(57)【要約】【課題】低圧電力盤の外部に過電圧抑止装置を設置する場合に、過電圧抑止装置の接続ケーブル長が数ｍオーダーであっても、十分な過電圧抑止効果を得ることができる過電圧抑止システムを提供する。【解決手段】電気的分岐点４と過電圧抑止装置１２とを接続する過電圧抑止装置接続回路３を、互いの相互磁気結合が小さい複数の過電圧抑止装置接続ケーブル３ａ，３ｂ，３ｃによって接続することで、過電圧抑止装置接続回路３のサージインピーダンスを低圧負荷回路接続ケーブル２よりも小さくしたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧負荷回路に電力を供給する低圧電力盤と、該低圧負荷回路を過電圧から保護するための過電圧抑止装置とを備え、前記過電圧抑止装置が前記低圧負荷回路と電気的に並列に接続されて前記低圧電力盤の外部に設置される過電圧抑止システムにおいて、
前記過電圧抑止装置と前記低圧負荷回路の電気的分岐点と、前記過電圧抑止装置とを接続するケーブルのサージインピーダンスを、前記電気的分岐点と前記低圧負荷回路とを接続するケーブルのサージインピーダンスよりも小さくしたことを特徴とする過電圧抑止システム。
【請求項２】
前記電気的分岐点と前記過電圧抑止装置とを接続するケーブルが、相互磁気結合が小さい複数のケーブルから構成されていることを特徴とする請求項１記載の過電圧抑止システム。
【請求項３】
前記電気的分岐点と前記過電圧抑止装置とを接続するケーブルが、断面形状が扁平な帯状のケーブルであることを特徴とする請求項１または２記載の過電圧抑止システム。
【請求項４】
前記電気的分岐点と前記過電圧抑止装置とを接続するケーブルが、接地電位であるシース導体でシールドされていることを特徴とする請求項１乃至３記載の過電圧抑止システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は過電圧抑止システムにかかり、特に、低圧負荷回路を過電圧，過電流から保護するものに好適な過電圧抑止システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電力依存度合いの増大に伴い、主として住宅用等の低圧需要家において用いられる電気機器等の低圧負荷回路を、主に電力線から侵入してくる雷サージ等の過電圧，過電流から保護する目的で、酸化亜鉛素子等から構成される過電圧抑止装置を低圧電力盤に設置する過電圧抑止システムが多く使用されている。
【０００３】
酸化亜鉛素子等を用いた過電圧抑止装置は、あるしきい値以上で急激に電気抵抗が減少する非線形抵抗特性を持っており、多くの過電圧抑止システムにおいては、過電圧抑止装置を、保護対象の低圧負荷回路と並列に接地電位回路と接続し、侵入してきた過電流を接地電位回路へと流すことで、低圧負荷回路に対する過電圧侵入ならびに過電圧発生を抑制している。
【０００４】
尚、この種の過電圧抑止システムとしては、低圧電力盤内に過電圧抑止装置を設置して低圧負荷回路を保護するものなどがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２８１６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、過電圧抑止システムは、侵入してきた過電流を過電圧抑止装置により接地電位回路へと流すことで低圧負荷回路を保護しているが、特許文献１に記載されているように過電圧抑止装置の設置場所は、低圧負荷回路との電気的分岐点のごく近傍であることが前提となっている。
【０００７】
しかしながら、実際の運用形態においては、過電圧抑止装置の保護耐量が大きく寸法が大きい場合や、既設の低圧電力盤に過電圧抑止装置を設置する場合など、低圧電力盤内への設置スペースの確保が困難なために、低圧電力盤の外部に過電圧抑止装置を設置する場合が多くある。
【０００８】
そのような場合には、低圧負荷回路との電気的分岐点から過電圧抑止装置までを接続する数ｍオーダーのケーブルの影響により、電気的分岐点のごく近傍設置の場合に比べて、低圧負荷回路における過電圧抑止レベルが上昇するという問題があった。
【０００９】
この問題は、雷等により発生する過電圧，過電流が数１０ｋＨｚ〜数ＭＨｚの高周波振動であり、進行波現象であることに起因している。
【００１０】
５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚの商用周波の場合には、電流は電気的分岐点以降の全インピーダンスの比率に応じて分流していくので、過電圧抑止装置の接続ケーブル長に関係なく過電流が流れて、低圧負荷回路を保護することができる。
【００１１】
しかしながら、進行波の場合には、電流は分岐点から見たケーブルや負荷機器のサージインピーダンス（特性インピーダンスとも言う）の比率に応じて分流し、その先に接続された回路のインピーダンスには影響されない。
