無停電電源装置３５に対して電力が供給され、同無停電電源装置３５では、減少したエネルギーが完全に補給される。なお、監視時間は、無停電電源装置３５で減少したエネルギーが完全に補給される時間以上であれば良い。このため、一度落雷が発生した後に暫く落雷が継続する場所に落雷サージ保護装置３０を設置する場合、上記監視時間を、無停電電源装置３５で減少したエネルギーが完全に補給される時間以上であって、かつ、たとえば落雷が継続する平均時間として設定しても良い。
【００３８】
制御部５４では、監視時間として設定された時間内に再びレベル検出部５３からの受信レベルｒｓｖの変動が検出された場合は、落雷が継続しているものとして制御開閉器５５に対し、回路を開く（オフ状態）制御信号ｃｔｒを送出し続ける。また、制御部５４では、監視時間として設定された時間内に再び受信レベルｒｓｖの変動が検出されず、監視時間が経過した場合は、落雷が終了したものとして、制御開閉器５５に対し、回路を閉じる（オフ状態）ための制御信号ｃｔｒを送出する。以降、通常動作に戻る。なお、落雷以外の要因で、制御部５４で受信レベルｒｓｖの変動が検出された場合でも、落雷時と同様の動作が行われるが、電子機器４４の電力供給は継続されるので、問題にはならない。
【００３９】
また、電波塔４５からの放送電波ａｗがなくなった場合、制御部５４では、受信レベルｒｓｖが未検出となるが、この場合は、電波塔４５に対して落雷があったものとして、受信レベルｒｓｖの変動を検出した場合と同様に制御開閉器５５に対し、回路を開く（オフ状態）ための制御信号ｃｔｒを送出する。制御開閉器５５では、制御部５４の制御信号ｃｔｒに基づいて回路を開き（オフ状態）、アクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓを制御線３２を介して電磁開閉器３３へ出力する。これにより、電磁開閉器３３がオフ状態となる。以降、落雷ｔｈａが発生した状態と同様の動作が行われ、電波塔４５からの放送電波ａｗが再度検出された場合は、制御部５４では、制御開閉器５５に対し、回路を閉じる（オン状態）ための制御信号ｃｔｒ信号が送出され、以降、通常時の動作に戻る。
【００４０】
以上のように、この第１の実施例では、放送電波ａｗの状態に基づいて落雷状況が監視されるので、落雷検出時にタイムラグがなく保護動作が行われる。また、放送電波ａｗが受信されなくなった場合でも保護動作が行われるので、落雷の検出が不可能な状態で落雷をうけても、電子機器が保護される。また、アクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓが出力される状態は、電力線３７を経て供給される電力を制御開閉器５５で遮断することにより、電磁開閉器３３をオフ状態とする状態であるので、落雷サージ保護制御部３１が故障して電源供給停止信号ｐｓｓが停止した場合でも保護動作が行われ、落雷の検出が不可能な状態で落雷を受けても、電子機器が保護される。
【実施例２】
【００４１】
図３は、この発明の第２の実施例である落雷サージ保護装置の要部の電気的構成及び同落雷サージ保護装置が用いられる環境を示す図であり、第１の実施例を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
この例の落雷サージ保護装置３０Ａでは、同図３に示すように、図１中の落雷サージ保護制御部３１及び制御線３２に代えて、異なる構成の落雷サージ保護制御部３１Ａ及び制御線３２Ａが設けられ、かつ補助開閉器３８及び電力線３９が付加されている。電力線３９は、電力供給元４２から送電線４１を介して伝送される電力を落雷サージ保護制御部３１Ａへ供給する。同電力線３９が送電線４１より電力を受けるため、落雷ｔｈｂが送電線４１及び同電力線３９を経て落雷サージ保護制御部３１Ａに到達する可能性がある。
【００４２】
落雷サージ保護制御部３１Ａは、屋外で放送電波ａｗを受信するための図示しないアンテナを有し、また、電源供給停止信号ｐｓｓを光信号として出力する構成とされている。同アンテナは、屋外に設置されているため、落雷ｔｈａが直接到達する可能性がある。制御線３２Ａは、ガラス素材などの非電導素材で構成された光ファイバなどの信号線であり、落雷サージ保護制御部３１Ａからの光信号として電源供給停止信号ｐｓｓを補助開閉器３８へ伝送する。この制御線３２Ａが非電導素材で構成されていることにより、落雷サージ保護制御部３１Ａが落雷による異常電圧によって破壊される事態が発生した場合でも、その異常電圧は、電磁開閉器３３、電子機器４４、無停電電源装置３５及び発電機３６に波及しない。
【００４３】
補助開閉器３８は、たとえばフォトカプラなどを有し、落雷サージ保護制御部３１Ａから光信号としての電源供給停止信号ｐｓｓを制御線３２Ａを介して入力し、同光信号を電気信号に変換して電磁開閉器３３へ供給する。特に、この実施例では、補助開閉器３８は、光信号を検出した場合には、回路を閉じ、電力線３７で伝送される電力を電磁開閉器３３に供給し、同電磁開閉器３３に対して閉じる（オン状態）動作をさせる一方、光信号を検出しない場合は、回路を開き、電力線３７から電磁開閉器３３への電力供給を絶ち、電磁開閉器３３に開く（オフ状態）動作をさせる。他は、図１と同様の構成である。
【００４４】
図４は、図３中の落雷サージ保護制御部３１Ａの電気的構成を示すブロック図であり、第１の実施例を示す図２中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
この落雷サージ保護制御部３１Ａでは、同図４に示すように、図２中の受信アンテナ５１及び制御開閉器５５に代えて、屋外に設けられた受信アンテナ５１Ａ及び異なる機能を有する閉信号発信器５７が設けられている。また、電力線３９が制御部電源機構５６に接続されている。受信アンテナ５１Ａは、屋外に設置されて放送電波ａｗを受信する。閉信号発信器５７は、制御部電源機構５６から電源供給を受け、制御部５４からのアクティブモード／ノンアクティブモードの制御信号ｃｔｒに基づいてアクティブモード／ノンアクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓを光信号として制御線３２Ａを介して補助開閉器３８へ出力する。特に、この実施例では、閉信号発信器５７は、アクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓとして光信号を消灯の形で出力する一方、ノンアクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓとして光信号を発光の形で出力する。
【００４５】
次に、この例の落雷サージ保護装置３０Ａの動作について説明する。
この落雷サージ保護装置３０Ａでは、落雷が発生していない通常の状態の場合、電波塔４５からの放送電波ａｗが受信アンテナ５１Ａで継続的に受信される。チューナ部５２では、受信アンテナ５１Ａで受信された放送電波ａｗの受信信号ｒｓａがレベル検出部５３へ送出される。レベル検出部５３では、チューナ部５２から送出された受信信号ｒｓａに基づいて受信レベルｒｓｖが算出され、制御部５４に送出される。制御部５４では、レベル検出部５３より送出された受信レベルｒｓｖが継続的に監視され、同受信レベルｒｓｖが安定している場合には、落雷がないものとして、閉信号発信器５７に対して、回路を閉じる（オン状態とする）ように制御信号ｃｔｒを送出し続ける。
【００４６】
閉信号発信器５７では、制御部５４から送出された制御信号ｃｔｒに基づいて光信号を発生し、制御線３２Ａを介して補助開閉器３８送出される。補助開閉器３８では、制御線３２Ａからの光信号が検出され、回路を閉じることにより、電力線３７からの電力が電磁開閉器３３へ出力される。電磁開閉器３３では、補助開閉器３８からの電力を受け、回路を閉じることにより、送電線４１から供給される電力が電力線３４に送出される。無停電電源装置３５では、電力線３４から送出される電力が、電力線３７及び電力線４３へ送出される。
【００４７】
一方、送電線４１からの電力供給が途絶え、停電した状態の場合、落雷サージ保護制御部３１Ａの動作が停止する。このため、閉信号発信器５７に対する電力供給が途絶え、光信号が発生しなくなる。これにより、制御線３２Ａへの光信号が消灯するため、補助開閉器３８では開信号として検知され、電力線３７を経て供給された電力が電磁開閉器３３に伝送されなくなる。よって、電磁開閉器３３は回路を開き（オフ状態）、送電線４１供給される電力が電力線３４に伝送されなくなる。このとき、無停電電源装置３５では、内蔵バッテリなどに蓄積されていたエネルギー及び発電機３６から供給される電力により、引き続き安定した電力が生成され、電力線３７及び電力線４３へ送出される。このため、落雷サージ保護制御部３１では、通常の場合と同様の動作が継続して行われ、また、電子機器４４に対する電力供給も継続される。また、発電機３６は、無停電電源装置３５の電力生成が開始されたことを受け、同無停電電源装置３５が電力生成するに必要な電力を供給する。
