(57)【要約】【課題】遠方から接近してくる雷と突然の近接した雷の両方に対応できる雷保護装置の襲雷検出回路を提供する。【解決手段】判定値が第１レベル値以上でありかつ、所定時間内に所定数以上発生した場合に雷接近と判別する第１判別回路と第１レベル値よりも高い第２レベル値を設定し、第２レベル以上の雷サージが発生した場合には直ちに雷接近と判別する第２判別回路とを備え、いずれか一方の判別回路が雷接近と判別した場合に雷接近と判別させる襲雷検出回路【選択図】  図１
2004361349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雷サージ検出手段にて検出された雷サージの検出信号を判定値と比較して雷接近を判別する雷保護装置に使用される襲雷検出回路において、
前記判定値が所定の第１レベル値以上でありかつ、所定時間内に所定数以上の前記雷サージが発生した場合に雷接近と判別する第１判別回路と
前記判定値が第１レベル値よりも高い所定の第２レベル値に設定されており、第２レベル以上の雷サージが発生した場合に直ちに雷接近と判別する第２判別回路とを備え、
前記第１判別回路、第２判別回路のいずれか一方が雷接近と判別した場合に雷接近と判別することを特徴とする雷保護装置に使用される襲雷検出回路
【請求項２】
雷サージ検出手段にて検出された雷サージの検出信号と判定値とを比較して雷接近を判別する雷保護装置に使用される襲雷検出回路において、
前記検出手段が接地型アンテナであって、しかも前記襲雷検出回路の故障有無を確認する模擬信号発生回路を該アンテナに接続されたタンク回路の接地側接続点と接地との間に挿入接続させていることを特徴とする雷保護装置に使用される襲雷検出回路
【請求項３】
雷サージ検出手段にて検出された雷サージの検出信号を判定値と比較して雷接近を判別する雷保護装置に使用される襲雷検出回路において、
前記判定値が所定の第１レベル値以上でありかつ、所定時間内に所定数以上の前記雷サージが発生した場合に雷接近と判別する第１判別回路と
前記判定値が第１レベル値よりも高い所定の第２レベル値に設定されており、第２レベル以上の雷サージが発生した場合に直ちに雷接近と判別する第２判別回路とを備え、
前記第１判別回路、第２判別回路のいずれか一方が雷接近と判別した場合に雷接近と判別するとともに
前記検出手段が接地型アンテナであって、しかも前記襲雷検出回路の故障有無を確認する模擬信号発生回路を該アンテナに接続されたタンク回路の接地側接続点と接地との間に挿入接続させていることを特徴とする雷保護装置に使用される襲雷検出回路
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、通信信号線又は低圧電源線から侵入してくる雷サージから通信信号線及び／又は低圧電源線に接続されている機器を保護する雷保護装置などに使用される雷接近状態を判別する襲雷検出回路の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
商用周波の低圧電源線は通常、高圧配電線から柱上変圧器によって１００Ｖに降圧されて一般家庭等の建物内へ配線されており、冷蔵庫、洗濯機、エアコンなどの電気機器及び通信信号線にも接続されているＴＶ、電話、ファクシミリ、パソコン等の電気機器にも電気を供給している。
低圧電源線又は通信信号線には、高圧配電線への落雷などによって雷サージが発生し、その雷サージは電源線路或いは通信線路を伝播して建物内に侵入して、これら線路に接続されている電気機器を破壊させることが知られている。
これらの電気機器を保護するために、例えば雷サージによる異常電圧を検知して制御信号を送り、落雷警報表示などを行う雷サージ保護装置などが提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−３２６１０８号公報（第２−３頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、雷放電は、遠方から接近してくるものだけでなく、突然近くで発生する場合もあり、遠方から接近してくるものとこの突然の近接した雷放電の両方に対応できる雷接近を判断する判別回路を有する雷保護装置が望まれている。
【０００５】
また、雷放電を検出する検出回路から雷接近を判断する判別回路に至る襲来検出回路内に故障が発生している場合には、誤判別を生じて被保護機器を破損させたり、不要動作を生じる恐れがあり、
