(57)【要約】【課題】構造が比較的簡単で、小型で、信頼性の高い、低価格のサージ防護デバイス（ＳＰＤ）ＳＰＤと、それを用いたサージ保護装置を提供する。【解決手段】各ＳＰＤ４０−１，４０−２は、ガスアレスタ４１と、複数個の高耐量バリスタ４２−１〜４２−５が並列に接続されたバリスタ群とが直列に接続され、更に、前記バリスタ群の両電極間に抵抗４３が接続されている。バリスタ電圧がＡＣ電源電圧のピーク値よりも高く設定されているので、通常時にはバリスタ４２−１〜４２−５を電源回路からガスアレスタ４１で絶縁する。異常電圧の侵入時には、バリスタ４２−１〜４２−５の動作電圧がＡＣ電源電圧のピーク値よりも高く設定されているので、ＡＣ電源電流の通電を遮断する。バリスタ４２−１〜４２−５に充電された電荷は、抵抗４３を介して速やかに放出され、ガスアレスタ４１の再点弧を防止する。【選択図】図１
2008206263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源電圧により動作する被防護機器に対して、異常電圧が印加された時には前記異常電圧から前記被防護機器を保護する電源用のサージ防護デバイスであって、
前記交流電源電圧が印加されるガスアレスタと、
前記ガスアレスタに対して直列に接続され、前記交流電源電圧のピーク値よりも高く設定されたバリスタ電圧をそれぞれ有する複数個の高耐量バリスタが並列に接続されたバリスタ群と、
前記バリスタ群の両電極間に接続され、前記バリスタ群の静電容量に蓄積された電荷を放電する抵抗と、
を備えたことを特徴とするサージ防護デバイス。
【請求項２】
請求項１記載のサージ防護デバイスにおいて、
前記異常電圧は、誘導雷及び直撃雷による電圧であり、
前記サージ防護デバイスは、前記誘導雷を阻止する他のサージ防護デバイスに対して協調可能な性能を持った前記直撃雷を阻止する構造であることを特徴とするサージ防護デバイス。
【請求項３】
請求項１記載のサージ防護デバイスにおいて、
前記ガスアレスタは、不活性化ガスを用いたことを特徴とするサージ防護デバイス。
【請求項４】
交流電源電圧により動作する被防護機器に対して、異常電圧が印加された時には前記異常電圧を遮断して前記被防護機器を保護する遮断部品と、前記遮断部品に対して直列に接続され、前記異常電圧から前記被防護機器を保護する電源用のサージ防護デバイスと、を有するサージ保護装置であって、
前記サージ防護デバイスは、
前記交流電源電圧が印加されるガスアレスタと、
前記ガスアレスタに対して直列に接続され、前記交流電源電圧のピーク値よりも高く設定されたバリスタ電圧をそれぞれ有する複数個の高耐量バリスタが並列に接続されたバリスタ群と、
前記バリスタ群の両電極間に接続され、前記バリスタ群の静電容量に蓄積された電荷を放電する抵抗と、
を備えたことを特徴とするサージ保護装置。
【請求項５】
請求項４記載のサージ保護装置において、
前記異常電圧は、誘導雷及び直撃雷による電圧であり、
前記サージ防護デバイスは、前記誘導雷を阻止する他のサージ防護デバイスに対して協調可能な性能を持った前記直撃雷を阻止する構造であることを特徴とするサージ保護装置。
【請求項６】
請求項４記載のサージ保護装置において、
前記ガスアレスタは、不活性化ガスを用いたことを特徴とするサージ保護装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項に記載のサージ保護装置において、
前記遮断部品は、ヒューズ又はブレーカであることを特徴とするサージ保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気機器や通信機器等の被防護機器を、誘導雷や直撃雷といった雷サージ（surge）等の異常電圧から保護するための保安器（Protector）であるサージ防護デバイス（Surge  Protection  Device、以下「ＳＰＤ」という。）と、それを用いたサージ保護装置、特に、高電流耐量を要する電源用のＳＰＤと、それを用いたサージ保護装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、交流（以下「ＡＣ」という。）電源用のＳＰＤとしては、例えば、日本工業規格ＪＩＳ（Japanese  Industrial  Standards）における保護レベルのクラスＩＩに基づき、誘導雷からの保護を対象とし、ガス入り放電管（この明細書では「ガスアレスタ」（gas  arrester）という。）とバリスタ（varister）とを組み合わせたものが使用されている。電源回路にガスアレスタのみを使用した場合、雷サージでアレスタが放電した後、サージ消滅後もＡＣ電源により放電が継続する続流現象で、ガスアレスタの寿命を短縮するか、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、ガスアレスタとバリスタとを直列に組み合わせて使用している。又、バリスタのみを電源回路に使用した場合には、雷サージによる動作回数の増加に従って特性が劣化すると、漏れ電流が増加し、遂には、焼損に至ることも考えられるので、漏れ電流遮断のため、ガスアレスタをバリスタと直列に用いるのがよいことになる。
【０００３】
このようなガスアレスタとバリスタとを直列に用いたＳＰＤに関する技術としては、例えば、次のような特許文献等に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１３６０４３号公報（サージ吸収装置）
【特許文献２】特開２００６−６０９１７号公報（スイッチング電源用のノイズフィルタ回路）
【特許文献３】特開２００４−２３６４１３号公報（スイッチング電源用のノイズフィルタ回路）
【特許文献４】特開２００１−２６８８８８号公報（サージ保護回路及び電源装置）
【特許文献５】特開平９−１７２７３３号公報（サージ電圧吸収回路）
【特許文献６】特開平９−１０３０６６号公報（スイッチングレギュレータ）
【特許文献７】特開平７−３９１３６号公報（電子機器用電源装置）
【特許文献８】特開平５−１９９７３７号公報（交流入力の電源装置）
【０００５】
図２は、配電システム（例えば、建築物等内の低圧配電線）に接続された被防護機器を雷サージから保護するための従来のサージ保護装置を示す概略の構成図である。
【０００６】
例えば、３相（３φ）３線（３Ｗ）式の高圧電圧ＡＣ６．６キロボルト（ＫＶ）が高耐圧絶縁トランス１に入力されると、この絶縁トランス１により、１相（１φ）３線（３Ｗ）式の商用電圧である低圧電圧（ＡＣ２００ボルト（Ｖ））に変換され、２本の低圧配電線Ｌ１，Ｌ２及び１本の中性線Ｎへ供給される。低圧配電線Ｌ１，Ｌ２及び中性線Ｎに供給された低圧電圧ＡＣ２００Ｖは、漏電遮断機２を介して、電気機器等の被防護機器３へ供給されて駆動される。低電圧配線側の中性線Ｎは、接地（アース）されており、雷サージは対接地間ばかりではなく線間にも発生するので、被防護機器３を雷サージより保護するためには、対接地間と線間の保護が必要になる。