【００４８】
送電線４１からの電力供給が再開され、復電した状態では、落雷サージ保護制御部３１Ａの動作が再開され、正常時の動作ルーチンに戻る。これにより、閉信号発信器５７に対する電力供給も戻り、光信号が発生する状態になる。補助開閉器３８では、停電中も電力線３７より電力供給を受けており、発生した光信号が閉信号として検知され、電力線３７を経て伝送される電力が電磁開閉器３３に供給される。これにより、電磁開閉器３３では回路を閉じ（オン状態）、送電線４１を経て供給される電力が電力線３４に伝送され、無停電電源装置３５に電力供給が行われる。これにより、通常の場合と同様の動作に戻り、発電機３６では、無停電電源装置３５が電力線３４からの電力供給が再開したことを受け、無停電電源装置３５への電力供給が停止される。
【００４９】
また、落雷ｔｈａが発生した場合、電波塔４５からの放送電波ａｗは、同落雷ｔｈａの電気的干渉によりレベルが変動する。通常時と同様に、チューナ部５２では受信アンテナ５１で受信された放送電波ａｗの受信信号ｒｓａがレベル検出部５３に送出され、同レベル検出部５３では、チューナ部５２からの受信信号ｒｓａに基づいて受信レベルｒｓｖが算出され、制御部５４に送出される。制御部５４では、レベル検出部５３より送られた受信レベルｒｓｖが継続的に監視され、たとえば“通常値の２％”のように、設置環境による受信感度にあわせて、ノイズなどによる誤動作が発生しにくくなるように予め設定されている値以上のレベル変動が検知された場合、落雷が発生しているものとして、閉信号発信器５７に対し、回路を開く（オフ状態）ように制御信号ｃｔｒが送出される。閉信号発信器５７では、制御部５４の制御信号ｃｔｒに基づいて光が消灯され、制御線３２Ａに送出されていた光信号が停止される。補助開閉器３８では、制御線３２Ａの光信号がなくなったことを受けて回路を開き（オフ状態）、無停電電源装置３５から電力線３７を経て供給される電力を電磁開閉器３３に伝送しない。電磁開閉器３３では、補助開閉器３８から電力が供給されなくなったことを受けて回路を開き（オフ状態）、送電線４１と電力線３４との接続がオフ状態とされる。これにより、無停電電源装置３５では、電力線３４からの電力供給が途絶え、同無停電電源装置３５及び発電機３６では、停電時と同様の動作が行われる。このため、電子機器４４には、安定した電力が継続して供給される。
【００５０】
この状態で、落雷ｔｈｂによる直撃雷又は誘導雷によって、送電線４１に異常電圧が発生した場合、電磁開閉器３３が開いているため、落雷サージ保護制御部３１Ａ、電子機器４４、無停電電源装置３５及び発電機３６には異常電圧が伝わらず、保護される。また、この状態で、落雷ｔｈｂが発生し、異常電圧が電力線３９を経て落雷サージ保護制御部３１Ａに到達し、制御部電源機構５６をはじめとして落雷サージ保護制御部３１Ａが破壊される場合があるが、電磁開閉器３３がオフ状態であり、併せて、制御線３２Ａが非電導素材で構成されているため、同異常電圧が補助開閉器３８に伝わらないため、電子機器４４、無停電電源装置３５及び発電機３６にも同異常電圧が伝わらず、保護される。また、この状態で、屋外に設置されている受信アンテナ５１Ａに直接落雷し、異常電圧によってチューナ部５２をはじめとする落雷サージ保護制御部３１Ａが破壊される場合があるが、この場合においても、電磁開閉器３３がオフ状態であり、併せて、制御線３２Ａが非電導素材で構成されているため、同異常電圧が補助開閉器３８に伝わらないため、電子機器４４、無停電電源装置３５及び発電機３６にも同異常電圧が伝わらず、保護される。また、落雷サージ保護制御部３１Ａが破壊されている間は、制御線３２Ａには光信号が送出されず、電磁開閉器３３がオフ状態のため、落雷に対する保護状態が継続され、無停電電源装置３５から電子機器４４に対して安全に電源供給が継続される。
【００５１】
また、第１の実施例と同様に、送電線４１からの電力供給が小刻みに途絶えた場合に、発電機３６を起動して無停電電源装置３５が消耗したエネルギーを充分補給できる時間が監視時間（遅延時間）として予め設定されている。すなわち、送電線４１からの電力供給が再開した場合においても、監視時間の間は、制御部５４から閉信号発信器５７に対し、回路を開く（オフ状態とする）制御信号ｃｔｒを送出し続ける。これにより、閉信号発信器５７は、補助開閉器３８を介して電磁開閉器３３を開き続け（オフ状態）、送電線４１からの電力が電力線３４に伝送されない状態が継続される。このため、発電機３６が起動され、無停電電源装置３５に対して電力が供給され、同無停電電源装置３５では、減少したエネルギーが完全に補給される。
【００５２】
制御部５４では、監視時間として設定された時間内に再びレベル検出部５３からの受信レベルｒｓｖの変動が検出された場合は、落雷が継続しているものとして閉信号発信器５７に対し、回路を開く（オフ状態）制御信号ｃｔｒを送出し続ける。また、制御部５４では、監視時間として設定された時間内に再び受信レベルｒｓｖの変動が検出されず、監視時間が経過した場合は、落雷が終了したものとして、閉信号発信器５７に対し、回路を閉じる（オフ状態）制御信号ｃｔｒを送出する。以降、通常動作に戻る。また、電波塔４５からの放送電波ａｗがなくなった場合、制御部５４では、受信レベルｒｓｖが未検出となるが、この場合は、電波塔４５に対して落雷があったものとして、受信レベルｒｓｖの変動を検出した場合と同様に閉信号発信器５７に対し、回路を開く（オフ状態）ように制御信号ｃｔｒを送出する。閉信号発信器５７では、制御部５４の制御信号ｃｔｒに基づいて回路を開き（オフ状態）、制御線３２Ａに対する光信号の送出を停止する。以降、落雷ｔｈａが発生した状態と同様の動作が行われ、電波塔４５からの放送電波ａｗが再度検出された場合は、制御部５４では、閉信号発信器５７に対し、回路を閉じる（オン状態）ための制御信号ｃｔｒが送出され、以降、通常時の動作に戻る。
【００５３】
以上のように、この第２の実施例では、受信アンテナ５１Ａが屋外に設けられ、かつ、閉信号発信器５７から電源供給停止信号ｐｓｓが光信号として制御線３２Ａを介して補助開閉器３８へ出力されるので、第１の実施例の利点に加え、落雷サージ保護装置３０Ａが設けられている建屋の構造や材質に関わらず、良好な感度で受信レベルｒｓｖの変動が検出されると共に、同受信アンテナ５１Ａに直接落雷して落雷サージ保護制御部３１Ａが破壊された場合でも、電子機器４４、無停電電源装置３５及び発電機３６が保護される。また、落雷ｔｈｂにより送電線４１に発生した異常電圧が電力線３９を経て落雷サージ保護制御部３１Ａへ伝わり、同落雷サージ保護制御部３１Ａが破壊された場合でも、電子機器４４、無停電電源装置３５及び発電機３６には波及せず、保護される。
【００５４】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成は同実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、この発明に含まれる。
たとえば、落雷サージ保護制御部３１，３１Ａにより、電波塔４５からの放送電波ａｗを検出すると同時に、他の複数のＡＭラジオ電波などの放送電波も受信して監視し、冗長化することにより、さらに動作を安定させることができる。また、発電機３６は、たとえば燃料電池などで構成しても良い。また、上記各実施例では、放送電波ａｗは、ＡＭラジオ放送に対応しているが、レベル検出部５３で受信信号ｒｓａのレベルを検出可能であれば良く、ＡＭ放送電波に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
この発明は、商用電源により動作する電子機器などに対して、落雷から保護する必要がある場合全般に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】この発明の第１の実施例である電子機器保護装置の要部の電気的構成及び同落雷サージ保護装置が用いられる環境を示す図である。
【図２】図１中の落雷サージ保護制御部３１の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の第２の実施例である落雷サージ保護装置の要部の電気的構成及び同落雷サージ保護装置が用いられる環境を示す図である。
