(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
続流遮断装置或いは続流遮断能力を備えた放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置(２)と、過電流保護遮断装置(３)からなる内部雷保護装置(１)であって、過電流保護遮断装置(３)に時延動作瞬時釈放装置を備えたことを特徴とする内部雷保護装置。
【請求項２】
前記時延動作瞬時釈放装置の作動開始までの時間が、前記放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置(２)の続流遮断時間よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の内部雷保護装置。
【請求項３】
所定時間の続流遮断能力を有する放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置(２)と、その続流遮断時間よりも長い引きはずし時間を持つとともに、当該放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置(２)の設置位置における地絡若しくは短絡電流以上の遮断容量を持つ過電流保護遮断装置(３)とからなる内部雷保護装置。
【請求項４】
所定時間の続流遮断能力を有する放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置(２)と、その続流遮断時間よりも長い引きはずし時間を持つとともに、当該放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置(２)の設置位置における地絡若しくは短絡電流以上の遮断容量を持つ過電流保護遮断装置(３)とからなり、放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置(２)が続流遮断能力を保有する寿命期間中は過電流保護遮断装置(３)は動作せず、放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置(２)が寿命に達した場合は、続流を過電流保護遮断装置(３)で遮断することを特徴とする内部雷保護装置。
【請求項５】
前記過電流保護遮断装置(３)に、作動したことを信号灯又は信号音等で報知する作動警報装置を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４のいずれかに記載の内部雷保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、雷サージ及び雷サージから派生する過電流及び過電圧から電子機器およびデジタルデータを保護するための改良された内部雷保護装置に関する。
【０００２】
一般に放電ギャップを用いた避雷器（放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置）には図５に示すように雷電流が通過した後に少なくとも半波（１０ｍｓ）の時間は続流が流れる。電子機器等はその続流からも保護することが必要である。
さて、避雷器には続流遮断性能を有するものと無いものとがある。たとえ続流遮断性能を有するものであっても、必ずしも設置点の短絡電流を遮断するに十分な続流遮断性能を有するとは限らない。
また、設置点の続流遮断性能を有しているとしても、避雷器にはその動作回数に寿命があり、寿命超過の場合には続流遮断は不能である。
従って、いずれにしろ避雷器を後備保護するための遮断器（過電流保護遮断器）を必要とする。
後備保護遮断器を設置する場合、もし避雷器自身が続流遮断能力を保有しているならば、
避雷器の寿命期間中はできるだけ遮断器は作動させるべきではない。
もし避雷器と同時に遮断器が遮断動作をすれば、避雷器が動作するごとに遮断器を再投入しなければならないという煩わしさが生じる。
【０００３】
同時遮断の理由を具体的に説明すると、例えば配線用遮断器の短絡電流領域の動作時間は半波（１０ｍｓ）である。これに対し避雷器の続流遮断時間は最低でも半波（１０ｍｓ）は継続する。従って前記避雷器と通常の配線用遮断器との組み合わせでは同時遮断が発生することになるのである。
【０００４】
本発明は放電ギャップ方式を採用した避雷器である放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置とこれを後備保護するための過電流保護遮断器の同時遮断性を改良して高度の安全性、信頼性、利便性、メンテナンス及び保守容易性を確保可能にすることができる内部雷保護装置を提供するものである。
【０００５】
特に本発明は、構造上、動作寿命や寿命故障を避けて通ることの出来ない放電ギャップ式の放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置の特性に着目し、雷サージに付随してその電磁波により引き起こされる続流から生じるトラブルの未然防止機能を損なうことなく、過電流保護遮断装置の的確な役割分担をサポートする装置を備える発想により、放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置と過電流保護遮断器の同時動作を防止し、相互補完的に安定してサージプロテクトができるもので、結果的に電流遮断時間を大幅に短縮可能にする内部雷保護装置の開発を目的にするものである。
【０００６】
【従来の技術】
従来にあっては雷サージ及び続流から電子機器およびデジタルデータを保護する内部雷保護装置としては、特に本発明に関連するものとして次の<１><２><３>の技術を開発し又は知見している。
<１>続流遮断装置又は続流遮断能力を持たないギャップ方式を用いた放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置と、続流遮断装置を備えた過電流遮断器とを直列に接続した内部雷保護装置。
<２>特定有限時間続流遮断装置を備えた放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置と、その続流遮断時間と等しいか又はほぼ等しい過電流保護遮断装置とを設けた内部雷保護装置。
<３>無限時間続流遮断装置を備えた放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置と、短絡電流領域における瞬時釈放装置を持たない過電流保護遮断装置とを設けた内部雷保護装置。
上記雷保護装置は、確かに電子機器及びデジタルデータを雷など不測の過電流から保護しうるものでありその点で有用である。
【０００７】
