(57)【要約】【課題】  構造がシンプルで小型化可能であり、コストもかからず、連続する雷サージからも被保護機器を保護することが可能な雷サージ保護装置を提供する。【解決手段】  サージ保護素子と雷サージによりオフする等の動作を行う保護スイッチＳ１を有した保護回路部１６と、保護回路部１６と接続された制御部１８と、制御部１８に設けられ電源配線Ｒが接続され保護スイッチＳ１に対して反転動作等により連動する供給切換スイッチＳ３を備える。雷サージによる保護スイッチＳ１のオフ等の動作により、少なくとも音による警告を発する警告表示出力装置２２を有する。保護回路部１６と制御部１８とにより保護ユニット１４，１５を構成する。保護ユニット１４，１５は、複数が直列に接続され、電源配線Ｒに接続された保護ユニット１４の制御部１８の供給切換スイッチＳ３に、他方の保護ユニット１５の保護回路部１６の電源入力端子Ｔ１，Ｔ２が接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
雷サージによるサージ電圧から被保護機器を保護する雷サージ保護装置において、サージ保護素子と雷サージにより動作する保護スイッチを有した保護回路部と、前記保護回路部と接続された制御部と、この制御部に設けられ電源配線が接続され前記保護スイッチに対して連動して動作する供給切換スイッチと、前記雷サージによる前記保護スイッチの動作により少なくとも音による警告を発する警告表示出力装置とを備え、前記保護回路部と前記制御部とにより保護ユニットを構成したことを特徴とする雷サージ保護装置。
【請求項２】
前記制御部は、電池による電源部に接続されていることを特徴とする請求項１記載の雷サージ保護装置。
【請求項３】
前記保護ユニットは、複数が直列に接続され、前記電源配線に接続された前記保護ユニットの制御部の前記供給切換スイッチに、他方の保護ユニットの前記保護回路部の電源入力端子が接続されていることを特徴とする請求項１記載の雷サージ保護装置。
【請求項４】
前記保護ユニット、前記各保護回路部、及び前記各制御部は、コネクタを介して交換可能に形成されたことを特徴とする請求項１、２または３記載の雷サージ保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、落雷などで発生する雷サージから、電気機器や設備を保護する雷サージ保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、落雷などにより発生する雷サージの過渡的で過大なサージ電圧により、コンピュータや複写機などの電気機器や、電話やテレビなどの家電製品、その他の電気通信機器等の電気設備が破壊されるのを防止するため、電源線や信号線に雷サージ保護装置が取り付けられている。この雷サージ保護装置は、落雷などで発生した雷サージによるサージ電圧から、内蔵されたサージ防護素子により電気電子機器を保護されるものである。このサージ防護素子としては、一般に、酸化亜鉛素子によるバリスタやその他半導体素子等が用いられ、これらの素子は、一度雷サージによりサージ電圧が印加されると、動作開始電圧を超えた部分の雷サージを吸収し、そのまま破損に至る場合が多く、使い捨てされている。また、雷サージ保護装置は、内蔵するサージ防護素子に過大電圧が印加されたことを知らせる方法として、雷サージ保護装置本体に設けられたランプが消えるなどして使用者に警告するものが知られている。
【０００３】
また、特許文献１には、雷サージ保護装置に制御用のマイコンを設けて、雷サージによるサージ電圧が印加されると、マイコン制御による警告表示とブザーにより、サージ電圧が発生したことを知らせ、一定時間後に、被保護機器へ供給する電源を遮断する装置が提案されている。また、特許文献２は、雷サージ保護装置のサージ保護素子に放電ギャップ式ガス避雷器を使用した過電圧保護装置を開示しており、この過電圧保護装置は続流遮断能力を有する。さらに、時延動作瞬時釈放装置を備えた過電流保護遮断装置を設けたものである。そして、警告表示により報知する装置が開示されている。
【特許文献１】特開平５−３２６１０８号公報
【特許文献２】特開２００３−１４３７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術では、雷サージが発生し、雷サージ保護装置が作動すると、内蔵するサージ防護素子は破損する場合が多い。サージ防護素子は、破損するとサージ防護機能が無くなるため、一般に、雷サージ保護装置を丸ごと交換しなければならない。しかし、電気機器や設備の周辺に雷サージ保護装置を取り付ける場合、できるだけ目立たない場所や機器の隙間などに設置されている。そのため、雷サージが発生しサージ素子が破損しても、なかなか気が付き難い問題があった。また、ランプやＬＥＤの消灯などにより破損状態を表す表示灯が設けられていても、被保護機器などの物陰に隠れてしまい、気が付きにくい問題が残るものであった。
【０００５】
そのほか、特許文献１では、警告表示及びブザーの起動によるサージ電圧発生の報知後、一定時間過ぎると被保護機器へ供給する電源を遮断するなど、一連の動作をマイコンにより制御している。一般に、雷サージ保護装置は、サージ電圧が印加されると破壊される場合が多いため、全交換して使用されるが、特許文献１に開示される雷サージ保護装置は、構造が複雑で、コストもかかるものであり、使い捨てするには経済的でない。さらに、雷サージ保護装置は、一般的に機器の隙間など物陰に設置する場合が多いが、構造が複雑なため、小型が難しい問題が残る。