【０００７】
そこで、一方の低圧配電線Ｌ１を、例えば、ＪＩＳ規格における保護レベルのクラスＩに対応するように製造された直撃雷からの保護等を対象とするヒューズ４−１と、ＪＩＳ規格における保護レベルのクラスＩＩに対応するように製造された誘導雷からの保護を対象とするＳＰＤ１０−１とを介して、中性線Ｎへ接続している。同様に、他方の低圧配電線Ｌ２も、直撃雷からの保護等を対象とするヒューズ４−２と、誘導雷からの保護を対象とするＳＰＤ１０−２とを介して、中性線Ｎへ接続している。更に、その中性線Ｎを、接地側ＳＰＤ２０を介して接地している。各ＳＰＤ１０−１，１０−２（即ち、１０）は、例えば、特許文献１等に記載されているように、ガスアレスタ及びバリスタにより構成されている。接地側のＳＰＤ２０は、例えば、アレスタにより構成されている。
【０００８】
図３は、図２中の各ＳＰＤ１０−１，１０−２（即ち、１０）の構成例を示す従来の概略の回路図である。
【０００９】
この各ＳＰＤ１０は、例えば、特許文献１等に記載されており、入力端子１１と出力端子１２とを有している。入力端子１１と出力端子１２の間には、複数個のガスアレスタ１３−１〜１３−６が直列に接続されている。即ち、入力端子１１、ノード（node）１５−１、ガスアレスタ１３−１、ノード１５−２、ガスアレスタ１３−２、ノード１５−３、ガスアレスタ１３−３、ノード１５−４、ガスアレスタ１３−４、ノード１５−５、ガスアレスタ１３−５、ノード１５−６、ガスアレスタ１３−６、ノード１５−７、及び出力端子１２が直列に接続されている。ノード１５−１とノード１５−６との間には、バリスタ１４−１が接続され、ノード１５−２とノード１５−７とに間にも、バリスタ１４−２が接続されている。更に、ノード１５−２とノード１５−５との間に、バリスタ１４−３が接続され、ノード１５−３とノード１５−６との間に、バリスタ１４−４が接続され、ノード１５−３とノード１５−４の間にも、バリスタ１４−５が接続されている。
【００１０】
図３のＳＰＤ１０の動作を説明する。
入力端子１１と出力端子１２との間（言い換えれば、ノード１５−１〜ノード１５−７の間）に雷サージ電圧が印加されると、雷サージ電圧がガスアレスタ１３−１とバリスタ１４−２との直列回路に発生するとともに、同様にバリスタ１４−１とガスアレスタ１３−６との直列回路にも発生する。ガスアレスタ１３−１とバリスタ１４−２との直列回路に雷サージ電圧が印加された場合、両者の静電容量の違いにより、雷サージ電圧のほとんどがガスアレスタ１３−１に印加されることとなる。同様に、バリスタ１４−１とガスアレスタ１３−６との直列回路においては、雷サージ電圧のほとんどがガスアレスタ１３−６に印加されることとなる。
【００１１】
この時、ガスアレスタ１３−１及びガスアレスタ１３−６には、それぞれ雷サージに伴う過大な電圧が印加されるので、ガスアレスタ１３−１及びガスアレスタ１３−６は、それぞれ放電を開始しようとする。しかし、両者が同時に放電を開始することはほとんどなく、製造ロット（Manufacture  lot）に起因する僅かな性能の相違（即ち、放電開始電圧の僅かな相違）により、どちらか一方が先に放電を開始することとなる。ここで仮に、ガスアレスタ１３−１が先に放電を開始したとする。
【００１２】
ガスアレスタ１３−１が放電すると、ノード１５−１〜ノード１５−２間が導通するため、バリスタ１４−２に雷サージ電流が通電される。バリスタ１４−２に雷サージ電流が通電されると、バリスタ１４−２は、バリスタ１４−２自身の特性によりノード１５−２〜ノード１５−７間の電圧をバリスタ電圧に制限する。そのため、ノード１５−１〜ノード１５−７間の電圧は、ガスアレスタ１３−１の放電安定時のアーク電圧とバリスタのバリスタ電圧との和の電圧（ｘボルト（Ｖ））となる。なお、ここでｘＶは、ガスアレスタの放電開始電圧値よりも大きな電圧値となる。
【００１３】
このとき、ノード１５−１〜ノード１５−７間には、ｘＶの電圧が生じており、ｘＶの電圧が、バリスタ１４−１とガスアレスタ１３−６との直列回路にも生じているが、バリスタ１４−１とガスアレスタ１３−６との両者の静電容量の違いにより、電圧ｘＶのほとんど（電圧ｘ１Ｖ）がガスアレスタ１３−６に印加されることとなる。ここで、電圧ｘ１Ｖは、ガスアレスタ１３−６の放電開始電圧値より大きな電圧値であるため、ガスアレスタ１３−６が放電を開始し、ノード１５−６〜ノード１５−７間が導通し、バリスタ１４−１に雷サージ電流が通電されることとなる。雷サージ電流がバリスタ１４−１に通電されると、バリスタ１４−１は、バリスタ１４−１自身の特性により、ノード１５−１〜ノード１５−６間の電圧をバリスタ電圧に制限する。
【００１４】
以降、順次上記同様の動作にてガスアレスタ１３−２〜１３−５が放電することとなり、最終的には、ガスアレスタ１３−１〜１３−６の全てが放電状態に至り、雷サージ電流はガスアレスタ１３−１〜１３−６を介して放流されることとなる。全てのガスアレスタ１３−１〜１３−６が放電している際には、ノード１５−１〜ノード１５−７間の電圧は、ガスアレスタ１３−１〜１３−６のそれぞれのアーク電圧の和（ｙボルト（Ｖ））となっている。ガスアレスタ単体でのアーク電圧は、アレスタの仕様により異なるが、十数Ｖ〜数十Ｖ程度であることから、ｙＶは過大な電圧値とはならない。そのため、被防護機器に過大な電圧が生じることがなく、従って、被防護機器の損傷を防止することができる。
【００１５】
次に、図２のサージ保護装置において、低圧配電線Ｌ１，Ｌ２に雷サージ等の過大電圧（インパルス）が生じた場合に、低圧配電線Ｌ１，Ｌ２と接地との間の動作を、以下の（１）〜（４）のケース（case）に分けて説明する。
【００１６】
（１）  ケース１の場合
図４は、図２中のヒューズ４−２及びＳＰＤ１０−２を示す回路図である。図５は、図４の低圧配電線Ｌ２にインパルスが生じた場合を示すケース１の電圧波形図である。この図５中の２１は、インパルス、２２はアレスタ放電開始、及び、２３はアレスタアーク放電である。更に、図６は、図２のＳＰＤ１０−２のアーク放電時の分担電圧等を示す図である。なお、図６においては、アーク放電時の各ガスアレスタのアーク電圧が１５Ｖである場合の例が示されているが、このアーク電圧は、ガスアレスタの仕様によるものであり、種々の値に設定が可能である。
【００１７】
図４の低圧配電線Ｌ２において、電源電圧ＡＣ２００Ｖが＋側の時に、図５に示すような＋側のインパルス２１が生じた場合、このインパルス２１に伴ってＳＰＤ１０−２内のガスアレスタ１３−１〜１３−６が放電を開始する。これにより、低圧配電線Ｌ２と中性線Ｎとの間は、アーク放電電圧に至る。このアーク放電電圧は、例えば、図６に示すように、９０Ｖである。一方、電源電圧は＋０Ｖ〜＋３００Ｖ（ＡＣ２００Ｖの実効値）の範囲である。インパルス２１が弱まる（低下）につれて、ガスアレスタ１３−１〜１３−６はアーク放電を維持できなくなって行くこととなる。