【図４】図３中の落雷サージ保護制御部３１Ａの電気的構成を示すブロック図である。
【図５】特許文献１に記載された雷サージプロテクタの電気的構成を示すブロック図である。
【図６】特許文献２に記載された落雷サージ警告装置の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５７】
３０，３０Ａ 落雷サージ保護装置（電子機器保護装置）
３１，３１Ａ 落雷サージ保護制御部（電子機器保護装置の一部）
３２，３２Ａ 制御線（電子機器保護装置の一部）
３３ 電磁開閉器（電子機器保護装置の一部、保護スイッチ手段）
３４ 電力線（電子機器保護装置の一部）
３５ 無停電電源装置（電子機器保護装置の一部）
３６ 発電機（電子機器保護装置の一部、発電手段）
３７ 電力線（電子機器保護装置の一部）
３８ 補助開閉器（電子機器保護装置の一部、保護スイッチ手段の一部）
３９ 電力線
４１ 送電線
４２ 電力供給元
４３ 電力線
４４ 電子機器
４５ 電波塔（送信アンテナ）
５１，５１Ａ 受信アンテナ（電子機器保護装置の一部、受信手段の一部）
５２ チューナ部（電子機器保護装置の一部、受信手段の一部）
５３ レベル検出部（電子機器保護装置の一部、レベル検出手段）
５４ 制御部（電子機器保護装置の一部、受信レベル監視手段の一部）
５５ 制御開閉器（電子機器保護装置の一部、受信レベル監視手段の一部）
５６ 制御部電源機構（電子機器保護装置の一部）
５７ 閉信号発信器（電子機器保護装置の一部、受信レベル監視手段の一部）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子機器保護装置に係り、たとえば商用電源により所定の動作を行う電子機器に対して、特に落雷によって送電線に発生した異常電圧による破壊を未然に防止する場合に用いて好適な電子機器保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体工場や精密機械工場などのような電子機器を扱う場所で近隣に雷が発生する状態にあるとき、直撃雷又は誘導雷により送電線に発生する異常電圧による被害を未然に防止する対策が必要である。このため、このような被害を防止するための落雷サージ保護装置が製作されている。
【０００３】
従来、この種の技術としては、たとえば、特許文献１に記載されたものがある。
特許文献１に記載された雷サージプロテクタは、図５に示すように、マイクロホン（ＭＩＣ）１と、稲妻検知回路２と、雷音検知回路３と、雷接近検出器４と、ＡＣ電源しゃ断器５と、電話回線しゃ断器６と、アンテナ（ＡＮＴ）接続しゃ断器７と、アンテナ（ＡＮＴ）８とから構成されている。この雷サージプロテクタでは、マイクロホン１及び雷音検知回路３により雷音が検知され、また、稲妻検知回路２により稲妻が検知される。雷接近検出器４により、稲妻と雷音の聞こえる時間差が検出され、この時間差がたとえば１秒以内となったとき、ＡＣ電源しゃ断器５、電話回線しゃ断器６及びアンテナ接続しゃ断器７に対して、それぞれの外部配線を切り離すように制御され、電子機器が直撃雷などによる破損から保護される。
【０００４】
また、特許文献２に記載された落雷サージ警告装置では、図６に示すように、受光素子などの光検知手段１０により稲妻光が検知され、信号変換手段１１により電気信号に変換される。マイクロホンなどの音検知手段１３により雷音が検知され、計時制御手段１２により電気信号に変換される。上記各変換された電気信号は、計時制御手段１４，１５によりそれぞれ計時を制御する計時制御信号となる。計時手段１６により、光検知から音声検知までの時間が計時される。演算手段１７により、この計時時間結果から距離が演算され、雷の発生時点から数回にわたって同演算が行われ、各距離及び地点が測定され、距離表示手段１８により、落雷地点の分布が表示される。また、演算手段１７により、雷の移動速度が演算される。比較手段２０により、これらの演算結果と危険距離基準値１９のデータとが比較され、落雷地点が落雷距離基準値内に入るとき、警告手段２１からアラームなどが発生する。
【０００５】
また、特許文献３に記載された襲雷警報装置では、コロナ電流を測定する第１のセンサと、電界の急変化を測定する第２のセンサとでセンサ手段が構成されている。第１のセンサからの信号及び第２のセンサからの信号が増幅手段で増幅され、演算手段で増幅手段からの信号を用いて演算が行われ、同演算手段からの信号により警報手段から警報が発生する。コロナ電流を測定することにより、雷雲の接近が判定され、また、電界の急変化を測定することにより、雷雲の発生が判定される。
【０００６】
また、特許文献４に記載された雷応答リレー装置では、雷検知器により雷が検知されると、発動発電機が起動する。発動発電機の電圧が確立すると、商用電源が断になり、タイマにより時間（２０分）が計測される。この後、雷が検知されなくなると、商用電源が復旧し、発動発電機が停止する。
【特許文献１】特開平１１−０１８２８５号公報（要約書、図１）
【特許文献２】特開２００１−０６６３７８号公報（第１頁、図１）
【特許文献３】特開２００３−１４９３４９号公報（要約書、図１）
【特許文献４】特開平０７−２９８４７６号公報（第４頁、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の落雷サージ保護装置では、次のような問題点があった。
すなわち、特許文献１に記載された雷サージプロテクタでは、稲妻と雷音の聞こえる時間差が判定基準に用いられているため、落雷ノイズと音信号が揃わないと、雷接近検出器４が動作しない。落雷によるの異常電圧は、音速よりもかなり速く送電線上を伝わるため、本来の目的である各しゃ断器の動作による保護動作の起動前に到達し、保護すべき電子機器が破壊されるという問題点がある。また、雷音検知回路３によって雷音が検出されるため、たとえば道路沿いや工事現場近辺など、騒音の多い場所では正確に動作しないという問題点がある。
【０００８】
特許文献２に記載された落雷サージ警告装置では、音検知回路１３による音検出と光検知手段１０による落雷時の稲妻光の発生との時間差によって距離が判断されるので、上記特許文献１と同様の問題点がある他、光検出手段１０が用いられるため、日中や照明がある明るい場所において、稲妻光の検出が困難であり、安定した動作が期待できないという問題点がある。
【０００９】
特許文献３に記載された襲雷警報装置では、第２のセンサが設置されている場所における電界の上昇の度合いに基づいて電界強度の急変化が測定され、設置場所での落雷の予測が可能であるが、遠距離にある場所の電界の変動を検出して落雷を予測することができないという問題点がある。
【００１０】
特許文献４に記載された雷応答リレー装置では、発動発電機が起動してから電圧が確立するまでの間は保護動作に移れず、この間に落雷を受けると、電源の供給先である電子機器が破損するという問題点がある。
【００１１】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、稲妻と雷音との時間差によらず、落雷発生時に即座に保護動作し、電子機器に対して異常電圧による破壊から護る電子機器保護装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、電子機器保護装置に係り、放送電波を受信して受信信号を生成する受信手段と、前記受信信号のレベルを検出するレベル検出手段と、該レベル検出手段で検出された受信レベルを監視し、該受信レベルが所定の基準値を超えて変動したときにアクティブモードの電源供給停止信号を出力する受信レベル監視手段と、該受信レベル監視手段の前記電源供給停止信号がノンアクティブモードのとき、オン状態となって電力供給元から送電線を介して伝送される電力を負荷としての電子機器に供給する一方、前記電源供給停止信号がアクティブモードのとき、オフ状態となって前記電子機器に対して前記電力の供給を停止する保護スイッチ手段とを備えてなることを特徴としている。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電子機器保護装置に係り、前記放送電波は、送信アンテナから送信されるＡＭ（Amplitude Modulation、振幅変調）ラジオ放送に対応した電波であることを特徴としている。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の電子機器保護装置に係り、前記受信手段は、前記放送電波を継続的に受信する構成とされ、前記受信レベル監視手段は、前記レベル検出手段で検出された受信レベルを継続的に監視する構成とされていることを特徴としている。