【００１２】
そのため、過電流が低抵抗の過電圧抑止装置に流入し、過電圧が負の反射を発生して低圧負荷回路の過電圧を打ち消すまでに、電気的分岐点から過電圧抑止装置までの接続ケーブル長に応じた時間差が発生し、それにより低圧負荷回路の過電圧抑止レベルが上昇することになる。
【００１３】
この過電圧抑止レベルの上昇を小さくするため、過電圧抑止装置を接続するケーブルの長さを極力短くする対策が一般的に取られるが、十分な効果を得るためにはケーブル長を１ｍ程度以下にする必要があり、これは過電圧抑止装置設置場所の自由度を抑制することになっていた。
【００１４】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、低圧電力盤の外部に過電圧抑止装置を設置する場合に、低圧負荷回路分岐点から過電圧抑止装置までの接続ケーブル長が数ｍオーダーであっても、十分な過電圧抑止効果を得ることができ、過電圧抑止装置設置場所の自由度を向上させることができる過電圧抑止システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明では、上記目的を達成するために、低圧負荷回路を過電圧から保護するための過電圧抑止装置と前記低圧負荷回路の電気的分岐点と、前記過電圧抑止装置とを接続するケーブルのサージインピーダンスを、前記電気的分岐点と前記低圧負荷回路とを接続するケーブルのサージインピーダンスよりも小さくしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、低圧負荷回路との電気的分岐点と過電圧抑止装置とを接続するケーブルのサージインピーダンスが、電気的分岐点と低圧負荷回路とを接続するケーブルのサージインピーダンスよりも小さいので、雷サージ等の過電流を効率的に過電圧抑止装置が接続された回路へと流すことができるため、過電圧抑止装置接続ケーブル長が数ｍオーダーであっても、十分な過電圧抑止，低圧負荷回路保護効果を持つ過電圧抑止システムを提供することができ、低圧電力盤の外部に過電圧抑止装置を設置する場合に、十分な過電圧抑止効果を保ったまま過電圧抑止装置の設置場所の自由度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の過電圧抑止システムの実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１８】
図１は本発明の過電圧抑止システムの一実施の形態を示す電気回路図で、該図において、１は上位系統へとつながるメインの電力ケーブル、２は負荷機器１１を接続する低圧負荷回路接続ケーブル、３は過電圧抑止装置１２を接続する過電圧抑止装置接続回路、３ａ，３ｂ，３ｃは過電圧抑止装置接続回路３を構成する個々の過電圧抑止装置接続ケーブル、４は低圧負荷回路と過電圧抑止装置接続回路３との電気的分岐点、５は低圧回路に侵入してくる雷サージ等の過電圧あるいは過電流、６は低圧電力盤内の範囲である。
【００１９】
なお、低圧電力盤内の範囲６に含まれる部分は、１ｍ以下のケーブルで接続されており、雷サージ等の過電圧，過電流の伝搬には影響しないが、低圧負荷回路接続ケーブル２，過電圧抑止装置接続ケーブル３ａ，３ｂ，３ｃは数ｍオーダーの長さを持っている。
【００２０】
該図に示す本実施例では、電気的分岐点４と過電圧抑止装置１２とを接続する過電圧抑止装置接続回路３を、従来のように１本のケーブルで接続するのではなく、互いの相互磁気結合が小さい複数の過電圧抑止装置接続ケーブル３ａ，３ｂ，３ｃによって接続したことを特徴とする。
【００２１】
次に、上述した本発明の過電圧抑止システムの一実施の形態の原理およびその効果を説明する。
【００２２】
低圧回路に侵入してきた雷サージ等の過電流５は、高周波の進行波であるため、末端の負荷機器１１や過電圧抑止装置１２のインピーダンスとは関係なく、電気的分岐点４から見た低圧負荷回路接続ケーブル２および過電圧抑止装置接続回路３のサージインピーダンスの比率によって分流する。
【００２３】
従って、過電圧抑止装置接続回路３のサージインピーダンスが低圧負荷回路接続ケーブル２のサージインピーダンスよりも小さいと、過電流５は過電圧抑止装置接続回路３により多く分流することになり、その結果、低圧負荷回路接続ケーブル２ならびに負荷機器
１１に流れる過電流が減少し、そこに誘起される過電圧も抑制される。
【００２４】
ケーブルのサージインピーダンスは、ケーブルの単位長さ当りのインダクタンスＬと単位長さ当りの対地静電容量Ｃの比の平方根（√Ｌ／Ｃ）で表されるので、ケーブルのサージインピーダンスを小さくするためにはＬを小さくするか、Ｃを大きくすればよい。
【００２５】