【００１８】
アーク放電が維持できなくなる条件としては、例えば、以下の（ａ）〜（ｃ）のような３つの条件１〜３がある。
【００１９】
（ａ）  条件１
図７は、例えば、４個のガスアレスタ１３−１〜１３−４の直列回路からなるＳＰＤ１３に対するアーク放電の条件の一例を示す図である。図８は、図７のアーク放電が継続しない（非継続）状態を示す図である。
【００２０】
図７に示すように、例えば、ＳＰＤ１３の両端に、電源電圧として直流（以下「ＤＣ」という。）＋４８Ｖを印加する場合を考える。図８に示すように、例えば、ＳＰＤ１３のアーク電圧＋６０Ｖが電源電圧ＤＣ＋４８Ｖよりも大きい場合は、ＳＰＤ１３のアーク放電が継続しない（特に、この場合は確実に継続しない）。
【００２１】
（ｂ）  条件２
図９（ｉ）、（ｉｉ）は、例えば、図７に示すＳＰＤ１３に対してアーク放電が継続しない（非継続）状態を示す図である。
【００２２】
図９（ｉ）に示すように、ＳＰＤ１３のアーク電圧＋６０Ｖが電源電圧ＡＣ＋１００Ｖよりも小さいが、アーク電圧＋６０Ｖと電源電圧ＡＣ＋１００Ｖとの差が小さい場合は、ＳＰＤ１３のアーク放電が継続しないことが多い。又、図９（ｉｉ）に示すように、ＳＰＤ１３のアーク電圧＋３０Ｖが電源電圧ＤＣ＋４８Ｖよりも小さいが、アーク電圧＋３０Ｖと電源電圧ＤＣ＋４８Ｖとの差が小さい場合は、ＳＰＤ１３のアーク放電が継続しないことが多い。なお、ＳＰＤ１３を構成する各ガスアレスタ１３−１〜１３−４が、供給されている電源電圧によってアーク放電を継続してしまうことを「続流」という。
【００２３】
（ｃ）  条件３
図１０は、例えば、図７に示すＳＰＤ１３に対してアーク放電が停止する状態を示す図である。
【００２４】
ＳＰＤ１３のアーク電圧＋６０Ｖが電源電圧よりも小さいが、この電源電圧がＡＣ＋１００Ｖの場合、この電源電圧波形の電流０点２４の時点で、続流は止むことが一般的である。最長でも、電源電圧の半波の時間で止む。
【００２５】
以上のように、この（１）ケース１の場合は、ＳＰＤ１３のアーク電圧が電源電圧よりも小さいが、アーク電圧と電源電圧との差が小さいので、アーク放電は比較的早く止むこととなる（これは、前記の条件２に相当する）。
【００２６】
（２）  ケース２の場合
図１１は、例えば、図７に示すＳＰＤ１３に対してアーク放電が停止する状態を示すケース２の図である。
【００２７】
ケース２は、例えば、電源電圧がＡＣ１００Ｖ、アーク電圧が６０Ｖの場合であるが、電源電圧が−側で、インパルスが−側の時である。このケース２の場合は、前記のケース１と極性が逆のパターンであり、ケース１と同様に、アーク電圧−３０Ｖとアーク放電時に対応する電源電圧ＡＣ−１００Ｖとの差が小さいので、アーク放電は比較的早く止むこととなる（これは前記の条件２に相当する）。
【００２８】
（３）  ケース３の場合
図１２は、例えば、図７に示すＳＰＤ１３に対してアーク放電が停止する状態を示すケース３の図である。
【００２９】
ケース３は、例えば、電源電圧がＡＣ１００Ｖ、アーク電圧が６０Ｖの場合であるが、電源電圧が＋側で、インパルスが−側の時である。このケース３の場合は、アーク電圧とアーク放電時に対応する電源電圧との差が大きいので、アーク放電は直ぐには止まない。電源電圧ＡＣ１００Ｖの電流０点２４で止むこととなる（これは前記の条件３に相当する）。
【００３０】
（４）  ケース４の場合
図１３は、例えば、図７に示すＳＰＤ１３に対してアーク放電が停止する状態を示すケース４の図である。
【００３１】
ケース４は、例えば、電源電圧がＡＣ１００Ｖ、アーク電圧が６０Ｖの場合であるが、電源電圧が−側で、インパルスが＋側の時である。このケース４の場合は、ケース３と極性が逆のパターンであり、ケース３と同様に、アーク電圧とアーク放電時に対応する電源電圧との差が大きいので、アーク放電は直ぐには止まない。電源電圧ＡＣ１００Ｖの電流０点２４で止むこととなる（これは前記の条件３に相当する）。
【００３２】
一方、図２のサージ保護装置において、ヒューズ４−１，４−２とＳＰＤ１０−１，１０−２との関係について説明する。
【００３３】
ＳＰＤ１０−１，１０−２が万が一損傷して短絡した場合等は、ヒューズ４−１，４−２がオフ（off）して低圧配電線Ｌ１，Ｌ２を接地側から切り離すこととなる。ヒューズ４−１，４−２に所定値以上の過大電流が流入した場合も、このヒューズ４−１，４−２はオフとなる。
【００３４】
従来、ヒューズ４−１，４−２の仕様は、一般的なものであって、トリップ（遮断）性能については、さほど高性能でないものが用いられている。通電許容値に関しては、例えば、２００アンペア（Ａ）程度であり、その面では大形性能であり、そのため、外形も大きい。
【００３５】
従来、このようなヒューズ４−１，４−２が使われているため、図２に示すＳＰＤ１０−１，１０−２が前記のケース１〜ケース４のそれぞれの場面で動作しても、ヒューズ４−１，４−２がオフするようなことはない。即ち、前記ケース３や前記ケース４の場合、電流０点２４になるまでの間、ヒューズ４−１，４−２には商用の電源電流が流れ込むこととなるが（つまり、最大で半サイクル時間の間、流れ込むが）、ヒューズ４−１，４−２の通電許容値の範囲内であるので、ヒューズ４−１，４−２がオフするようなことはない。
【００３６】
他方、近年、ヒューズ４−１，４−２の仕様が、例えば、下記の（Ａ）、（Ｂ）のように見直されてきた。
【００３７】
（Ａ）  ヒューズ仕様１
通電許容値は、小さくても良い。例えば、２００Ａの仕様は、過剰な特性（スペック）である。
【００３８】
（Ｂ）  ヒューズ仕様２
通電許容値が小さくなれば、ヒューズの外形も小さくできる。例えば、従来品の場合、外形寸法が１００ミリメートル（ｍｍ）×１００ｍｍ×２００ｍｍで重さ数キログラム（Ｋｇ）であるが、外形寸法はそれよりもコンパクト（小型）化が好ましい。
【００３９】
そのため、このような仕様１、２の変更により、ヒューズは小型化されることとなり、通電許容値は小さくなってしまった。つまり、通電が小さくてもトリップする仕様となってしまったので、見方を変えれば、高性能とも見ることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４０】
しかしながら、従来の図２のようなサージ保護装置では、上述したように、ヒューズ４−１，４−２の仕様１、２が変更になったので、従来のＳＰＤ１０−１，１０−２が影響を受けるという課題があった。
【００４１】
即ち、前記ケース３や前記ケース４の場合、最大半サイクル時間、商用の電源電流がＳＰＤ１０−１，１０−２及びヒューズ４−１，４−２に通電されるので、ヒューズ４−１，４−２がこの通電電流に反応してしまい、ヒューズ４−１，４−２がオフとなってしまう。ヒューズ４−１，４−２がオフとなると、再びオン（on）にするためには、手動操作が必要であり、サージ保護装置が設置された現場まで作業員が足を運んで作業しなければならず、不利不便であった。
