(57)【要約】      （修正有）【課題】  簡便な手段により、電流耐量の向上および装置の小型化を容易に図る。【解決手段】  低圧の単相交流または直流電源の電源線Ｌ1，Ｌ2間に一つのＺｎＯ素子１を設け、かつ、そのＺｎＯ素子１のいずれか一方の端子と大地間に放電ギャップ２を設ける。また、ＺｎＯ素子のいずれか一方の端子と電源線との間にヒューズを介挿する。さらに、低圧の三相交流電源のいずれか二相の電源線間のそれぞれに一つのＺｎＯ素子を設け、かつ、各ＺｎＯ素子のいずれか一方の共通線と大地間にヒューズを介挿する。【選択図】  図１
2006261420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧の単相交流または直流電源の電源線間に一つのＺｎＯ素子を設け、かつ、そのＺｎＯ素子のいずれか一方の端子と大地間に放電ギャップを設けたことを特徴とする耐雷保護装置。
【請求項２】
前記ＺｎＯ素子のいずれか一方の端子と前記電源線との間にヒューズを介挿した請求項１に記載の耐雷保護装置。
【請求項３】
低圧の三相交流電源のうち、いずれか二相の電源線間のそれぞれに一つのＺｎＯ素子を設け、かつ、各ＺｎＯ素子のいずれか一方の端子の共通線と大地間に放電ギャップを設けたことを特徴とする耐雷保護装置。
【請求項４】
前記ＺｎＯ素子のいずれか一方の端子の共通線と前記電源線との間にヒューズを介挿した請求項３に記載の耐雷保護装置。
【請求項５】
前記放電ギャップの設置相を一線接地相とした請求項１又は２に記載の耐雷保護装置。
【請求項６】
前記ＺｎＯ素子に故障表示器を並列に接続した請求項２又は４に記載の耐雷保護装置。
【請求項７】
前記ＺｎＯ素子を積層形とした請求項１〜６のいずれか一項に記載の耐雷保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば給湯器、洗濯機などに組み込まれ、水漏れ等による漏電を検出する漏電ブレーカまたは漏電リレー等に利用される耐雷保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば給湯器や洗濯機などでは、感電防止を目的として、水漏れ等による漏電を検出するために漏電ブレーカまたは漏電リレー等が組み込まれているのが一般的である。これら漏電ブレーカまたは漏電リレー等では、感電防止だけでなく、落雷などによる雷サージから負荷を保護するために、ＳＰＤ（サージ防護デバイス）を内蔵させた耐雷保護装置がある。
【０００３】
この耐雷保護装置は、酸化亜鉛形素子（ＺｎＯ素子）と放電ギャップを組み合わせた回路構成が主体となっている。従来、耐雷保護装置におけるＺｎＯ素子と放電ギャップの回路構成は、例えば図７に示すような単相二線の場合、各電源線Ｌ1，Ｌ2にＺｎＯ素子１１ａ，１１ｂの一方の端子を接続し、その他方の端子を共通接続してその共通線と大地間に放電ギャップ１２を設けた形態がある。また同様に、図８に示すように三相三線の場合、各電源線Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3にＺｎＯ素子１１ａ〜１１ｃの一方の端子を接続し、その他方の端子を共通接続してその共通線と大地間に放電ギャップ１２を設けた形態としている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述した耐雷保護装置における性能の一つは雷サージの電流耐量であるが、その電流耐量を向上させるためには、ＺｎＯ素子あるいは放電ギャップのいずれもサイズが大きくなり、漏電ブレーカまたは漏電リレー等の耐雷保護装置に組み込む場合に装置を小型化する上で妨げとなる。特に、電源用の耐雷保護装置では、基板上に構成回路を実装する場合に絶縁距離を大きくとる必要から、電流耐量の向上および装置の小型化が強く要望されている。
【０００５】
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、簡便な手段により、電流耐量の向上および装置の小型化を容易に図り得る耐雷保護装置を提供することある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、低圧の単相交流または直流電源の場合、その電源線間に一つのＺｎＯ素子を設け、かつ、そのＺｎＯ素子のいずれか一方の端子と大地間に放電ギャップを設けたことを特徴とする。また、低圧の三相交流電源の場合、そのいずれか二相の電源線間のそれぞれに一つのＺｎＯ素子を設け、かつ、各ＺｎＯ素子のいずれか一方の端子の共通線と大地間に放電ギャップを設けたことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る耐雷保護装置では、電源線間に一つのＺｎＯ素子を設けたことにより、従来装置よりもＺｎＯ素子の数を減少させることができるので、装置の小型化を図ることが容易となる。また、従来装置によりも大きなサイズのＺｎＯ素子を使用することができるので、電流耐量の向上を図ることも容易となる。