ケーブルのサージインピーダンスを小さくする手段として、例えば、通常の円形断面のケーブルにおいて、Ｃを大きくするために直径を大きくして表面積を増やした場合、Ｌも大きくなり、結果としてサージインピーダンスはほとんど変化しない。
【００２６】
また、ケーブル導体を細線化しても、互いに非常に接近した密な状態で形成されるため、相互磁気結合が大きくケーブル全体としてのＬは小さくはならない。
【００２７】
それに対して本実施例のように、互いの相互磁気結合が小さい状態で複数のケーブルを配置すると、理想的にはＣはケーブル本数倍に、Ｌはケーブル本数分の１になり、効果的にケーブルのサージインピーダンスを小さくすることができる。
【００２８】
なお、過電圧抑止装置接続ケーブル３ａ，３ｂ，３ｃの相互磁気結合を小さくするためには、互いの距離は少なくとも各々の直径と同等以上にすることが望ましい。
【００２９】
過電圧抑止装置接続回路３を構成するケーブル本数による、低圧負荷回路の過電圧抑止効果は、低圧負荷回路数によって変化するが、例えば、使用するケーブルのサージインピーダンスが全て同一で、低圧負荷回路が３回路あり、過電圧抑止装置接続回路３を３本のケーブルで構成した場合、過電圧抑止装置接続ケーブル長が数ｍオーダーと長いことによる負荷機器１１における過電圧の上昇を、３０％程度抑制することができる。
【００３０】
上述したように、本発明の実施の形態によれば、過電圧抑止装置１２を数ｍオーダーのケーブルを介して低圧電力盤の外部に設置する場合においても、負荷機器１１における過電圧の上昇を効果的に抑制することができ、そのため過電圧抑止装置設置場所の自由度を大幅に向上させることができる。
【００３１】
図２は本発明の過電圧抑止システムの他の実施の形態を構成する過電圧抑止装置接続ケーブルの断面形状を示すもので、この図において、２１は導体、２３は絶縁被覆である。
【００３２】
本実施例の特徴は、過電圧抑止装置接続ケーブルの導体断面形状を、扁平の帯状にした点にあり、これによりケーブルのインダクタンスＬを小さくするとともに、対地静電容量Ｃを大幅に増加して、ケーブルのサージインピーダンスを小さくすることができる。
【００３３】
この実施の形態によれば、前述した実施の形態と同様に過電圧抑止装置接続回路側への過電流の分流を増大させることができるため、負荷機器における過電圧上昇の抑制および過電圧抑止装置設置場所の自由度を向上させることができる。
【００３４】
図３は、本発明の過電圧抑止システムの更に他の実施の形態を構成する過電圧抑止装置接続ケーブルの断面形状を示すもので、この図において、３１は導体、３２は接地電位にあるシース導体、３３および３４は絶縁被覆である。
【００３５】
本実施例の特徴は、過電圧抑止装置接続ケーブルの導体３１を、接地電位にあるシース導体３２でシールドした点にあり、これによりケーブルの対地静電容量Ｃを大幅に増加して、ケーブルのサージインピーダンスを小さくすることができる。
【００３６】
また、過電圧抑止装置接続ケーブルの導体３１の断面形状を、図２に示したように扁平の帯状にすれば、さらに効果的にケーブルの対地静電容量を増加でき、ケーブルのサージインピーダンスをより小さくすることができる。
【００３７】
この実施の形態によれば、前述した実施の形態と同様に過電圧抑止装置接続回路側への過電流の分流を増大させることができるため、負荷機器における過電圧上昇の抑制および過電圧抑止装置設置場所の自由度を向上させることができる。
【００３８】
なお、上述した本発明の実施の形態のいくつかを組み合わせることで、本発明の効果を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の過電圧抑止システムの一実施の形態を示す電気回路図である。
【図２】本発明の過電圧抑止システムの他の実施の形態を構成する過電圧抑止装置接続ケーブルの断面形状図である。
【図３】本発明の過電圧抑止システムの更に他の実施の形態を構成する過電圧抑止装置接続ケーブルの断面形状図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…上位系統へとつながるメインの電力ケーブル、２…低圧負荷回路接続ケーブル、３…過電圧抑止装置接続回路、３ａ，３ｂ，３ｃ…過電圧抑止装置接続ケーブル、４…低圧負荷回路と過電圧抑止装置接続回路との電気的分岐点、５…雷サージ等の過電圧または過電流、６…低圧電力盤内の範囲、１１…負荷機器、１２…過電圧抑止装置、２１，３１…導体、２３，３３，３４…絶縁被覆、３２…接地電位にあるシース導体。
【図１】
2007244011.tif 000003
【図２】
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【図３】
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