そのため回路全体の故障有無を自己判断させることができる安価な自己診断回路が望まれているが、雷サージ検出手段が接地型アンテナを用いて雷ノイズ電波を受信する場合には、アンテナを含めた襲雷検出回路全体の故障有無を容易に自己診断させることが困難であるという問題点がある。
【０００６】
【発明が解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、
請求項１記載の発明は、雷サージ検出手段にて検出された雷サージの検出信号を判定値と比較して雷接近を判別する雷保護装置に使用される襲雷検出回路において、前記判定値が所定の第１レベル値以上でありかつ、所定時間内に所定数以上の前記雷サージが発生した場合に雷接近と判別する第１判別回路と、前記判定値が第１レベル値よりも高い所定の第２レベル値に設定されており、第２レベル以上の雷サージが発生した場合に直ちに雷接近と判別する第２判別回路とを備え、前記第１判別回路、第２判別回路のいずれか一方が雷接近と判別した場合に雷接近と判別することを特徴とする雷保護装置に使用される襲雷検出回路である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、雷サージ検出手段にて検出された雷サージの検出信号と判定値とを比較して雷接近を判別する雷保護装置に使用される襲雷検出回路において、前記検出手段が接地型アンテナであって、しかも前記襲雷検出回路の故障有無を確認する模擬信号発生回路を該アンテナに接続されたタンク回路の接地側接続点と接地との間に挿入接続させていることを特徴とする雷保護装置に使用される襲雷検出回路である。
【０００８】
請求項３記載の発明は、
雷サージ検出手段にて検出された雷サージの検出信号を判定値と比較して雷接近を判別する雷保護装置に使用される襲雷検出回路において、
前記判定値が所定の第１レベル値以上でありかつ、所定時間内に所定数以上の前記雷サージが発生した場合に雷接近と判別する第１判別回路と
前記判定値が第１レベル値よりも高い所定の第２レベル値に設定されており、第２レベル以上の雷サージが発生した場合に直ちに雷接近と判別する第２判別回路とを備え、前記第１判別回路、第２判別回路のいずれか一方が雷接近と判別した場合に雷接近と判別するとともに
前記検出手段が接地型アンテナであって、しかも前記襲雷検出回路の故障有無を確認する模擬信号発生回路を該アンテナに接続されたタンク回路の接地側接続点と接地との間に挿入接続させていることを特徴とする雷保護装置に使用される襲雷検出回路である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について図を用いて説明する。
図１に示すように、襲雷検出回路１は雷サージ検出回路２、徐々に遠方から近づく雷に対して雷接近を判別する第１判別回路３と急に発達した近接の雷雲に対して雷接近を判別する第２判別回路４を設けた判別回路５から構成されており、
雷サージ検出回路２で検出された雷サージ信号は判別回路５に送られて、判別回路５で雷接近有無を判別し、その判別結果は出力回路６に発信されるようになっている。
【００１０】
出力回路６は襲雷検出回路１より送信された雷接近状態の出力信号により、雷接近通知、被保護機器の保護動作などを行うもので、
落雷警報、電源線路や通信線路からの被保護機器の切り離しや非常電源への切替、電源線路への耐雷トランスの挿入などを例示することができる。
なお雷接近解除状態になった場合には警報停止や、電源線路や通信線路への被保護機器の接続、電源線路への耐雷トランスの切り離しなどは自動的に行われる。
【００１１】
判別回路５の動作について説明する。
図３、図４に示すような雷サージ信号が雷サージ検出回路２で検出されて、第１判別回路３と第２判別回路４に同時に送られる。
【００１２】
第１判別回路３では、例えば図３に示すように雷サージ信号レベルのＬ１レベルを判定値として使用し、図２に示すように雷サージ信号が所定のＬ１レベル以上かを判断して、Ｌ１レベル以上の場合、所定の時間Ｔａ（１０分）を計測開始して、時間Ｔａ内に発生するＬ１レベル以上の雷サージ信号の発生数をカウンタにてカウントし、カウンタが所定の判定値ｎ（３）以上になった場合に雷接近状態と判断して出力信号を発信する。
なお時間Ｔａ経過後には、カウンタをリセットするようにしている。
【００１３】