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載の電子機器保護装置に係り、電気エネルギー蓄積手段を有し、前記保護スイッチ手段から前記電力が供給されるとき、前記電子機器、受信手段、レベル検出手段、受信レベル監視手段及び保護スイッチ手段に対して該電力をそのまま動作用電源として供給する一方、前記保護スイッチ手段から前記電力が供給されなくなったとき、前記電子機器、受信手段、レベル検出手段及び受信レベル監視手段に対して前記電気エネルギー蓄積手段から電力を供給する無停電電源装置と、前記保護スイッチ手段から前記電力が供給されなくなったとき、前記電気エネルギー蓄積手段に対して電力を補給する発電手段とが設けられ、前記受信レベル監視手段は、前記電源供給停止信号をアクティブモードからノンアクティブモードに遷移させる状態になったとき、所定の遅延時間が経過した後に該ノンアクティブモードとする構成とされていることを特徴としている。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の電子機器保護装置に係り、前記遅延時間は、前記発電手段が前記電気エネルギー蓄積手段に対して電力を完全に補給可能な時間に設定されていることを特徴としている。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１、２、３、４又は５記載の電子機器保護装置に係り、前記受信レベルが前記基準値を超えて変動した状態は、該受信レベルが前記レベル検出手段で検出されない状態を含むことを特徴としている。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項１記載の電子機器保護装置に係り、前記受信手段は、屋外で前記放送電波を受信するためのアンテナを有し、前記受信レベル監視手段は、前記電源供給停止信号を光信号として出力する構成とされ、前記保護スイッチ手段は、光信号としての前記電源供給停止信号を入力する構成とされていることを特徴としている。
【００１９】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の電子機器保護装置に係り、前記受信手段、レベル検出手段、受信レベル監視手段及び保護スイッチ手段に対して、前記電力供給元から前記送電線を介して伝送される電力を電源として伝送するための電力線が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
この発明の構成によれば、放送電波が受信手段で受信されて受信信号が生成され、レベル検出手段で同受信信号のレベルが検出される。受信レベル監視手段により、レベル検出手段で検出された受信レベルが監視され、同受信レベルが所定の基準値を超えて変動したときにアクティブモードの電源供給停止信号が出力される。受信レベル監視手段の電源供給停止信号がノンアクティブモードのとき、保護スイッチ手段がオン状態となって電力供給元から送電線を介して伝送される電力が負荷としての電子機器に供給される。一方、電源供給停止信号がアクティブモードのとき、保護スイッチ手段がオフ状態となって電子機器に対して電力の供給が停止される。
【００２１】
このため、放送電波の状態に基づいて落雷状況が監視され、落雷検出時にタイムラグが発生することなく保護動作を行うことができる。また、アクティブモードの電源供給停止信号が出力される状態は、保護スイッチ手段に対して動作用電源が供給されない状態であるので、受信手段、レベル検出手段又は受信レベル監視手段が故障して電源供給停止信号が停止した場合でも保護動作が行われ、落雷の検出が不可能な状態で落雷を受けても、電子機器を保護できる。また、受信レベルがレベル検出手段で検出されない状態でも、電源供給停止信号がアクティブモードとなるので、落雷の検出が不可能な状態で落雷をうけても、電子機器を保護できる。
【００２２】
また、アンテナが屋外に設けられ、かつ、受信レベル監視手段から電源供給停止信号が光信号として保護スイッチ手段へ出力されるので、当該電子機器保護装置が設けられている建屋の構造や材質に関わらず、良好な感度で受信レベルの変動が検出されると共に、同アンテナに直接落雷し、受信手段、レベル検出手段及び受信レベル監視手段が破壊された場合でも、電子機器、無停電電源装置及び発電手段を保護できる。また、落雷により送電線に発生した異常電圧が電力線を経て、受信手段、レベル検出手段及び受信レベル監視手段へ伝わり、これらが破壊された場合でも、電子機器、無停電電源装置及び発電手段には波及せず、保護できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
ＡＭ放送電波の受信レベルの強弱を検出し、検出結果に基づいて、落雷による異常電圧から電子機器を保護する電子機器保護装置を提供する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、この発明の第１の実施例である電子機器保護装置の要部の電気的構成及び同電子機器保護装置が用いられる環境を示す図である。
この例の電子機器保護装置は、同図に示すように、落雷サージ保護装置３０であり、落雷サージ保護制御部３１と、制御線３２と、電磁開閉器３３と、電力線３４と、無停電電源装置（ＵＰＳ、Uninterruptable Power Supply）３５と、発電機３６と、電力線３７とから構成され、入力側が送電線４１を介して電力供給元４２に接続される一方、出力側が電力線４３を介して電子機器４４に接続され、同落雷サージ保護制御部３１が電波塔４５に無線接続されている。
【００２５】
電力供給元４２は、通常、電力会社の変電所などであり、たとえば商用電源としての電力を供給する。電波塔４５は、ＡＭ（Amplitude Modulation、振幅変調）ラジオ放送に用いられる送信アンテナであり、ＡＭラジオ放送に対応した放送電波ａｗを発信する。落雷サージ保護制御部３１は、放送電波ａｗを継続的に受信し、この受信信号のレベルを検出して継続的に監視し、この受信レベルが所定の基準値を超えて変動したときにアクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓを制御線３２を介して電磁開閉器３３へ出力する。電磁開閉器３３は、落雷サージ保護制御部３１の電源供給停止信号ｐｓｓがノンアクティブモードのとき、オン状態となって電力供給元４２から送電線４１を介して伝送される電力を、電力線３４、無停電電源装置３５及び電力線４３を経て電子機器４４に供給すると共に電力線３７を経て落雷サージ保護制御部３１に供給する一方、同電源供給停止信号ｐｓｓがアクティブモードのとき、オフ状態となって同電力の供給を停止する。
【００２６】
無停電電源装置３５は、たとえば内蔵バッテリなどの電気エネルギー蓄積手段を有し、電磁開閉器３３から電力が供給されるとき、電子機器４４及び落雷サージ保護制御部３１に対して同電力をそのまま動作用電源として供給する一方、同電磁開閉器３３から同電力が供給されなくなったとき（たとえば、電磁開閉器３３がオフ状態のときや、電磁開閉器３３がオン状態でも停電のとき）、上記電子機器４４及び落雷サージ保護制御部３１に対して上記電気エネルギー蓄積手段から電力を供給する。発電機３６は、電磁開閉器３３から電力が供給されなくなったとき、無停電電源装置３５の指令により上記電気エネルギー蓄積手段に対して電力を補給する。電子機器４４は、たとえばコンピュータなどの電子機器であり、電力線４３を経て電力供給を受けて稼動する機器である。落雷ｔｈａ及び落雷ｔｈｂは、自然現象で発生する雷であり、同落雷ｔｈａは放送電波ａｗに対してノイズとして干渉し、また、同落雷ｔｈｂは、送電線４１に対して直撃雷及び誘導雷として、異常電圧を発生する。
【００２７】
図２は、図１中の落雷サージ保護制御部３１の電気的構成を示すブロック図である。
この落雷サージ保護制御部３１は、同図２に示すように、受信アンテナ５１と、チューナ部５２と、レベル検出部５３と、制御部５４と、制御開閉器５５と、制御部電源機構５６とから構成されている。受信アンテナ５１は、放送電波ａｗを継続的に受信する。特に、この実施例では、この受信アンテナ５１は、屋内又は落雷サージ保護制御部３１の内部にあり、落雷は発生しない。チューナ部５２は、受信アンテナ５１が受信した放送電波ａｗの受信信号ｒｓａを生成する。レベル検出部５３は、受信信号ｒｓａのレベルを検出して受信レベルｒｓｖを算出する。