【００４２】
この対策として、ＳＰＤ１０−１，１０−２の回路構成を改良する必要が生じるが、従来の特許文献１〜８等の技術を単に組み合わせてみても、構造が比較的簡単で、小型で、信頼性の高い、低価格のＳＰＤと、それを用いたサージ保護装置を提供することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００４３】
この発明の第１の目的は、直撃雷に対応でき、構造が比較的簡単で、小型で、信頼性の高い、低価格のＳＰＤを提供することにある。
【００４４】
この発明の第２の目的は、ＳＰＤの前又は後に配置される遮断部品のトリップを防止できるサージ保護装置を提供することにある。
【００４５】
前記第１の目的を達成するために、この第１の発明は、ＡＣ電源電圧により動作する被防護機器に対して、異常電圧が印加された時には前記異常電圧から前記被防護機器を保護する電源用のＳＰＤであって、前記ＡＣ電源電圧が印加されるガスアレスタと、前記ガスアレスタに対して直列に接続され、前記ＡＣ電源電圧のピーク値よりも高く設定されたバリスタ電圧をそれぞれ有する複数個の高耐量バリスタが並列に接続されたバリスタ群と、前記バリスタ群の両電極間に接続され、前記バリスタ群の静電容量に蓄積された電荷を放電する抵抗と、を備えたことを特徴とする。
【００４６】
前記第２の目的を達成するために、この第２の発明は、ＡＣ電源電圧により動作する被防護機器に対して、異常電圧が印加された時には前記異常電圧を遮断して前記被防護機器を保護する遮断部品と、前記遮断部品に対して直列に接続され、前記異常電圧から前記被防護機器を保護する電源用のＳＰＤと、を有するサージ保護装置であって、前記ＳＰＤは、前記ＡＣ電源電圧が印加されるガスアレスタと、前記ガスアレスタに対して直列に接続され、前記ＡＣ電源電圧のピーク値よりも高く設定されたバリスタ電圧をそれぞれ有する複数個の高耐量バリスタが並列に接続されたバリスタ群と、前記バリスタ群の両電極間に接続され、前記バリスタ群の静電容量に蓄積された電荷を放電する抵抗と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００４７】
この第１の発明のＳＰＤによれば、前記のように、ガスアレスタと、複数個の高耐量バリスタが並列に接続されたバリスタ群とが直列に接続され、更に、前記バリスタ群の両電極間に放電用の抵抗が接続されている。そして、バリスタ電圧がＡＣ電源電圧のピーク値よりも高く設定されているので、通常時にはバリスタを電源回路からガスアレスタで絶縁する。異常電圧の侵入時には、バリスタの動作電圧がＡＣ電源電圧のピーク値よりも高く設定されているので、ＡＣ電源電流の通電が生じない。
【００４８】
又、バリスタの電流耐量は、例えば、その面積によって決まるため、高耐圧のバリスタ群は静電容量が大きくなる。ガスアレスタの動作時には、その静電容量に電荷が充電されて電圧を維持してしまうので、ＡＣ電源電圧の極性が反転した際に、ガスアレスタには、バリスタに維持された電圧にＡＣ電源電圧が加算され、再点弧の虞がある。そこで、この第１の発明では、バリスタ群の両電極間に抵抗が接続されているので、バリスタに充電された電荷がその抵抗を介して速やかに放出される。これにより、ガスアレスタの再点弧を防止できる。
【００４９】
この第２の発明のサージ保護装置によれば、前記第１の発明のＳＰＤに対して遮断部品が直列に接続されているので、直撃雷から確実に被防護機器を保護できると共に、ＳＰＤの前又は後に配置される遮断部品がトリップすることも防止できる。これにより、遮断部品の取り替えや復帰作業等といった煩雑な作業を省略できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
この発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、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、より完全に明らかになるであろう。但し、以下の図面はもっぱら解説のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００５１】
（実施例１のサージ保護装置の全体の構成）
図１は、配電システム（例えば、建築物等内の低圧配電線）に接続された被防護機器を雷サージから保護するためのこの発明における実施例１のサージ保護装置を示す概略の構成図である。
【００５２】
この図１の回路は、例えば、従来の図２の回路と同様に、３相（３φ）３線（３Ｗ）式の高圧電圧ＡＣ６．６ＫＶが高耐圧絶縁トランス３１に入力されると、この絶縁トランス３１により、１相（１φ）３線（３Ｗ）式の商用電圧である低圧電圧（ＡＣ２００Ｖ）に変換され、２本の低圧配電線Ｌ１，Ｌ２及び１本の中性線Ｎへ供給される。低圧配電線Ｌ１，Ｌ２及び中性線Ｎに供給された低圧電圧ＡＣ２００Ｖは、漏電遮断機３２を介して、電気機器等の被防護機器３３へ供給されて駆動される。低電圧配線側の中性線Ｎは、接地（アース）されており、雷サージは対接地間ばかりではなく線間にも発生するので、被防護機器３３を雷サージより保護するためには、対接地間と線間の保護が必要になる。
【００５３】
そこで、一方の低圧配電線Ｌ１を、従来の図２とは異なる前記仕様１、２の過電流遮断用の遮断部品（例えば、ヒューズ）３４−１、及び従来の図２とは異なる回路構成のＳＰＤ４０−１を介して中性線Ｎへ接続し、他方の低圧配電線Ｌ２も、従来の図２とは異なる前記仕様１、２の過電流保護用の遮断部品（例えば、ヒューズ）３４−２、及び従来の図２とは異なる回路構成のＳＰＤ４０−２を介して中性線Ｎへ接続し、更に、この中性線Ｎを接地側ＳＰＤ（例えば、ガスアレスタ）５０を介して接地している。
【００５４】
各ＳＰＤ４０−１，４０−２（即ち、４０）は、１個のガスアレスタ４１と、並列接続された複数枚（例えば、５枚）のバリスタ４２−１〜４２−５とが、直列に接続され、更に、そのバリスタ４２−１〜４２−５に対して、放電用の抵抗（resistance）４３が並列に接続されている。
【００５５】
（各ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）の構成）
図１４（ｉ）、（ｉｉ）は、図１中の１個のガスアレスタ４１と１枚のバリスタ４２−１との直列回路の構成例を示す図であり、同図（ｉ）はその直列回路の回路図、及び、同図（ｉｉ）はその直列回路において時間ｔに対する電圧Ｖの特性曲線図である。
【００５６】
従来の課題を解決するために、図２中の各ＳＰＤ４（４−１，４−２）を、例えば、図１４（ｉ）に示すような回路構成に改良することが考えられる。