時間Ｔａと判定値ｎは雷サージとノイズとを判別させるための時間とカウント値であり、連続的に発生する雷サージを識別することができる時間と数に設定されていればよく、本実施例の数値に限定されるものではない。
またカウント値に信号レベルに応じて予め設定しておいた係数を掛け算させて、雷接近状態の判断に個々の信号レベルの大きさを加味させることもできる。
【００１４】
このように第１判別回路３により、徐々に遠方から近づく雷に対して雷接近を判別して、被保護機器を雷害より保護することができる
【００１５】
次に第２判別回路４では、例えば図４に示すように雷サージ信号レベルがＬ１レベルよりも高い値に設定されているＬ２レベルを判定値として使用し、図２に示すように雷サージ信号がＬ２レベル以上かを判断して、Ｌ２レベル以上の場合に直ちに雷接近状態と判断して出力信号を発信するようになっている。
【００１６】
このように第２判別回路４により、急に発達した近接の雷に対しても、雷接近状態と判断して出力信号を発信することができ、被保護機器を雷害より保護することができる。
【００１７】
そして襲雷検出回路１は、第１判別回路３又は第２判別回路４からの雷接近状態との出力に基づいて、Ｌ１レベル以上の雷サージ信号が無くなり、かつ時間Ｔａと同じかそれより長く設定されている所定の時間Ｔｂ経過するまで、出力回路６に雷接近状態の信号を発信するようになっている。
【００１８】
時間Ｔｂは警報の中止や被保護機器を復帰させるための時間であり、雷サージが無くなった後に安全時間を見込んだ時間に設定されている。
なお時間Ｔｂ経過後は雷接近解除状態にもどすようになっており、
時間Ｔａ、時間ＴｂはタイマＡで計時されており、タイマＡはＬ１レベル以上の信号を検出する毎にリセットされるようになっている。
【００１９】
また本実施例では、時間Ｔａと時間ＴｂはタイマＡで計時されているが、所定の時間を計時できるものであればタイマに限定されるものではなく、公知の計時手段を用いることができ、時間Ｔａと時間Ｔｂを別々に計時させてもよい。
さらに本実施例では、時間Ｔｂ≧時間Ｔａの関係になっているが、時間Ｔｂ＜時間Ｔａに設定させてもよい。
【００２０】
また図１では雷サージ検出回路２として接地型のアンテナ１１の場合を示しているが、雷サージ検出回路２には、線路に流れる雷サージ信号をＣＴ又はＰＴなどで検出する方法、雷雲の電界を静電界センサで検出する方法などの検出回路を使用することもでき、雷サージを検出できるものであればよく、図１に限定されるものではない。
【００２１】
次に模擬信号発生回路１６にて発生する模擬信号Ｅ２により接地型のアンテナ１１との接続を含めた回路全体の故障確認が出来ることについて説明する。
アンテナ１１が雷サージ信号を受信している場合は、図５の受信時に示すように、接地型のアンテナ１１にて受信された受信信号Ｅ１により接地型のアンテナ１１から受信同調用のタンク回路１３を通って電流ｉが流れることになる。
なおＲｒはアンテナの放射抵抗、Ｘａはアンテナのリアクタンスをそれぞれ示す。
【００２２】
同様に、図１に示すように接地型のアンテナ１１と受信同調用のタンク回路１３の接地線に挿入接続されている模擬信号発生回路１６により発生する模擬信号Ｅ２は、図５の模擬信号発生時に示すように、タンク回路１３と接地線との間に信号を発生させることができるため、模擬信号Ｅ２の値を適切な値にすることにより、アンテナ１１のＲｒとＸａからタンク回路１３を通る閉回路に受信時と同じ電流ｉを流すことができる。
【００２３】
つまり、アンテナ１１が故障している場合には、アンテナ１１の放射抵抗ＲｒとリアクタンスＸａの数値が変化するため、同じ模擬信号Ｅ２を発生させても閉回路に流れる電流ｉの数値が変化して故障有無を容易に確認することができる。
そのため、アンテナ１１の接続状態も含めた全体の回路の故障有無を模擬信号発生回路１６により確認することができ、回路故障による誤判断を防ぐことができる。
【００２４】
模擬信号発生回路１６の具体的な回路例を図６に示す。
常時はスイッチＳはｅ側に接続されており、故障有無を診断する場合にはスイッチＳをｋ側に切り替える。
ｋ側に切り替えることにより、模擬信号Ｅ２がタンク回路１３と接地線との間に挿入されてアンテナ１１との接続長さに関係することなく、受信によって発生した受信信号Ｅ１を生じさせたのと全く同じ現象を回路内に発生させることができる。
【００２５】