しかし、たとえ電子機器及びデジタルデータを保護する目的を重視するにしても、出来うる限り電力供給は停止せずに業務などを続けたいと考えるのが通常人の意思であるといえる。従って従来例のように、保護の要を常時においても過電流保護遮断器に置く形態は決して望まれるべきものではなく、電力供給停止の経済的損失からも、異常電流からの保護手段として十分な工夫、最終保障性が欠けていたといわざるを得ない。
【０００８】
この点上記技術を個別具体的に見てみると、<１>及び<２>は放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置が動作するごとに過電流保護遮断装置が動作し、手動により遮断を解除しなければならないという難点があった。
【０００９】
そして<３>は放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置が動作するごとに過電流保護遮断装置が動作することは防げるが、折角、後備保護遮断装置を直列に接続しておきながら、
地絡・短絡事故時に、又は放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置が寿命に達した場合に短絡電流領域では過電流保護遮断装置が保護遮断を行うことができないという難点があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その課題のひとつは放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置と過電流保護遮断器の同時動作を防止することである。
さらには雷サージ及び続流による過電流もしくは過電圧を保護するためだけではなく放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置と過電流保護遮断器の同時動作を防止することで電流遮断時間の短縮により電子機器を利用した業務停滞の防止をすることも課題である。
又この目的達成のため、過電流保護遮断装置の異常は常に外部より監視できうることが必要であり、この点もまた課題のひとつである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の内部雷保護装置は、続流遮断能力を有する放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置と、その放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置による続流遮断時間以上の引きはずし時間を備えた過電流保護遮断装置とを構成することにより、同時遮断を防止したものである。
【００１２】
ここに本発明は、続流遮断装置或いは続流遮断能力を備えた放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置と、過電流保護遮断装置からなる内部雷保護装置であって、過電流保護遮断装置に時延動作瞬時釈放装置を備えたことを特徴とする内部雷保護装置である。
【００１３】
前記時延動作瞬時釈放装置は、前記放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置の設置位置における地絡若しくは短絡電流以上の電流遮断手段を備えている。
又、時延動作瞬時釈放装置の作動開始までの時間が、前記放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置(２)の続流遮断時間よりも長い特徴がある。
そのために過電流保護遮断装置は、放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置の所定の続流遮断時間よりも長い引きはずし時間を持つとともに当該放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置の設置位置における地絡若しくは短絡電流以上の遮断容量を持っている。
【００１４】
従って前記放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置が続流遮断能力を発揮して遮断するとき乃至前記放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置が続流遮断能力を保有する寿命期間中は過電流保護遮断装置は動作せず、放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置が遮断能力を失ったときや寿命に達した場合は、続流を過電流保護遮断装置で遮断することになる。
そして過電流保護遮断装置には作動警報装置を設け、作動状態を外部に報知できるようにしている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に図面に示す実施形態について説明する。
【００１６】
【実施例】
図１は箱型取付台(５)に放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置(２)、過電流保護遮断装置(３)、端子台(４)などを収納取付けした内部雷保護装置(１)を正面から眺めた図である。
内部には端子台(４)、過電流保護遮断装置(３)、放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置(２)等が整然と並べられ、それぞれ回路の一部として互いに連結されている。
放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置(２)は続流遮断装置或いは続流遮断能力を備えているものである。
この実施形態では過電圧保護装置(２)は放電ギャップ避雷器で、半波（１０ｍｓ）の時間の続流を遮断するものを示している。
【００１７】
過電流保護遮断装置(３)には時延動作瞬時釈放装置を備えている。
放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置(２)と同時遮断作動をしないようにするためには、配線用遮断器等の過電流保護遮断装置(３)に備えられる時延動作瞬時釈放装置の動作時間を少なくとも２０〜３０ｍｓに延長している。
つまり前記瞬時釈放装置の動作開始までの時間が、放電ギャップ避雷器の続流遮断時間よりも長い当該瞬時釈放装置を持つ過電流保護遮断装置(３)として構成している。
時延動作瞬時釈放装置は、前記放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置(２)の設置位置における地絡若しくは短絡電流以上の電流遮断手段を備えたものである。
【００１８】