【００２８】
制御部５４は、受信レベルｒｓｖを継続的に監視し、同受信レベルｒｓｖが所定の基準値を超えて変動したときにアクティブモードの制御信号ｃｔｒを制御開閉器５５へ出力する一方、同受信レベルｒｓｖの変動が同基準値以下のとき、同制御信号ｃｔｒをノンアクティブモードとする。特に、この実施例では、制御部５４は、制御信号ｃｔｒをアクティブモードからノンアクティブモードに遷移させる状態になったとき、所定の遅延時間が経過した後に同ノンアクティブモードとする。この遅延時間は、発電機３６が無停電電源装置３５の電気エネルギー蓄積手段に対して電力を完全に補給（電気エネルギー蓄積手段がバッテリであれば、満充電とする）可能な時間に設定されている。
【００２９】
また、受信レベルｒｓｖが上記基準値を超えて変動した状態は、受信信号ｒｓａがなく、同受信レベルｒｓｖがレベル検出部５３で算出されない状態を含む。制御開閉器５５は、アクティブモード／ノンアクティブモードの制御信号ｃｔｒに基づいてアクティブモード／ノンアクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓを制御線３２を介して電磁開閉器３３へ出力する。特に、この実施例では、制御開閉器５５は、電力線３７を経て供給される電力をノンアクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓとして出力する。また、アクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓが出力される状態は、電力線３７を経て供給される電力を制御開閉器５５で遮断する状態である。制御部電源機構５６は、電力線３７を経て供給される電力を、チューナ部５２、レベル検出部５３及び制御部５４に供給する。
【００３０】
次に、この例の落雷サージ保護装置３０の動作について説明する。
この落雷サージ保護装置３０では、落雷が発生していない通常の状態の場合、電波塔４５からの放送電波ａｗが受信アンテナ５１で継続的に受信される。チューナ部５２では、受信アンテナ５１で受信された放送電波ａｗの受信信号ｒｓａがレベル検出部５３へ送出される。レベル検出部５３では、チューナ部５２から送出された受信信号ｒｓａに基づいて受信レベルｒｓｖが算出され、制御部５４に送出される。制御部５４では、レベル検出部５３より送出された受信レベルｒｓｖが継続的に監視され、同受信レベルｒｓｖが安定している場合には、落雷がないものとして、制御開閉器５５に対して、回路を閉じる（オン状態とする）ように制御信号ｃｔｒを送出し続ける。
【００３１】
制御開閉器５５では、制御部５４から送出された制御信号ｃｔｒに基づいて、回路を閉じ（オン状態とする）、無停電電源装置３５から電力線３７を経て供給された電力がノンアクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓとして制御線３２を介して電磁開閉器３３へ出力される。電磁開閉器３３では、ノンアクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓを受け、回路を閉じることにより（オン状態）、送電線４１から供給される電力が電力線３４に送出される。無停電電源装置３５では、電力線３４から送出される電力が、電力線３７及び電力線４３へ送出される。
【００３２】
一方、送電線４１からの電力供給が途絶え、停電した状態の場合、無停電電源装置３５では、内蔵バッテリなどに蓄積されていたエネルギー及び発電機３６から供給される電力により、引き続き安定した電力が生成され、電力線３７及び電力線４３へ送出される。このため、落雷サージ保護制御部３１では、通常の場合と同様の動作が継続して行われ、また、電子機器４４に対する電力供給も継続される。これにより、電磁開閉器３３は、継続して回路を閉じ続ける。また、発電機３６は、無停電電源装置３５の電力生成が開始されたことを受け、同無停電電源装置３５が電力生成するに必要な電力を供給する。
【００３３】
送電線４１からの電力供給が再開され、復電した状態では、閉じ続けていた電磁開閉器３３及び電力線３４を経て、無停電電源装置３５に電力供給が行われる。これにより、通常の場合と同様の動作に戻り、発電機３６では、無停電電源装置３５が電力線３４からの電力供給が再開したことを受け、無停電電源装置３５への電力供給が停止される。
【００３４】
また、落雷ｔｈａが発生した場合、電波塔４５からの放送電波ａｗは、同落雷ｔｈａの電気的干渉によりレベルが変動する。通常時と同様に、チューナ部５２では受信アンテナ５１で受信された放送電波ａｗの受信信号ｒｓａがレベル検出部５３に送出され、同レベル検出部５３では、チューナ部５２からの受信信号ｒｓａに基づいて受信レベルｒｓｖが算出され、制御部５４に送出される。制御部５４では、レベル検出部５３より送られた受信レベルｒｓｖが継続的に監視され、たとえば“通常値の２％”のように、設置環境による受信感度にあわせて、ノイズなどによる誤動作が発生しにくくなるように予め設定されている値以上のレベル変動が検知された場合、落雷が発生しているものとして、制御開閉器５５に対し、回路を開く（オフ状態）ように制御信号ｃｔｒが送出される。制御開閉器５５では、制御部５４の制御信号ｃｔｒに基づいて回路を開き（オフ状態）、制御線３２に送出されていたノンアクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓがアクティブモードとされる。電磁開閉器３３では、電源供給停止信号ｐｓｓがアクティブモードとなったことを受けて回路を開き（オフ状態）、送電線４１と電力線３４との接続がオフ状態とされる。これにより、無停電電源装置３５では、電力線３４からの電力供給が途絶え、同無停電電源装置３５及び発電機３６では、停電時と同様の動作が行われる。このため、電子機器４４には、安定した電力が継続して供給される。
【００３５】
この状態で、落雷ｔｈｂによる直撃雷又は誘導雷によって、送電線４１に異常電圧が発生した場合、電磁開閉器３３が開いているため、落雷サージ保護制御部３１、電子機器４４、無停電電源装置３５及び発電機３６には異常電圧が伝わらず、保護される。通常、発電機３６が起動して無停電電源装置３５に電力供給を開始するまでに若干の時間を要するため、その間、無停電電源装置３５の内蔵バッテリに蓄積されていたエネルギーを元にして電力が生成され、電子機器４４に電力が供給される。
【００３６】
ここで、無停電電源装置３５では、発電機３６から電力が供給された場合、ならびに電力線３４から電力が供給された場合、これらの電力を元にして電子機器４４に対して電力供給が行われるが、これに併せて、蓄積されていたエネルギーによって電力供給した際に減少したエネルギーの補給も行われる。この場合、電力線３４からの電力供給が小刻みに途絶えると、発電機３６が起動して無停電電源装置３５に電力供給を開始する前に復電する事態が繰り返されることになる。電力線３４からの電力供給がない状態では、無停電電源装置３５は、蓄積されているエネルギーを使い続けるが、同電力線３４からの電源供給が回復すると、発電機３６は、無停電電源装置３５に電力供給する前に停止する。電力線３４からの電源供給が回復した場合においても、無停電電源装置３５で減少したエネルギーを充分補給するには時間を要するため、電力線３４からの電力供給と停止とが繰り返されることにより、最終的に無停電電源装置３５に蓄積されているエネルギーが枯渇し、発電機３６が起動するまで、電子機器４４に対して電力が供給がされくなる事態が発生する。
【００３７】
このような事態を防止するために、電力線３４の元である送電線４１からの電力供給が小刻みに途絶えた場合に、発電機３６を起動して無停電電源装置３５が消耗したエネルギーを充分補給できる時間を監視時間（遅延時間）として、予め設定しておく。すなわち、送電線４１からの電力供給が再開した場合においても、監視時間の間は、制御部５４から制御開閉器５５に対し、回路を開く（オフ状態）制御信号ｃｔｒを送出し続ける。これにより、制御開閉器５５は電磁開閉器３３を開き続け、送電線４１からの電力が電力線３４に伝送されない状態が継続される。このため、発電機３６が起動され、無停電電源装置３５に対して電力が供給され、同無停電電源装置３５では、減少したエネルギーが完全に補給される。なお、監視時間は、無停電電源装置３５で減少したエネルギーが完全に補給される時間以上であれば良い。このため、一度落雷が発生した後に暫く落雷が継続する場所に落雷サージ保護装置３０を設置する場合、上記監視時間を、無停電電源装置３５で減少したエネルギーが完全に補給される時間以上であって、かつ、たとえば落雷が継続する平均時間として設定しても良い。