なおＲ１、Ｒ２は模擬信号Ｅ２値の調整用抵抗であり、抵抗Ｒ１の両端には電圧Ｅ３のＲ１とＲ２で分担された電圧が発生するため、Ｒ１とＲ２の組み合わせにより任意の模擬信号Ｅ２を発生させることができる。
またコンデンサＣ１は矩形波状電圧の立ち上がりを制限して不必要に高い周波数成分の発生を防止させるためのものであり、省略させてもよい。
【００２６】
模擬信号Ｅ２としては、直流電圧に限定されるものではなく、正弦波電圧や矩形波状の電圧など任意の波形の電圧を使用することができる。
特に正弦波電圧を使用することにより、アンテナ１１とタンク回路１３を含めた感度特性を容易に測定することができるメリットもある。
【００２７】
図７、図８に別の実施例を示す。
図７はアンテナ１１の直下にタンク回路１３を設けたもので、タンク回路の出力側を低インピーダンスにするための回路１７が挿入接続されて接続ケーブル１２に接続されており、増幅回路１４、検波回路１５を介して判別回路１６に受信した雷サージ信号が送られる。
模擬信号発生回路１６は接続ケーブル１２に接続される接地線との間に接続されており、図６と同じものには同じ符号を付けて、説明を省略する。
【００２８】
図８は図７に対して接地線を無くした場合の実施例であり、接続ケーブル１２にトランス結合させた電流回路１８を設け、この電流回路１８に模擬信号電流を通じさせるようにしている。
スイッチＳをｋ側に切り替える電流回路１８に電流が流れ、この電流により磁芯１９に磁束が発生し、磁芯１９に巻かれている接続ケーブル１２に電圧が誘起され、この電圧によって、図５の模擬信号発生時に示すように、アンテナ１１のＲｒとＸａからタンク回路１３を通る閉回路に受信時と同じ電流ｉを流すことができる。
【００２９】
この方法は特に接地を設ける必要がないため、設置場所に限定されることなく、自由に設置することができる。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の判定値を第１レベル値以上でありかつ、所定時間内に所定数以上の前記雷サージが発生した場合に雷接近と判別する第１判別回路を設けることにより、徐々に遠方から近づく雷に対して誤判断することなく雷接近を判別することができると共に、
判定値を第１レベル値よりも高い第２レベル値以上の雷サージが発生した場合に直ちに雷接近と判別する第２判別回路により、急に発達した近接の雷雲に対しても直ちに雷接近を判別させることができため、被保護機器を雷害からより確実に保護させることができる。
請求項２記載の発明の模擬信号発生回路をアンテナに接続されたタンク回路の接地側接続点と接地との間に挿入接続させたことにより、
アンテナとの接続状態も含めた回路全体の故障有無を容易に確認することができるため、襲雷検出回路の故障発生を早期に発見できる。
そのため、故障による誤判断を未然に防止することができ、故障による誤判断の無い襲雷検出回路を提供することができ、被保護機器を雷害からより確実に保護させることができる。
請求項３記載の発明により、上記請求項１記載の発明の効果並びに上記請求項２記載の発明の効果により、徐々に遠方から近づく雷に対して誤判断することなく雷接近を判別することができると共に、急に発達した近接の雷雲に対しても直ちに雷接近を判別させることができ、しかも故障による誤判断を未然に防止することができるため、より誤判断のない襲雷検出回路を提供することができ、被保護機器を雷害からより確実に保護させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の概要を示すブロック図である。
【図２】判別回路５の動作説明フローチャートである。
【図３】図２の動作説明図である。
【図４】図２の別の動作説明図である。
【図５】模擬信号発生回路１６の原理説明図である。
【図６】模擬信号発生回路１６の回路説明図である。
【図７】別の実施例の説明図である。
【図８】別の実施例の説明図である。
【符号の説明】
１    襲雷検出回路
２    雷サージ検出回路
３    第１判別回路
４    第２判別回路
５    判別回路
６    出力回路
１１  アンテナ
１２  接続ケーブル
１３  タンク回路
１４  増幅回路
１５  検波回路
１６  模擬信号発生回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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