【０００８】
前述の構成において、単相交流または直流電源の場合、ＺｎＯ素子のいずれか一方の端子と前記電源線との間にヒューズを介挿した回路構成とし、また、三相交流電源の場合、ＺｎＯ素子のいずれか一方の端子の共通線と前記電源線との間にヒューズを介挿した回路構成とすることが望ましい。このようにすれば、耐量を超える雷サージ電流によりＺｎＯ素子あるいは放電ギャップがショートした場合であっても、そのＺｎＯ素子および放電ギャップを確実に切り離すことができる。
【０００９】
前述の構成において、放電ギャップの設置相を一線接地相とした回路構成が望ましい。このようにすれば、同一系統で複数の耐雷保護装置が使用されている場合でも、それぞれの装置における放電ギャップが同時に動作する際に、線間ショートになることを未然に防止する。
【００１０】
前述の構成において、ＺｎＯ素子に故障表示器を並列に接続した回路構成とすることが望ましい。このようにすれば、ＺｎＯ素子が劣化してヒューズが溶断することにより、そのＺｎＯ素子の劣化を故障表示器で表示して報知することが可能となる。
【００１１】
なお、前述の構成におけるＺｎＯ素子としては、積層形を使用することが望ましい。このようにＺｎＯ素子として積層形を使用すれば、装置の小型化がより一層実現容易となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電源線間に一つのＺｎＯ素子を設けたことにより、従来装置よりもＺｎＯ素子の数を減少させることができるので、装置の小型化を図ることが容易となる。また、従来装置によりも大きなサイズのＺｎＯ素子を使用することができるので、電流耐量の向上を図ることも容易となる。その結果、信頼性の高いコンパクトな耐雷保護装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１〜図６は本発明に係る耐雷保護装置の各実施形態を示す回路図である。この耐雷保護装置は、例えば給湯器や洗濯機などに漏電ブレーカまたは漏電リレー等として組み込まれ、落雷などによる雷サージから負荷を保護するＳＰＤ（サージ防護デバイス）として使用される。
【００１４】
図１に示す第一の実施形態における耐雷保護装置は、低圧の単相交流または直流電源の場合、その電源線Ｌ1，Ｌ2間に一つのＺｎＯ素子１を設け、かつ、そのＺｎＯ素子１のＬ2側端子と大地間に放電ギャップ２を設けた回路構成を具備する。
【００１５】
この第一の実施形態では、電源線Ｌ1，Ｌ2の線間に印加される雷サージについては、その電源線Ｌ1，Ｌ2の線間に設けられたＺｎＯ素子１により吸収される。また、放電ギャップ２が設けられていない電源線Ｌ1と大地間に印加される雷サージについては、ＺｎＯ素子１と放電ギャップ２と大地で閉回路を形成し、そのＺｎＯ素子１と放電ギャップ２で吸収される。さらに、放電ギャップ２が設けられた電源線Ｌ2と大地間に印加される雷サージについては、放電ギャップ２で吸収される。
【００１６】
図２に示す第二の実施形態における耐雷保護装置は、低圧の三相交流電源の場合、その二相の電源線ＲとＳ間に一つのＺｎＯ素子１ａを設けると共に二相の電源線ＳとＴ間に一つのＺｎＯ素子１ｂを設け、かつ、各ＺｎＯ素子１ａ，１ｂの一方の端子の共通線と大地間に放電ギャップ２を設けた回路構成を具備する。
【００１７】
この第二の実施形態では、電源線ＲとＳ間あるいはＳとＴ間に印加される雷サージについては、その電源線ＲとＳ間あるいはＳとＴ間に設けられたＺｎＯ素子１ａ，１ｂにより吸収される。また、放電ギャップ２が設けられていない電源線Ｒ，Ｔと大地間に印加される雷サージについては、ＺｎＯ素子１ａ，１ｂと放電ギャップ２と大地で閉回路を形成し、そのＺｎＯ素子１ａ，１ｂと放電ギャップ２で吸収される。さらに、放電ギャップ２が設けられた電源線Ｓと大地間に印加される雷サージについては、放電ギャップ２で吸収される。
【００１８】
ここで、前述の放電ギャップ２は、大地間に設置されており、かつ、単一であるため、サージ電圧によって放電ギャップ２が放電した時の線間電源電圧による続流は、接地抵抗で電流が抑制されるので流れない。また、大地間には必ず放電ギャップ２を介して接続されていることから、ＺｎＯ素子１が劣化しても続流がないので、この耐雷保護装置の電源側に漏電ブレーカや漏電リレー等が設けられていた場合、その漏電ブレーカや漏電リレー等との動作協調をとることができる。
【００１９】