【００３８】
制御部５４では、監視時間として設定された時間内に再びレベル検出部５３からの受信レベルｒｓｖの変動が検出された場合は、落雷が継続しているものとして制御開閉器５５に対し、回路を開く（オフ状態）制御信号ｃｔｒを送出し続ける。また、制御部５４では、監視時間として設定された時間内に再び受信レベルｒｓｖの変動が検出されず、監視時間が経過した場合は、落雷が終了したものとして、制御開閉器５５に対し、回路を閉じる（オフ状態）ための制御信号ｃｔｒを送出する。以降、通常動作に戻る。なお、落雷以外の要因で、制御部５４で受信レベルｒｓｖの変動が検出された場合でも、落雷時と同様の動作が行われるが、電子機器４４の電力供給は継続されるので、問題にはならない。
【００３９】
また、電波塔４５からの放送電波ａｗがなくなった場合、制御部５４では、受信レベルｒｓｖが未検出となるが、この場合は、電波塔４５に対して落雷があったものとして、受信レベルｒｓｖの変動を検出した場合と同様に制御開閉器５５に対し、回路を開く（オフ状態）ための制御信号ｃｔｒを送出する。制御開閉器５５では、制御部５４の制御信号ｃｔｒに基づいて回路を開き（オフ状態）、アクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓを制御線３２を介して電磁開閉器３３へ出力する。これにより、電磁開閉器３３がオフ状態となる。以降、落雷ｔｈａが発生した状態と同様の動作が行われ、電波塔４５からの放送電波ａｗが再度検出された場合は、制御部５４では、制御開閉器５５に対し、回路を閉じる（オン状態）ための制御信号ｃｔｒ信号が送出され、以降、通常時の動作に戻る。
【００４０】
以上のように、この第１の実施例では、放送電波ａｗの状態に基づいて落雷状況が監視されるので、落雷検出時にタイムラグがなく保護動作が行われる。また、放送電波ａｗが受信されなくなった場合でも保護動作が行われるので、落雷の検出が不可能な状態で落雷をうけても、電子機器が保護される。また、アクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓが出力される状態は、電力線３７を経て供給される電力を制御開閉器５５で遮断することにより、電磁開閉器３３をオフ状態とする状態であるので、落雷サージ保護制御部３１が故障して電源供給停止信号ｐｓｓが停止した場合でも保護動作が行われ、落雷の検出が不可能な状態で落雷を受けても、電子機器が保護される。
【実施例２】
【００４１】
図３は、この発明の第２の実施例である落雷サージ保護装置の要部の電気的構成及び同落雷サージ保護装置が用いられる環境を示す図であり、第１の実施例を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
この例の落雷サージ保護装置３０Ａでは、同図３に示すように、図１中の落雷サージ保護制御部３１及び制御線３２に代えて、異なる構成の落雷サージ保護制御部３１Ａ及び制御線３２Ａが設けられ、かつ補助開閉器３８及び電力線３９が付加されている。電力線３９は、電力供給元４２から送電線４１を介して伝送される電力を落雷サージ保護制御部３１Ａへ供給する。同電力線３９が送電線４１より電力を受けるため、落雷ｔｈｂが送電線４１及び同電力線３９を経て落雷サージ保護制御部３１Ａに到達する可能性がある。
【００４２】
落雷サージ保護制御部３１Ａは、屋外で放送電波ａｗを受信するための図示しないアンテナを有し、また、電源供給停止信号ｐｓｓを光信号として出力する構成とされている。同アンテナは、屋外に設置されているため、落雷ｔｈａが直接到達する可能性がある。制御線３２Ａは、ガラス素材などの非電導素材で構成された光ファイバなどの信号線であり、落雷サージ保護制御部３１Ａからの光信号として電源供給停止信号ｐｓｓを補助開閉器３８へ伝送する。この制御線３２Ａが非電導素材で構成されていることにより、落雷サージ保護制御部３１Ａが落雷による異常電圧によって破壊される事態が発生した場合でも、その異常電圧は、電磁開閉器３３、電子機器４４、無停電電源装置３５及び発電機３６に波及しない。
【００４３】
補助開閉器３８は、たとえばフォトカプラなどを有し、落雷サージ保護制御部３１Ａから光信号としての電源供給停止信号ｐｓｓを制御線３２Ａを介して入力し、同光信号を電気信号に変換して電磁開閉器３３へ供給する。特に、この実施例では、補助開閉器３８は、光信号を検出した場合には、回路を閉じ、電力線３７で伝送される電力を電磁開閉器３３に供給し、同電磁開閉器３３に対して閉じる（オン状態）動作をさせる一方、光信号を検出しない場合は、回路を開き、電力線３７から電磁開閉器３３への電力供給を絶ち、電磁開閉器３３に開く（オフ状態）動作をさせる。他は、図１と同様の構成である。
【００４４】
図４は、図３中の落雷サージ保護制御部３１Ａの電気的構成を示すブロック図であり、第１の実施例を示す図２中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
この落雷サージ保護制御部３１Ａでは、同図４に示すように、図２中の受信アンテナ５１及び制御開閉器５５に代えて、屋外に設けられた受信アンテナ５１Ａ及び異なる機能を有する閉信号発信器５７が設けられている。また、電力線３９が制御部電源機構５６に接続されている。受信アンテナ５１Ａは、屋外に設置されて放送電波ａｗを受信する。閉信号発信器５７は、制御部電源機構５６から電源供給を受け、制御部５４からのアクティブモード／ノンアクティブモードの制御信号ｃｔｒに基づいてアクティブモード／ノンアクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓを光信号として制御線３２Ａを介して補助開閉器３８へ出力する。特に、この実施例では、閉信号発信器５７は、アクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓとして光信号を消灯の形で出力する一方、ノンアクティブモードの電源供給停止信号ｐｓｓとして光信号を発光の形で出力する。
【００４５】
次に、この例の落雷サージ保護装置３０Ａの動作について説明する。
この落雷サージ保護装置３０Ａでは、落雷が発生していない通常の状態の場合、電波塔４５からの放送電波ａｗが受信アンテナ５１Ａで継続的に受信される。チューナ部５２では、受信アンテナ５１Ａで受信された放送電波ａｗの受信信号ｒｓａがレベル検出部５３へ送出される。レベル検出部５３では、チューナ部５２から送出された受信信号ｒｓａに基づいて受信レベルｒｓｖが算出され、制御部５４に送出される。制御部５４では、レベル検出部５３より送出された受信レベルｒｓｖが継続的に監視され、同受信レベルｒｓｖが安定している場合には、落雷がないものとして、閉信号発信器５７に対して、回路を閉じる（オン状態とする）ように制御信号ｃｔｒを送出し続ける。
【００４６】
閉信号発信器５７では、制御部５４から送出された制御信号ｃｔｒに基づいて光信号を発生し、制御線３２Ａを介して補助開閉器３８送出される。補助開閉器３８では、制御線３２Ａからの光信号が検出され、回路を閉じることにより、電力線３７からの電力が電磁開閉器３３へ出力される。電磁開閉器３３では、補助開閉器３８からの電力を受け、回路を閉じることにより、送電線４１から供給される電力が電力線３４に送出される。無停電電源装置３５では、電力線３４から送出される電力が、電力線３７及び電力線４３へ送出される。
【００４７】
一方、送電線４１からの電力供給が途絶え、停電した状態の場合、落雷サージ保護制御部３１Ａの動作が停止する。このため、閉信号発信器５７に対する電力供給が途絶え、光信号が発生しなくなる。これにより、制御線３２Ａへの光信号が消灯するため、補助開閉器３８では開信号として検知され、電力線３７を経て供給された電力が電磁開閉器３３に伝送されなくなる。よって、電磁開閉器３３は回路を開き（オフ状態）、送電線４１供給される電力が電力線３４に伝送されなくなる。このとき、無停電電源装置３５では、内蔵バッテリなどに蓄積されていたエネルギー及び発電機３６から供給される電力により、引き続き安定した電力が生成され、電力線３７及び電力線４３へ送出される。このため、落雷サージ保護制御部３１では、通常の場合と同様の動作が継続して行われ、また、電子機器４４に対する電力供給も継続される。また、発電機３６は、無停電電源装置３５の電力生成が開始されたことを受け、同無停電電源装置３５が電力生成するに必要な電力を供給する。
【００４８】