【００５７】
図１４（ｉ）のＳＰＤは、１個のガスアレスタ４１と１枚のバリスタ４２−１との直列回路を、２個の端子Ｔ１，Ｔ２間に接続した回路構成である。
【００５８】
このような構成にすれば、例えば、商用の電源電圧ＡＣ２００Ｖを印加した場合、前記ケース３や前記ケース４のように、商用の電源電流が一定時間流れることなく、前記ケース１や前記ケース２のように、アーク放電が直ぐに止むような回路にすることができる。
【００５９】
図１５（ｉ）、（ｉｉ）は、図１４中のバリスタ４２−１の構成例を示す図であり、同図（ｉ）はその回路図、及び、同図（ｉｉ）はその電流（Ｉ）に対する電圧（Ｖ）の特性図である。
【００６０】
以下、図１４（ｉｉ）、及び図１５（ｉ）、（ｉｉ）を参照しつつ、図１４（ｉ）の動作を説明する。
【００６１】
端子Ｔ１，Ｔ２間に高い電圧Ｖが印加され、ガスアレスタ放電開始６０の電圧＋６００Ｖを越えると、ガスアレスタ４１が放電して通電し、バリスタ４２−１にインパルス電流が通電される。図１４（ｉｉ）に示すように、バリスタ４２−１に通電されるインパルス電流Ｉは、時間ｔが経過するにつれて増大していくが、バリスタ４２−１の両端の電圧Ｖは、ほぼ一定の値（例えば、３５０Ｖ）のバリスタ制限電圧６１に制限される。
【００６２】
このように、図１４（ｉ）の回路において、端子Ｔ１，Ｔ２間の電圧Ｖが＋３５０Ｖ強であり、商用の電源電圧ＡＣ２００Ｖよりも高いので、ガスアレスタ４１は続流をせずに、アーク放電は直ぐに止むことになる。従って、端子Ｔ１に接続された図１のヒューズ３４（即ち、３４−１又は３４−２）には、このヒューズ３４が反応するような過電流は流れず、よって、ヒューズ３４がオフするようなことがないので、従来の課題が解決したように思われる。
【００６３】
ところが、バリスタ４２−１を用いると、他の要求条件を満足できなくなるという弊害が生じる。即ち、図１の直撃雷保護用のＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）では、インパルス電流という大電流を通過させるため、高耐量（例えば、２５ＫＡ）のスペックを要求される。従来の図２の構成のＳＰＤ１０（１０−１，１０−２）では、放電安定時はガスアレスタのみによって大電流を担うところ、ガスアレスタは構造上、高耐量であるために問題がない。これに対して、バリスタは耐量がガスアレスタほど大きくない。そこで、バリスタ４２−１を複数枚、並列に設けることが考えられる。
【００６４】
図１６（ｉ）〜（ｉｖ）は、図１４の改良例を示す図である。
図１６（ｉ）は、図１４（ｉ）の回路において複数枚（例えば、５個）のバリスタ４２−１〜４２−５を並列に接続した構成例を示す回路図である。
【００６５】
この図１６（ｉ）の回路のように、複数枚のバリスタ４２−１〜４２−５を並列に接続した場合、ガスアレスタ４１を通過する大電流は、複数枚のバリスタ４２−１〜４２−５に分流するため、バリスタ４２−１〜４２−５の枚数分に応じて、図１６（ｉ）のＳＰＤ全体の耐量が向上する。しかし、図１６（ｉ）のような回路構成にすると、新たな別の問題が生じる。
【００６６】
図１６（ｉｉ）は、図１６（ｉ）の回路における静電容量の等価回路図である。
図１６（ｉｉ）の等価回路は、ガスアレスタ４１の静電容量Ｃ４１と、並列接続された複数枚のバリスタ４２−１〜４２−５の合計の静電容量Ｃ４２とが、直列に接続された回路である。各バリスタ４２−１〜４２−５は、単数でも静電容量が大きいところ、複数枚並列に接続すると、合計の静電容量Ｃ４２がとても大きくなる。そのため、図１６（ｉ）、（ｉｉ）の回路に大電流が通電された後、複数個のバリスタ４２−１〜４２−５に大きな電荷が充電（チャージ）されることとなる。
【００６７】
図１６（ｉｉｉ）は、図１６（ｉ）の各バリスタ４２−１〜４２−５におけるバリスタ制限電圧６１を示す電流Ｉ対電圧Ｖの特性図である。図１６（ｉｖ）は、図１６（ｉ）の端子Ｔ１，Ｔ２間に印加される商用の電源電圧ＡＣ２００Ｖを示す時間ｔ対電圧Ｖの特性図である。更に、図１７は、図１６（ｉ）の回路の問題点を解決した図１中の各ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）に相当する回路図である。
【００６８】
図１６（ｉｉｉ）に示すように、ガスアレスタ４１が放電をやめた後も、バリスタ４２−１〜４２−５にはチャージ分の電圧３５０Ｖが長時間残存するが、このチャージ電圧３５０Ｖのみによっては、ガスアレスタ４１が再度、放電を開始（即ち、再点弧）することはない。
【００６９】
しかし、図１６（ｉｖ）に示すように、時間ｔが経過して商用の電源電圧ＡＣ２００Ｖの極性が反転した際には、チャージ電圧３５０Ｖと商用の電源電圧（極性反転電圧−ＡＣ２００Ｖ）とが加算された電圧（例えば、３５０Ｖ−（−２００Ｖ）＝５５０Ｖ）がガスアレスタ４１に印加されることとなる。この場合、その加算された電圧（例えば、５５０Ｖ）は、ガスアレスタ４１の放電開始電圧よりも高い電圧となる場合があり、この場合は、ガスアレスタ４１が再度、放電をしてしまう虞がある。最悪の場合、ガスアレスタ４１が点弧と消弧を商用の電源電圧ＡＣ２００Ｖのサイクルで繰り返してしまうという懸念がある。
【００７０】
このような懸念が生じると、導通している間、商用の電源電流も流れることとなり、図１のヒューズ３４−１，３４−２に長時間、電流が流れ、そのヒューズ３４−１，３４−２がオフとなってしまい、従来の課題を解決できなくなる。そこで、図１７に示すように、バリスタ４２−１〜４２−５と並列に、放電用の抵抗４３を接続している。
【００７１】
この図１７の回路において、ガスアレスタ４１が放電を中止した後は、端子Ｔ１，Ｔ２間がオフとなり、この時、バリスタ４２−１〜４２−５には電圧３５０Ｖが充電（チャージ）されている。しかし、この充電電圧が抵抗４３により速やかに放電（ディスチャージ）されるので、ガスアレスタ４１が再点弧することがない。
【００７２】
（各ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）の具体的な設計例）
図１８は、図１中のクラスＩ試験対応ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）に要求される性能を示す図である。
【００７３】
図１８の被防護機器３３を雷サージから保護するため、例えば、国際規格ＩＥＣ（International  Electrotechnical  Commission）と整合を図るために新しく作成された日本工業規格ＪＩＳ  Ｃ  ５３８１−１及び関連ＪＩＳの制定によって、これまで誘導雷を対象とした図２に示すクラスＩＩのＳＰＤ１０（１０−１，１０−２）から、直撃雷の分流を想定した図１に示すクラスＩのＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）が要求されるようになった。例えば、日本工業規格ＪＩＳ  Ｃ  ０３６７においては、直撃雷の電流値を３段階で示している。