【０００６】
特許文献２では、雷サージのサージ電圧から機器を保護する過電圧保護装置に続流を遮断する機能も持たせ、過電圧保護装置によりサージ遮断の際には警報表示するが、この場合も、装置自体が物陰に隠れている場合、気が付きにくいと言う問題が残る。
【０００７】
さらに従来の技術の場合、雷が頻発して雷サージが続けて発生した際に、一度サージ電圧の印加によりサージ保護素子が破損すると、サージ電圧からの保護機能が消失し、被保護機器は次の雷サージで破損する可能性が残るものであった。
【０００８】
この発明は、上記従来技術の問題に鑑みて成されたもので、構造がシンプルで小型化可能であり、コストもかからず、連続する雷サージからも被保護機器を保護することが可能な雷サージ保護装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、雷サージによるサージ電圧から被保護機器を保護する雷サージ保護装置であって、サージ保護素子と雷サージによりオフする等の動作を行う保護スイッチを有した保護回路部と、前記保護回路部と接続された制御部と、この制御部に設けられ電源配線が接続され前記保護スイッチに対して反転動作等により連動する供給切換スイッチと、前記雷サージによる前記保護スイッチのオフ等の動作により、少なくとも音による警告を発する警告表示出力装置とを備え、前記保護回路部と前記制御部とにより保護ユニットを構成した雷サージ保護装置である。
【００１０】
前記制御部は、内蔵または外部の電池による電源部に接続されている。さらに、前記保護ユニットは、複数が直列に接続され、前記電源配線に接続された前記保護ユニットの制御部の供給切換スイッチに、他方の保護ユニットの前記保護回路部の電源入力端子が接続されているものである。そして、前記保護ユニット、前記各保護回路部、及び前記各制御部は、コネクタを介して交換可能に形成されているものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の雷サージ保護装置によれば、サージ電圧などが印加され、サージ保護素子が破壊された際に、確実に雷サージによる被害を警告することができるものである。さらに、電池による電源部により動作可能な制御部を設けることにより、設置可能な機器を選ばず、広い範囲に利用可能となる。また、警告音で報知するため、確実にサージ電圧が印加されたことを認識できるものである。そして、サージ電圧が印加されサージ保護素子が破壊された際には、常に破壊されたサージ保護素子の交換を促すことが可能なものである。
【００１２】
また、連続して発生した雷サージからも、連結形成可能な保護回路部により、被保護機器を雷サージから保護することが可能なものである。そのほか、マイコンなど複雑な部品を使用せず、構造がシンプルなため、コストも比較的かからず、小型化も可能であるため、接地場所のスペース効率もよいものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の雷サージ保護装置の一実施形態について、図１を基にして説明する。この実施形態の雷サージ保護装置１０は、雷サージから電気機器及び設備など被保護機器１２を保護するために使用される。雷サージ保護装置１０は、図１に示すように、被保護機器１２に電力を供給する単層または三相電源などの１次供給電源の電源配線Ｒの途中に分岐配線Ａを接続して取り付けられ、複数の保護ユニット、例えば２組の保護ユニット１４，１５から構成されている。保護ユニット１４，１５には、酸化亜鉛素子等のバリスタやその他半導体素子による図示しないサージ保護素子、及びヒューズやスイッチ等の保護スイッチＳ１などから形成された保護回路部１６が各々設けられている。また、各保護回路部１６は、接地されたアース端子Ｅと、電源配線Ｒからの分岐配線Ａが接続される電源入力端子Ｔ１，Ｔ２が設けられている。また、保護スイッチＳ１は、保護回路部１６に設けられた図示しないコネクタに接続され、このコネクタを経て連結線Ｃを介して制御部１８と接続されている。
【００１４】
制御部１８は、例えば、リレーまたはスイッチなどを備え、電源配線Ｒから被保護機器１２への分岐配線Ａに並列に接続される電源入力端子Ｔ３，Ｔ４が設けられている。また、保護回路部１６に連結された連結線Ｃは、制御部１８の図示しないコネクタを介して、電源入力を切り換える切換スイッチＳ２につながっている。さらに、制御部１８には、電源入力端子Ｔ３，Ｔ４に接続された分岐配線Ａの接続を切り換える供給切換スイッチＳ３と、電源入力の切り換えに連動する警報スイッチＳ４が設けられている。供給切換スイッチＳ３は、切換スイッチＳ２に対して例えば反転動作により連動する。供給切換スイッチＳ３と、警報スイッチＳ４は、各々制御部１８に設けられた図示しないコネクタにつながっている。そして、保護回路部１６と、それに連結された制御部１８とにより１組の保護ユニット１４が構成されている。
【００１５】