送電線４１からの電力供給が再開され、復電した状態では、落雷サージ保護制御部３１Ａの動作が再開され、正常時の動作ルーチンに戻る。これにより、閉信号発信器５７に対する電力供給も戻り、光信号が発生する状態になる。補助開閉器３８では、停電中も電力線３７より電力供給を受けており、発生した光信号が閉信号として検知され、電力線３７を経て伝送される電力が電磁開閉器３３に供給される。これにより、電磁開閉器３３では回路を閉じ（オン状態）、送電線４１を経て供給される電力が電力線３４に伝送され、無停電電源装置３５に電力供給が行われる。これにより、通常の場合と同様の動作に戻り、発電機３６では、無停電電源装置３５が電力線３４からの電力供給が再開したことを受け、無停電電源装置３５への電力供給が停止される。
【００４９】
また、落雷ｔｈａが発生した場合、電波塔４５からの放送電波ａｗは、同落雷ｔｈａの電気的干渉によりレベルが変動する。通常時と同様に、チューナ部５２では受信アンテナ５１で受信された放送電波ａｗの受信信号ｒｓａがレベル検出部５３に送出され、同レベル検出部５３では、チューナ部５２からの受信信号ｒｓａに基づいて受信レベルｒｓｖが算出され、制御部５４に送出される。制御部５４では、レベル検出部５３より送られた受信レベルｒｓｖが継続的に監視され、たとえば“通常値の２％”のように、設置環境による受信感度にあわせて、ノイズなどによる誤動作が発生しにくくなるように予め設定されている値以上のレベル変動が検知された場合、落雷が発生しているものとして、閉信号発信器５７に対し、回路を開く（オフ状態）ように制御信号ｃｔｒが送出される。閉信号発信器５７では、制御部５４の制御信号ｃｔｒに基づいて光が消灯され、制御線３２Ａに送出されていた光信号が停止される。補助開閉器３８では、制御線３２Ａの光信号がなくなったことを受けて回路を開き（オフ状態）、無停電電源装置３５から電力線３７を経て供給される電力を電磁開閉器３３に伝送しない。電磁開閉器３３では、補助開閉器３８から電力が供給されなくなったことを受けて回路を開き（オフ状態）、送電線４１と電力線３４との接続がオフ状態とされる。これにより、無停電電源装置３５では、電力線３４からの電力供給が途絶え、同無停電電源装置３５及び発電機３６では、停電時と同様の動作が行われる。このため、電子機器４４には、安定した電力が継続して供給される。
【００５０】
この状態で、落雷ｔｈｂによる直撃雷又は誘導雷によって、送電線４１に異常電圧が発生した場合、電磁開閉器３３が開いているため、落雷サージ保護制御部３１Ａ、電子機器４４、無停電電源装置３５及び発電機３６には異常電圧が伝わらず、保護される。また、この状態で、落雷ｔｈｂが発生し、異常電圧が電力線３９を経て落雷サージ保護制御部３１Ａに到達し、制御部電源機構５６をはじめとして落雷サージ保護制御部３１Ａが破壊される場合があるが、電磁開閉器３３がオフ状態であり、併せて、制御線３２Ａが非電導素材で構成されているため、同異常電圧が補助開閉器３８に伝わらないため、電子機器４４、無停電電源装置３５及び発電機３６にも同異常電圧が伝わらず、保護される。また、この状態で、屋外に設置されている受信アンテナ５１Ａに直接落雷し、異常電圧によってチューナ部５２をはじめとする落雷サージ保護制御部３１Ａが破壊される場合があるが、この場合においても、電磁開閉器３３がオフ状態であり、併せて、制御線３２Ａが非電導素材で構成されているため、同異常電圧が補助開閉器３８に伝わらないため、電子機器４４、無停電電源装置３５及び発電機３６にも同異常電圧が伝わらず、保護される。また、落雷サージ保護制御部３１Ａが破壊されている間は、制御線３２Ａには光信号が送出されず、電磁開閉器３３がオフ状態のため、落雷に対する保護状態が継続され、無停電電源装置３５から電子機器４４に対して安全に電源供給が継続される。
【００５１】
また、第１の実施例と同様に、送電線４１からの電力供給が小刻みに途絶えた場合に、発電機３６を起動して無停電電源装置３５が消耗したエネルギーを充分補給できる時間が監視時間（遅延時間）として予め設定されている。すなわち、送電線４１からの電力供給が再開した場合においても、監視時間の間は、制御部５４から閉信号発信器５７に対し、回路を開く（オフ状態とする）制御信号ｃｔｒを送出し続ける。これにより、閉信号発信器５７は、補助開閉器３８を介して電磁開閉器３３を開き続け（オフ状態）、送電線４１からの電力が電力線３４に伝送されない状態が継続される。このため、発電機３６が起動され、無停電電源装置３５に対して電力が供給され、同無停電電源装置３５では、減少したエネルギーが完全に補給される。
【００５２】
制御部５４では、監視時間として設定された時間内に再びレベル検出部５３からの受信レベルｒｓｖの変動が検出された場合は、落雷が継続しているものとして閉信号発信器５７に対し、回路を開く（オフ状態）制御信号ｃｔｒを送出し続ける。また、制御部５４では、監視時間として設定された時間内に再び受信レベルｒｓｖの変動が検出されず、監視時間が経過した場合は、落雷が終了したものとして、閉信号発信器５７に対し、回路を閉じる（オフ状態）制御信号ｃｔｒを送出する。以降、通常動作に戻る。また、電波塔４５からの放送電波ａｗがなくなった場合、制御部５４では、受信レベルｒｓｖが未検出となるが、この場合は、電波塔４５に対して落雷があったものとして、受信レベルｒｓｖの変動を検出した場合と同様に閉信号発信器５７に対し、回路を開く（オフ状態）ように制御信号ｃｔｒを送出する。閉信号発信器５７では、制御部５４の制御信号ｃｔｒに基づいて回路を開き（オフ状態）、制御線３２Ａに対する光信号の送出を停止する。以降、落雷ｔｈａが発生した状態と同様の動作が行われ、電波塔４５からの放送電波ａｗが再度検出された場合は、制御部５４では、閉信号発信器５７に対し、回路を閉じる（オン状態）ための制御信号ｃｔｒが送出され、以降、通常時の動作に戻る。
【００５３】
以上のように、この第２の実施例では、受信アンテナ５１Ａが屋外に設けられ、かつ、閉信号発信器５７から電源供給停止信号ｐｓｓが光信号として制御線３２Ａを介して補助開閉器３８へ出力されるので、第１の実施例の利点に加え、落雷サージ保護装置３０Ａが設けられている建屋の構造や材質に関わらず、良好な感度で受信レベルｒｓｖの変動が検出されると共に、同受信アンテナ５１Ａに直接落雷して落雷サージ保護制御部３１Ａが破壊された場合でも、電子機器４４、無停電電源装置３５及び発電機３６が保護される。また、落雷ｔｈｂにより送電線４１に発生した異常電圧が電力線３９を経て落雷サージ保護制御部３１Ａへ伝わり、同落雷サージ保護制御部３１Ａが破壊された場合でも、電子機器４４、無停電電源装置３５及び発電機３６には波及せず、保護される。
【００５４】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成は同実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、この発明に含まれる。
たとえば、落雷サージ保護制御部３１，３１Ａにより、電波塔４５からの放送電波ａｗを検出すると同時に、他の複数のＡＭラジオ電波などの放送電波も受信して監視し、冗長化することにより、さらに動作を安定させることができる。また、発電機３６は、たとえば燃料電池などで構成しても良い。また、上記各実施例では、放送電波ａｗは、ＡＭラジオ放送に対応しているが、レベル検出部５３で受信信号ｒｓａのレベルを検出可能であれば良く、ＡＭ放送電波に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
この発明は、商用電源により動作する電子機器などに対して、落雷から保護する必要がある場合全般に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】この発明の第１の実施例である電子機器保護装置の要部の電気的構成及び同落雷サージ保護装置が用いられる環境を示す図である。
【図２】図１中の落雷サージ保護制御部３１の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の第２の実施例である落雷サージ保護装置の要部の電気的構成及び同落雷サージ保護装置が用いられる環境を示す図である。
【図４】図３中の落雷サージ保護制御部３１Ａの電気的構成を示すブロック図である。
【図５】特許文献１に記載された雷サージプロテクタの電気的構成を示すブロック図である。
【図６】特許文献２に記載された落雷サージ警告装置の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５７】