なお、これらの実施形態では、電源線間に一つのＺｎＯ素子を設けているので、装置の小型化およびコスト低減が図れる。また、電源線間には放電ギャップ２がないので、放電ギャップ２での放電開始時のひげ状振動サージ電圧が発生せず、さらに、線間抑制電圧も大地間に比べて低くできると共に線間サージ耐量を大地間と同じサージ耐量とすることができる。
【００２０】
図３に示す第三の実施形態における耐雷保護装置は、低圧の単相交流または直流電源の場合で、電源線Ｌ1，Ｌ2間に一つのＺｎＯ素子１を設け、かつ、そのＺｎＯ素子１のＬ2側端子と大地間に放電ギャップ２を設けると共に、ＺｎＯ素子１のＬ2端子と電源線Ｌ2との間にヒューズ３を介挿した回路構成を具備する。
【００２１】
図４に示す第四の実施形態における耐雷保護装置は、低圧の三相交流電源の場合で、その二相の電源線ＲとＳ間に一つのＺｎＯ素子１ａを設けると共に二相の電源線ＳとＴ間に一つのＺｎＯ素子１ｂを設け、かつ、各ＺｎＯ素子１ａ，１ｂの一方の端子の共通線と大地間に放電ギャップ２を設けると共に、ＺｎＯ素子１ａ，１ｂのＳ端子と電源線Ｓとの間にヒューズ３ａ，３ｂを介挿した回路構成を具備する。
【００２２】
この第三、第四の実施形態では、万一、耐量を超えるサージ電流が流れることにより、ＺｎＯ素子１，１ａ，１ｂが劣化してショートした場合や放電ギャップ２がショートした場合でも、ヒューズ３，３ａ，３ｂの溶断により、ＺｎＯ素子１，１ａ，１ｂおよび放電ギャップ２を確実に切り離すことができる。
【００２３】
図５に示す第五の実施形態における耐雷保護装置は、低圧の単相交流または直流電源の場合で、電源線Ｌ1，Ｌ2間に一つのＺｎＯ素子１を設け、かつ、そのＺｎＯ素子１のＬ2側端子と大地間に放電ギャップ２を設けると共に、ＺｎＯ素子１のＬ2端子と電源線Ｌ2との間にヒューズ３を介挿し、ＺｎＯ素子１と並列に故障表示器４を設けた回路構成を具備する。
【００２４】
図６に示す第六の実施形態における耐雷保護装置は、低圧の三相交流電源の場合で、その二相の電源線ＲとＳ間に一つのＺｎＯ素子１ａを設けると共に二相の電源線ＳとＴ間に一つのＺｎＯ素子１ｂを設け、かつ、各ＺｎＯ素子１ａ，１ｂの一方の端子の共通線と大地間に放電ギャップ２を設けると共に、ＺｎＯ素子１ａ，１ｂのＳ端子と電源線Ｓとの間にヒューズ３ａ，３ｂを介挿し、ＺｎＯ素子１ａ，１ｂと並列に故障表示器４ａ，４ｂを設けた回路構成を具備する。
【００２５】
この第五、第六の実施形態では、ＺｎＯ素子１，１ａ，１ｂが劣化してショートした場合であっても、ヒューズ３，３ａ，３ｂが切れることにより、正常に点灯していた故障表示器４，４ａ，４ｂが消灯する。このようにしてＺｎＯ素子１，１ａ，１ｂの劣化を故障表示器４，４ａ，４ｂにより確実に報知することが可能となる。
【００２６】
なお、前述した各実施形態においては、放電ギャップ２の設置相を一線接地相とした回路構成とする。このようにすれば、同一系統で複数の耐雷保護装置が使用されている場合でも、それぞれの装置における放電ギャップ２が同時に動作する際に、線間ショートになることを未然に防止することができる。
【００２７】
また、各実施形態で使用されるＺｎＯ素子１，１ａ，１ｂとしては、積層形のものが好適である。このようにＺｎＯ素子１，１ａ，１ｂとして積層形を使用すれば、装置の小型化がより一層実現容易となる。ここで、積層形のＺｎＯ素子としては、例えば特開２００２−１８４６０７号公報（図５参照）の構造があるが、積層形の破壊モードはショートモードからオープンモードに移行するのを特徴とし、保護用ヒューズとして温度ヒューズを必要とせず電流ヒューズでよいので保護が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る耐雷保護装置の第一の実施形態を示す回路図である。
【図２】本発明に係る耐雷保護装置の第二の実施形態を示す回路図である。
【図３】本発明に係る耐雷保護装置の第三の実施形態を示す回路図である。
【図４】本発明に係る耐雷保護装置の第四の実施形態を示す回路図である。
【図５】本発明に係る耐雷保護装置の第五の実施形態を示す回路図である。
【図６】本発明に係る耐雷保護装置の第六の実施形態を示す回路図である。
【図７】耐雷保護装置の従来例を示す回路図である。
【図８】耐雷保護装置の他の従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２９】
１，１ａ，１ｂ  ＺｎＯ素子
２  放電ギャップ
３  ヒューズ
４  故障表示器
【図１】
2006261420.tif 000003
【図２】
2006261420.tif 000004
【図３】
2006261420.tif 000005
【図４】
2006261420.tif 000006
【図５】
2006261420.tif 000007
【図６】
2006261420.tif 000008
【図７】
2006261420.tif 000009
【図８】
2006261420.tif 000010