【００７４】
図１９は、直撃雷の電流値を３段階で示す図である。
この図１９に示すように、建物等の被保護対象の重要度に応じて被保護対象の保護レベルを３段階に設けるとともに、各保護レベルに対応する雷電流の規模を設けている。例えば、最も保護レベルの高い保護レベルIでは、電流波高値が２００ｋＡという極めて大きな雷電流からも被保護対象が保護されるよう、雷防護の設計を行うことが必要であるということを意味している。
【００７５】
直撃雷の分流の計算が困難な場合には、５０％の雷電流が配電系統に分流することとしている。配電線路のケーブルの最小本数は単相２線式の場合であり、上記から片線に分流する雷電流は最大で５０ｋＡとなる。同規格では直撃雷の電流波形を１０／３５０マイクロ秒（μｓ）としている。これまで誘導雷を対象としてきたＳＰＤ１０（１０−１，１０−２）の評価は、一般的に８／２０μｓの電流波形で評価されてきた。
【００７６】
これに対し、クラスＩ試験対応ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）に要求される性能としては、例えば、次の２つがある。
【００７７】
・ＪＩＳ  Ａ  ４２０１「建築物等の雷防護」で想定された各保護レベル毎の雷電流の分流電流に十分耐えうる性能を持つこと。計算上の最大時は、単相２線の場合で（５０ｋＡ  １０／３５０μｓ）／相。
【００７８】
・クラスＩＩ試験対応ＳＰＤ１０（１０−１，１０−２）と協調がとれること。雷電流の大部分をクラスＩ試験対応ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）で処理することが必要。なお、そのためには、図１８に示すように、動作中の電圧がクラスＩ試験対応ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）＜クラスＩＩ試験対応ＳＰＤ１０（１０−１，１０−２）の関係でなければならない。
【００７９】
このような２つの機能を考えた場合、現状では、ピーク電流が２００ｋＡを超えるような直撃雷の発生する確率は１０％に満たない。又、我が国（日本国）における配電システムの多くは三相三線及び単相三線が多いため、分流電流は２５ｋＡ（１０／３５０μｓ）程度あれば十分であるといえる。
【００８０】
そこで、本実施例１では、クラスI試験対応ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）を以下のようにして開発した。
【００８１】
図１８に示すように、クラスI試験対応ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）は、前記のように莫大な電流耐量を有する他に、クラスＩＩ試験対応ＳＰＤ１０（１０−１，１０−２）との協調動作も要求される。同一回線において電力供給側にクラスI試験対応ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）を設置し、被防護機器３３の直近にクラスＩＩ試験対応ＳＰＤ１０（１０−１，１０−２）を設置する場合、電磁誘導等を考慮すれば、電力供給側に設置されるクラスI試験対応ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）で主電流を通電し、クラスII試験対応ＳＰＤ１０（１０−１，１０−２）にはほとんど電流が流れないようにすることが理想的である。
【００８２】
又、電源用のＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）の基本的な性能として、続流遮断定格が十分であることが要求される。この性能がＳＰＤ単体で出せない場合は、バックアップ遮断器（例えば、図１のヒューズ３４−１，３４−２）等でこの性能を持たせる必要がある。特に、クラスI試験対応ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）の場合は、電力供給点に設置されることから、電源の短絡容量が大きいため、続流遮断定格も大きな数値の方が望ましい。
【００８３】
以上のことから、最も汎用的なクラスI試験対応ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）の性能として、次のような開発目標を立て、以下の（Ａ）〜（Ｄ）のような仕様にした。
・電流耐量（インパルス電流）  Ｉｉｍｐ＝１０／３５０μｓ  ２５ｋＡ
・最大使用電圧                Ｕｃ＝２３０Ｖ
・電圧防護レベル              Ｕｐ＝１５００Ｖ以下（可能な限り低い数値）
（クラスＩＩ試験対応ＳＰＤとの協調動作に必要）
・続流遮断定格                Ｉｆｉ＝５０ｋＡ（Ｕｃ＝２３０  ５０／６０Ｈｚ）
（電源の短絡電流より大きくすることが必要）
・漏れ電流                    ＩＰＥ＝３μＡ以下  ａｔ  ＤＣ３２０Ｖ
【００８４】
（Ａ）  図１の各ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）に使用するデバイスの仕様
例えば、ギャップ形やガスアレスタを単独で用いると、動作時に低電圧にスイッチングすることから、続流が懸念される。動作時に、電源電圧より高い電圧がＳＰＤ端子間にないと、電源電圧によって動作状態が継続する。動作中の電圧は、続流防止の観点から、電源電圧のピーク値より大きくなる素子をガスアレスタと組み合わせて用いる。これらのことから、本実施例１のＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）では、特殊ガスアレスタ４１とバリスタ４２との直列回路の構成にした。
【００８５】
（Ｂ）  各バリスタ４２（４２−１〜４２−５）の仕様
バリスタの動作電圧は、一般的にＶ１（ミリアンペア）ｍＡで定義されている。本ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）に使用するバリスタ４２の動作電圧は、例えば、最大使用電圧Ｕｃ２３０Ｖ（ＡＣ）を考慮し、３２０Ｖ以上とする。バリスタ４０の電流耐量は、動作電圧をほぼ同じものを並列接続することによってほぼ倍にすることが可能である。本ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）には、例えば、Ｉｉｍｐ＝２５ｋＡを満足するためと、ＳＰＤ４０の寸法制約から、１枚で電流耐量が５５００Ａ（１０／３５０μｓ）以上のものを５枚（４２−１〜４２−５）並列で用いる。
【００８６】
（Ｃ）  特殊ガスアレスタ４１の仕様