３０，３０Ａ 落雷サージ保護装置（電子機器保護装置）
３１，３１Ａ 落雷サージ保護制御部（電子機器保護装置の一部）
３２，３２Ａ 制御線（電子機器保護装置の一部）
３３ 電磁開閉器（電子機器保護装置の一部、保護スイッチ手段）
３４ 電力線（電子機器保護装置の一部）
３５ 無停電電源装置（電子機器保護装置の一部）
３６ 発電機（電子機器保護装置の一部、発電手段）
３７ 電力線（電子機器保護装置の一部）
３８ 補助開閉器（電子機器保護装置の一部、保護スイッチ手段の一部）
３９ 電力線
４１ 送電線
４２ 電力供給元
４３ 電力線
４４ 電子機器
４５ 電波塔（送信アンテナ）
５１，５１Ａ 受信アンテナ（電子機器保護装置の一部、受信手段の一部）
５２ チューナ部（電子機器保護装置の一部、受信手段の一部）
５３ レベル検出部（電子機器保護装置の一部、レベル検出手段）
５４ 制御部（電子機器保護装置の一部、受信レベル監視手段の一部）
５５ 制御開閉器（電子機器保護装置の一部、受信レベル監視手段の一部）
５６ 制御部電源機構（電子機器保護装置の一部）
５７ 閉信号発信器（電子機器保護装置の一部、受信レベル監視手段の一部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放送電波を受信して受信信号を生成する受信手段と、
前記受信信号のレベルを検出するレベル検出手段と、
該レベル検出手段で検出された受信レベルを監視し、該受信レベルが所定の基準値を超えて変動したときにアクティブモードの電源供給停止信号を出力する受信レベル監視手段と、
該受信レベル監視手段の前記電源供給停止信号がノンアクティブモードのとき、オン状態となって電力供給元から送電線を介して伝送される電力を負荷としての電子機器に供給する一方、前記電源供給停止信号がアクティブモードのとき、オフ状態となって前記電子機器に対して前記電力の供給を停止する保護スイッチ手段とを備えてなることを特徴とする電子機器保護装置。
【請求項２】
前記放送電波は、
送信アンテナから送信されるＡＭラジオ放送に対応した電波であることを特徴とする請求項１記載の電子機器保護装置。
【請求項３】
前記受信手段は、
前記放送電波を継続的に受信する構成とされ、
前記受信レベル監視手段は、
前記レベル検出手段で検出された受信レベルを継続的に監視する構成とされていることを特徴とする請求項１又は２記載の電子機器保護装置。
【請求項４】
電気エネルギー蓄積手段を有し、前記保護スイッチ手段から前記電力が供給されるとき、前記電子機器、受信手段、レベル検出手段、受信レベル監視手段及び保護スイッチ手段に対して該電力をそのまま動作用電源として供給する一方、前記保護スイッチ手段から前記電力が供給されなくなったとき、前記電子機器、受信手段、レベル検出手段及び受信レベル監視手段に対して前記電気エネルギー蓄積手段から電力を供給する無停電電源装置と、
前記保護スイッチ手段から前記電力が供給されなくなったとき、前記電気エネルギー蓄積手段に対して電力を補給する発電手段とが設けられ、
前記受信レベル監視手段は、
前記電源供給停止信号をアクティブモードからノンアクティブモードに遷移させる状態になったとき、所定の遅延時間が経過した後に該ノンアクティブモードとする構成とされていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の電子機器保護装置。
【請求項５】
前記遅延時間は、
前記発電手段が前記電気エネルギー蓄積手段に対して電力を完全に補給可能な時間に設定されていることを特徴とする請求項４記載の電子機器保護装置。
【請求項６】
前記受信レベルが前記基準値を超えて変動した状態は、
該受信レベルが前記レベル検出手段で検出されない状態を含むことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の電子機器保護装置。
【請求項７】
前記受信手段は、
屋外で前記放送電波を受信するためのアンテナを有し、
前記受信レベル監視手段は、
前記電源供給停止信号を光信号として出力する構成とされ、
前記保護スイッチ手段は、
光信号としての前記電源供給停止信号を入力する構成とされていることを特徴とする請求項１記載の電子機器保護装置。
【請求項８】
前記受信手段、レベル検出手段、受信レベル監視手段及び保護スイッチ手段に対して、前記電力供給元から前記送電線を介して伝送される電力を電源として伝送するための電力線が設けられていることを特徴とする請求項７記載の電子機器保護装置。
【請求項１】
放送電波を受信して受信信号を生成する受信手段と、
前記受信信号のレベルを検出するレベル検出手段と、
該レベル検出手段で検出された受信レベルを監視し、該受信レベルが所定の基準値を超えて変動したときにアクティブモードの電源供給停止信号を出力する受信レベル監視手段と、
該受信レベル監視手段の前記電源供給停止信号がノンアクティブモードのとき、オン状態となって電力供給元から送電線を介して伝送される電力を負荷としての電子機器に供給する一方、前記電源供給停止信号がアクティブモードのとき、オフ状態となって前記電子機器に対して前記電力の供給を停止する保護スイッチ手段とを備えてなることを特徴とする電子機器保護装置。
【請求項２】
前記放送電波は、
送信アンテナから送信されるＡＭラジオ放送に対応した電波であることを特徴とする請求項１記載の電子機器保護装置。
【請求項３】
前記受信手段は、
前記放送電波を継続的に受信する構成とされ、
前記受信レベル監視手段は、
前記レベル検出手段で検出された受信レベルを継続的に監視する構成とされていることを特徴とする請求項１又は２記載の電子機器保護装置。
【請求項４】
電気エネルギー蓄積手段を有し、前記保護スイッチ手段から前記電力が供給されるとき、前記電子機器、受信手段、レベル検出手段、受信レベル監視手段及び保護スイッチ手段に対して該電力をそのまま動作用電源として供給する一方、前記保護スイッチ手段から前記電力が供給されなくなったとき、前記電子機器、受信手段、レベル検出手段及び受信レベル監視手段に対して前記電気エネルギー蓄積手段から電力を供給する無停電電源装置と、
前記保護スイッチ手段から前記電力が供給されなくなったとき、前記電気エネルギー蓄積手段に対して電力を補給する発電手段とが設けられ、
前記受信レベル監視手段は、
前記電源供給停止信号をアクティブモードからノンアクティブモードに遷移させる状態になったとき、所定の遅延時間が経過した後に該ノンアクティブモードとする構成とされていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の電子機器保護装置。
【請求項５】
前記遅延時間は、
前記発電手段が前記電気エネルギー蓄積手段に対して電力を完全に補給可能な時間に設定されていることを特徴とする請求項４記載の電子機器保護装置。
【請求項６】
前記受信レベルが前記基準値を超えて変動した状態は、
該受信レベルが前記レベル検出手段で検出されない状態を含むことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の電子機器保護装置。
【請求項７】
前記受信手段は、
屋外で前記放送電波を受信するためのアンテナを有し、
前記受信レベル監視手段は、
前記電源供給停止信号を光信号として出力する構成とされ、
前記保護スイッチ手段は、
光信号としての前記電源供給停止信号を入力する構成とされていることを特徴とする請求項１記載の電子機器保護装置。
【請求項８】
前記受信手段、レベル検出手段、受信レベル監視手段及び保護スイッチ手段に対して、前記電力供給元から前記送電線を介して伝送される電力を電源として伝送するための電力線が設けられていることを特徴とする請求項７記載の電子機器保護装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１１８７５２（Ｐ２００８−１１８７５２Ａ）
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９８３０１（Ｐ２００６−２９８３０１）
【出願日】平成１８年１１月１日（２００６．１１．１）
【出願人】（０００２３２１４０）ＮＥＣフィールディング株式会社 (373)
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１日（２００６．１１．１）
【出願人】（０００２３２１４０）ＮＥＣフィールディング株式会社 (373)
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