さらに、供給切換スイッチＳ３は、連結配線Ｂを介して、他方の保護ユニット１５の電源入力端子Ｔ１，Ｔ２に接続されている。他方の保護ユニット１５も、上記と同様の回路構成により形成されている。そして、他方の保護ユニット１５の制御部１８には、警報スイッチＳ４につながった図示しないコネクタを有し、バッテリー等の電源部２０と、電源部２０により動作可能で、警告表示及び警告音が発生可能に形成された警告表示出力装置２２が接続されている。警告表示出力装置２２は、ＬＥＤ等の表示部と、ブザー等の警報音発生部とを備えている。なお、電源部２０は制御部１８内に設けても良い。
【００１６】
次に、この実施形態の雷サージ保護装置１０の動作について説明する。落雷などにより発生した雷サージが、図１に示す電源配線Ｒを伝わり、サージ電圧などの過大電圧が雷サージ保護装置１０に印加されると、保護ユニット１４を形成する保護回路部１６に設けられたサージ保護素子によりサージ電圧が吸収される。この際、サージ保護素子が破壊されると、直ちに、その保護回路部１６の保護スイッチＳ１が動作してオフになり、同じ保護ユニット１４の制御部１８への通電が遮断される等の信号が送られる。同時に他方の保護回路部１６の切換スイッチＳ１がオンする。
【００１７】
そして、保護ユニット１４の制御部１８の切換スイッチＳ２はオフになり、他方の保護ユニット１５の制御部１８の切換スイッチＳ２がオンになる。また、連動して保護ユニット１４の制御部１８の供給切換スイッチＳ３がオンし、電源通電路が切り換えられ、連結配線Ｂが分岐配線Ａを介して電源配線Ｒに接続される。これにより、１次供給電源から他方の保護ユニット１５の保護回路部１６へ電源通電路が形成される。
【００１８】
次に、再び雷サージが発生すると、電源配線Ｒから伝わったサージ電圧は、分岐配線Ａ、連結配線Ｂを経て接続された保護ユニット１５の保護回路部１６に入力し、保護回路部１６に内蔵される図示しないサージ保護素子により雷サージが吸収される。このとき、サージ保護素子が破壊された場合は、保護ユニット１５の保護スイッチＳ１が動作し、連結された制御部１８への通電を遮断する等して信号を送る。制御部１８は、電源供給が遮断されると同時に切換スイッチＳ２がオフになり、連動して、警報スイッチＳ４が通電状態に切り換えられる。
【００１９】
すると、警報スイッチＳ４に接続された電源部２０により、警告表示出力装置２２に電源供給され、警告表示出力装置２２に設けられた表示部及び警報音発生部から、警告表示及び警告音により雷サージによる異常が報知される。
【００２０】
この実施形態の雷サージ保護装置１０によれば、サージ電圧などが印加され、サージ保護素子が破壊された際でも、被保護機器１２と共有しない電池による電源部２０により動作する警告表示出力装置２２が、警告表示と警告音で報知するため、確実にサージ電圧が印加されたことを知らせるものである。そして、雷サージ保護装置１０や保護ユニット１４，１５の交換を促すものである。また、連続して発生した雷サージからも、複数連結可能に形成された保護ユニット１４，１５により、被保護機器１２を雷サージから確実に保護することが可能なものである。そのほか、マイコンなど複雑な部品を使用せず、構造がシンプルなため、コストも比較的かからないものである。また、小型化が可能であるため、設置場所のスペース効率もよいものである。
【００２１】
また、保護ユニットを構成する制御器１８は、いずれも警告表示出力装置２２が接続可能なため、連結した保護ユニット１４，１５の各々の制御部１８に警告表示出力装置２２を接続すると、サージ保護素子破壊の際に、直ちに報知され、該当する保護ユニット１４の交換を促すことが可能なものである。
【００２２】
なお、この発明の雷サージ保護装置は上記実施形態に限定されるものではなく、一組の保護回路部と制御部から形成された保護ユニットを複数連結することが可能なため、設置スペース考慮したうえで適宜連結数を増やすことが可能である。この場合、サージ電圧印加によるサージ保護素子破壊が発生すると、未破壊のサージ保護素子を有する保護ユニットに順次切換えられることにより、連続する雷サージに対する耐避雷性が向上しさらによい。
【００２３】
また、保護ユニットを形成する制御部及び保護回路部は、連結部を容易に着脱可能なコネクタなどを設けることにより、保護回路部や制御部のみの交換も可能になり、より経済的なものとなる。さらに、サージ保護素子は、サージ電圧を吸収可能に形成されていればよく、バリスタやツェナー・ダイオード、サイリスタなど、適宜選択可能なものである。
【００２４】
そのほか、制御部は、内蔵電池または外部電池等の電願により動作するものでも良く、この電源は一次電池または二次電池、コンデンサなど適宜選択可能である。電源の容量も、制御部や警告表示出力装置を動作させるに十分な容量があればよく、警告音や警告表示は、使用者により停止されるか電源容量の尽きるまで、電源供給可能なものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の一実施形態の雷サージ保護装置を取り付けた状態示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０  雷サージ保護装置
１２  被保護機器
１４，１５  保護ユニット
１６  保護回路部
１８  制御部
２０  電源部
２２  警告表示出力装置
【図１】
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