特殊ガスアレスタ４１は、複数回のインパルス電流が印加されても動作電圧の下限が例えば３２０Ｖを下回らない設計とする。一般的に、電源用のＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）に用いるガスアレスタは、水素等の活性化ガスを数パーセント用いることで、動作時の自己発熱によってオフし易いものにしているが、同時に発熱によって電極部の摩耗が進むので、動作電圧の変動が大きくなる。これを抑止するために、本ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）に用いる特殊ガスアレスタ４１には水素ガスを用いないで、不活性化ガスを使用している。
【００８７】
図２０は、図１中の特殊ガスアレスタ４１として使用するために作成した試作品に、インパルス電圧を印加した際の動作波形図である。
【００８８】
図２０において、波形６２の部分の動作電圧を、電源電圧より十分大きな値に設定することと、バリスタ４２の電流耐量を十分な値とすることで、続流が発生することはなく、インパルス電流以外を通電しない特性を得ることができる。
【００８９】
（Ｄ）  抵抗４３の付加
バリスタタイプの避雷素子は、電流耐量を大きくすることで静電容量が増加する。本ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）に用いている各バリスタ４２（４２−１〜４２−５）も例外なく静電容量が大きくなっている。１枚当たりで例えば５６００ピコファラッド（ｐＦ）程度である。この数値は無視することができないくらいに大きなものである。静電容量が大きいということは、言うまでもなく、電荷を沢山蓄え、且つサージ消失後にも電圧を維持してしまう。
【００９０】
そこで、図１に示す各ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）には、バリスタ４２−１〜４２−５の静電容量に貯まる電荷を、これらのバリスタ４２−１〜４２−５の両電極間に抵抗４３を取り付けることで、素早く放電させる構成にしている。本ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）は、電源用であるため商用電圧が掛かり続ける。雷サージ侵入時に動作して、サージ通電後には速やかにオフしなければならない。
【００９１】
図２１は、図１中の各ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）に抵抗４３を実装しない場合の動作波形図である。
【００９２】
この図２１には、商用の電源電圧ＡＣ２００Ｖの波形と、バリスタ４２（４２−１〜４２−５）の静電容量で維持される電圧（即ち、バリスタ両端の電圧）６３の波形が示されている。
【００９３】
抵抗４３を実装しない場合、ガスアレスタ４１には、商用の電源電圧ＡＣ２００Ｖと、バリスタ４２−１〜４２−５の維持している電圧６３とが加わるため、電圧６４がガスアレスタ４１の動作電圧より高くなると、このガスアレスタ４１が再点弧し、最悪の場合はオン状態を維持してＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）そのものが破壊してしまう。
【００９４】
図２２は、図２１の動作責務試験データを示す動作波形図である。
この図２２には、ＳＰＤ両端の電圧波形６５、サージ印加点６６、及びＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）に流れた電流波形６７が示されている。電圧波形６５は、ＡＣ２００Ｖの波形である。なお、１０００：１のプローブを使用しているので、１目盛２００ｍＶとなる。又、電流波形６７は、実際は電流波形に換算した波形である。つまり、１０００：１のプローブを使用しているので、縦軸（Vertical）の１目盛は、電流でみると、５Ａ／１目盛となる。従って、電流波形６７は、電圧／電流変換をしたものを表示している。又、図２２中の遅延（Delay）は、トリガ発生時よりどれだけ過去分のデータを表示する機能である。
【００９５】
抵抗４３を実装しない場合、サージ印加により、ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）が動作後に、バリスタ４２（４２−１〜４２−５）の静電容量で維持される電圧６３のため、ガスアレスタ４１が再点弧し続けている。これは、バリスタ４２（４２−１〜４２−５）の動作電圧が低いことと、バリスタ４２（４２−１〜４２−５）の静電容量に電荷が貯まり続けること、ガスアレスタ４１の動作電圧の低下が原因で発生している。
【００９６】
図２３は、図１中の各ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）においてバリスタ４２（４２−１〜４２−５）の両端に抵抗４３を実装した場合のバリスタ両端の動作波形図である。
この図２３には、商用の電源電圧ＡＣ２００Ｖの波形と、バリスタ両端の電圧６８の波形とが示されている。
【００９７】
バリスタ４２（４２−１〜４２−５）の両端に、抵抗４３を実装した場合、サージ消失後には速やかにバリスタ４２（４２−１〜４２−５）の静電容量に貯まった電荷を放電させる。これによりガスアレスタ４１の動作電圧が商用の電源電圧ＡＣ２００Ｖより低下することがない限りは再点弧しない。この構成により、本ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）は、サージのみを通電し、商用の電源電圧に対して不必要な影響を及ぼさない。
【００９８】
図２４は、図２３の動作責務試験データを示す動作波形図である。
この図２４には、ＳＰＤ両端の電圧波形６９、サージ印加点７０、及びＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）に流れた電流波形７１が示されている。図２２と同様に、電圧波形６９は、ＡＣ２００Ｖの波形である。なお、１０００：１のプローブを使用しているので、１目盛２００ｍＶとなる。又、電流波形７１は、実際は電流波形に換算した波形である。つまり、１０００：１のプローブを使用しているので、縦軸（Vertical）の１目盛は、電流でみると、５Ａ／１目盛となる。従って、電流波形７１は、電圧／電流変換をしたものを表示している。又、図２４中の遅延（Delay）は、トリガ発生時よりどれだけ過去分のデータを表示する機能である。
【００９９】
特殊ガスアレスタ４１の採用と、バリスタ４２（４２−１〜４２−５）の動作電圧を商用の電源電圧ＡＣ２００Ｖより高く設定し、且つ４００Ｖより低くし、動作電圧を揃えた５枚のバリスタ４２−１〜４２−５との並列接続、及び適正な抵抗４３をバリスタ４２−１〜４２−５の両端に接続することで、電源系統に影響を及ぼさず、クラスＩＩ試験対応ＳＰＤ１０（１０−１，１０−２）と協調可能なクラスI試験対応ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）となる。