このようにすれば、放電ギャップ避雷器の続流遮断装置又は続流遮断性能が寿命に到達して遮断不能になった場合、或いは放電ギャップ避雷器にその他の故障が生じて過電流が発生した場合にのみ後備保護用の過電流保護遮断装置(３)が作動し過電流を遮断することになる。
言い換えれば過電流保護遮断装置(３)はすべての過電流には作動をしないで、遮断すべき時に遮断する機能を備えた内部雷保護装置に構成している。
このような構成のために、装置全体の機能は、耐久性や安全性を２段に保障しているものとなる。
【００１９】
時延動作瞬時釈放装置の動作時間を２０〜３０ｍｓに延長する具体的手段であるが、一般に遮断器の瞬時釈放装置用電磁石は主回路に直結して直列接続されており、このような構造では動作時間を２０〜３０ｍｓに延長することは困難である。
【００２０】
又、動作時間延長のためには、過電流引き外し装置の電磁石の可動鉄心にオイルダッシュポット又は機械的制動装置を連結する方法もあるが、この手段は機械的構造を複雑化することになる。
【００２１】
この実施形態では、過電流引き外し装置を改良して用い、交流を一旦整流して直流とし、
電磁石コイルと並列に「コンデンサ＋抵抗」を接続した構成として、コンデンサ容量と抵抗値を適当に調節することによって比較的容易に所望の時延を得ている。
【００２２】
又、直流電磁石のブランジャーに短絡環を設け磁束の確立を遅らせて、時延を得ることもできる。
本発明では、前記の時延手段を案出したが、動作時間を２０〜３０ｍｓに延長するものであれば、時延動作瞬時釈放装置の時延手段は問うものではない。
【００２３】
図２は箱型取付台(５)に引扉(７)を取り付けた内部雷保護装置(１)を正面から眺めた図である。
取手(８)を手前に引くことにより箱型取付台(５)と引扉(７)を開蓋分離することができる。
【００２４】
前記過電流保護遮断装置(３)には作動警報装置である信号灯(６)が接続されている。外部から視認できるように配置された引扉に取り付けられた信号灯(６)は銅線で箱型取付台(５)に収納された内部雷保護装置を構成する回路と接続されている。
信号灯(６)は、電流保護遮断装置(３)が作動した場合つまり遮断作動を報知するものである。
前記過電流保護遮断装置(３)が作動した場合には、過電流保護遮断装置(３)の補助接点によって、作動したことを信号灯(６)を点灯して報知する。
警報を報知する作動警報装置は、信号音やその他の手段でもそれらを併用してもよい。
信号灯(６)はコネクタをはずすことにより交換ができ、回路から分離することが出来る。
【００２５】
図３は内部雷保護装置(１)を備えた図１及び図２と同じ箱型取付台(５)を右側面から眺めた図である。信号灯(６)の警報が視認できる個所に設置されることになる。
【００２６】
図４はその箱型取付台(５)に設けられた内部雷保護装置(１)の回路図である。
放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置(２)、過電流保護遮断装置(３)、端子台(４)、
信号灯(６)などの接続経路が示されている。線の交点に存在する黒点は回路の分岐点であり、放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置(２)の右からの線はアースされている。
【００２７】
接地線に、放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置(２)、過電流保護遮断装置(３)、を直列に接続して端子台(４)に接続し、端子台（４）からは別途同等の過電流保護遮断装置(３)に接続した作動警報装置である信号灯（６）が接続されて設けられている。
【００２８】
図に示す実施形態の回路図や箱型取付台(５)のレイアウトは一例であり、本発明はこれに制約されるものではない。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る内部雷保護装置は、次のような技術的効果がある。
（１）放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置とこれを保護する過電流保護遮断装置の間で動作協調がとれ放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置の動作時における続流遮断時に過電流保護遮断装置の同時動作を防止し当該遮断器の不必要動作を防ぐことができる。
（２）放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置が寿命に達し、続流遮断が不能となった場合には過電流保護遮断装置が、これを遮断し放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置の設置されている回路の地絡・短絡事故を防止することができる。
（３）過電流保護遮断装置の釈放装置による自動遮断時に補助接点により警報を発し放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置の遮断作動の有無を報知し、放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置等の交換作業を適正な時点で実施する事ができる。
【００３０】
異常電圧から電子機器及びデジタルデータ保護をする装置において、段階的遮断ができて遮断安定性があり、より信頼性を高めた内部雷保護装置を提供するものであり、警報装置の付設でその保守管理を容易化し、加えて装置耐久性を高める効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内部雷保護装置の一実施形態を示すものであり、収納具として箱型取付台を用いた開蓋状態の正面図である。
【図２】本発明に係る内部雷保護装置であり、収納具に引扉が取り付けられた閉蓋状態の正面図である。
【図３】本発明に係る内部雷保護装置であり、箱型取付台に引扉が取り付けられた状態の右側面図である。
【図４】本発明に係る内部雷保護装置の一実施形態を示す回路図である。
【図５】放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置に雷電流が通過した後に流れる続流を示す閃落ギャップの挙動グラフ。
【符号の説明】
１  内部雷保護装置
２  放電ギャップ避雷器である過電圧保護装置
３  過電流保護遮断装置
４  端子台
５  箱型取付台
６  信号灯
７  引扉
８  取手
【図１】
0003665284.tif 000002
【図２】
0003665284.tif 000003
【図３】
0003665284.tif 000004
【図４】
0003665284.tif 000005
【図５】
0003665284.tif 000006