【０１００】
（実施例１の効果）
本実施例１によれば、ヒューズ３４−１，３４−２に対して各ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）を直列に接続し、この各ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）を、ガスアレスタ４１と、並列接続された複数枚のバリスタ４２−１〜４２−５及び１個の抵抗４３とを、直列に接続している。そのため、直撃雷から確実に被防護機器３３を保護できると共に、各ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）の前又は後に配置されるヒューズ３４−１，３４−２がトリップすることも防止できる。更に、従来の電源用のＳＰＤ１０（１０−１，１０−２）に比べて製品寿命を長くでき、しかも、回路構成が比較的簡単であるため、小型化が容易で、信頼性が高く、低価格で提供することが可能である。その上、日本工業規格ＪＩＳがＩＥＣ化されたことにより、直撃雷への対応が盛り込まれたことによって、従来のＤＳＰ１０（１０−１，１０−２）の代替え製品となる。
【０１０１】
（変形例）
この発明は、上記実施例に限定されず、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。
【０１０２】
（ａ）  図１のサージ保護装置の全体の構成は、図示以外の他の回路構成に変更しても良い。
【０１０３】
（ｂ）  図１中のＤＳＰ４０（４０−１，４０−２）は、図１以外の他のサージ保護装置の構成にも利用できる。
【０１０４】
（ｃ）  図１中の各ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）において、５枚のバリスタ４２−１〜４２−５は、他の枚数にしても良い。
【０１０５】
（ｄ）  図１中のヒューズ３４−１，３４−２は、他の遮断部品（例えば、サーキット遮断器（ブレーカ）等の各種のブレーカ等）であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】配電システム（例えば、建築物等内の低圧配電線）に接続された被防護機器を雷サージから保護するためのこの発明における実施例１のサージ保護装置を示す概略の構成図である。
【図２】配電システム（例えば、建築物等内の低圧配電線）に接続された被防護機器を雷サージから保護するための従来のサージ保護装置を示す概略の構成図である。
【図３】図２中の各ＳＰＤ１０（１０−１，１０−２）の構成例を示す従来の概略の回路図である。
【図４】図２中のヒューズ４−２及びＳＰＤ１０−２を示す回路図である。
【図５】図４の低圧配電線Ｌ２にインパルスが生じた場合を示すケース１の電圧波形図である。
【図６】図２のＳＰＤ１０−２のアーク放電時の分担電圧等を示す図である。
【図７】４個のガスアレスタ１３−１〜１３−４の直列回路からなるＳＰＤ１３に対するアーク放電の条件の一例を示す図である。
【図８】図７のアーク放電が継続しない（非継続）状態を示す図である。
【図９】図７に示すＳＰＤ１３に対してアーク放電が継続しない（非継続）状態を示す図である。
【図１０】図７に示すＳＰＤ１３に対してアーク放電が停止する状態を示す図である。
【図１１】図７に示すＳＰＤ１３に対してアーク放電が停止する状態を示すケース２の図である。
【図１２】図７に示すＳＰＤ１３に対してアーク放電が停止する状態を示すケース３の図である。
【図１３】図７に示すＳＰＤ１３に対してアーク放電が停止する状態を示すケース４の図である。
【図１４】図１中の１個のガスアレスタ４１と１枚のバリスタ４２−１との直列回路の構成例を示す図である。
【図１５】図１４中のバリスタ４２−１の構成例を示す図である。
【図１６】図１４の改良例を示す図である。
【図１７】図１６（ｉ）の回路の問題点を解決した図１中の各ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）に相当する回路図である。
【図１８】図１中のクラスＩ試験対応ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）に要求される性能を示す図である。
【図１９】直撃雷の電流値を３段階で示す図である。
【図２０】図１中の特殊ガスアレスタ４１として使用するために作成した試作品に、インパルス電圧を印加した際の動作波形図である。
【図２１】図１中の各ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）に抵抗４３を実装しない場合の動作波形図である。
【図２２】図２１の動作責務試験データを示す動作波形図である。
【図２３】図１中の各ＳＰＤ４０（４０−１，４０−２）においてバリスタ４２（４２−１〜４２−５）の両端に抵抗４３を実装した場合のバリスタ両端の動作波形図である。
【図２４】図２３の動作責務試験データを示す動作波形図である。
【符号の説明】
【０１０７】
３１      高耐圧絶縁トランス
３２      漏洩遮断機
３３      被防護機器
３４−１，３４−２      ヒューズ
４０，４０−１，４０−２      ＳＰＤ
４１      ガスアレスタ
４２，４２−１〜４２−５      バリスタ
５０      接地側ＳＰＤ
【図１】
2008206263.tif 000003
【図２】
2008206263.tif 000004
【図３】
2008206263.tif 000005
【図４】
2008206263.tif 000006
【図５】
2008206263.tif 000007
【図６】
2008206263.tif 000008
【図７】
2008206263.tif 000009
【図８】
2008206263.tif 000010
【図９】
2008206263.tif 000011
【図１０】
2008206263.tif 000012
【図１１】
2008206263.tif 000013
【図１２】
2008206263.tif 000014
【図１３】
2008206263.tif 000015
【図１４】
2008206263.tif 000016
【図１５】
2008206263.tif 000017
【図１６】
2008206263.tif 000018
【図１７】
2008206263.tif 000019
【図１８】
2008206263.tif 000020
【図１９】
2008206263.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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