(57)【要約】【課題】  それぞれが電源路および通信路を引込む複数の構造物に対して、電源路と通信路とを相互に通過するサージを抑制し、複数の構造物へのサージの侵入を抑制するサージ防護システムおよびサージ防護方法を提供する。【解決手段】  接地極１４の電位上昇分が等電位化部４８の動作開始電圧を超えると、等電位化部４８が絶縁状態から短絡状態に移行し、等電位化部４８は、接地極１２の電位を接地極１４の電位と一致させる。そのため、電源線１８．２を伝搬して構造物２へ侵入したサージは、分配線２４．２、屋内電源線２６．２、通信装置６、屋内通信線２８．２、保安器８および接地線２０．３という経路を伝搬することができない。そのため、電源路１８側で発生したサージは、通信路２０側へ流出することはなく、電源路１８側に配置される接地極１４およびＳＰＤ部４と接続される接地極１２を介して放電される。【選択図】        図２
2007074803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の構造物へのサージの侵入を抑制するサージ防護システムであって、
前記複数の構造物の各々は、電源路および通信路を引込み、
前記電源路は、前記複数の構造物に対して共通に配置され、
前記電源路を構成する線路のうち１つの線路は、第１の接地極により接地され、
前記通信路は、第２の接地極により接地され、かつ、前記複数の構造物に対して共通に配置される、第１の接地線を含み、
前記複数の構造物の各々は、前記電源路または前記通信路からサージが侵入すると、前記電源路と前記通信路とを短絡し、前記第１および第２の接地極からサージを放電する放電手段を含み、
前記サージ防護システムは、前記第１の接地極と前記第２の接地極とを接続し、等電位化するための等電位化部を備える、サージ防護システム。
【請求項２】
前記放電手段は、前記電源路および前記通信路と接続される通信装置を含み、
前記通信装置は、前記電源路または前記通信路に所定値を超える電圧が生じると、前記電源路と前記通信路とを短絡するサージ防護素子を含む、請求項１に記載のサージ防護システム。
【請求項３】
前記通信路は、電気信号を伝播させる通信線をさらに含み、
前記放電手段は、前記通信線および前記第１の接地線に接続される保安器をさらに含み、
前記保安器は、前記通信線に所定値を超える電圧が生じると、前記通信線を前記第１の接地線と短絡する、請求項１または２に記載のサージ防護システム。
【請求項４】
前記複数の構造物の各々は、前記電源路に所定値を超える電圧が生じると、前記電源路を第３の接地極を介して接地するサージ放電素子部をさらに含み、
前記第３の接地極は、対応する構造物と前記第１の接地極との距離に比較して、当該構造物と近接した位置に配置される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のサージ防護システム。
【請求項５】
前記複数の構造物の各々は、前記第２の接地極と前記第１の接地線とを接続する第２の接地線をさらに含む、請求項４に記載のサージ防護システム。
【請求項６】
前記電源路および前記通信路は、それぞれ互いに異なる電柱に架線される架空線であり、
前記第１の接地極または／および前記第２の接地極は、いずれかの電柱に近接して配置される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のサージ防護システム。
【請求項７】
前記等電位化部は、前記第１の接地極と前記第２の接地極との電位差が所定の値を超えた場合において、前記第１の接地極と前記第２の接地極とを接続する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のサージ防護システム。
【請求項８】
複数の構造物へのサージの侵入を抑制するサージ防護方法であって、
前記複数の構造物の各々は、電源路および通信路を引込み、
前記電源路は、前記複数の構造物に対して共通に配置され、
前記電源路を構成する線路のうち１つの線路は、第１の接地極により接地され、
前記通信路は、第２の接地極により接地され、かつ、前記複数の構造物に対して共通に配置される、第１の接地線を含み、
前記サージ防護方法は、
前記複数の構造物の各々において、前記電源路または前記通信路からサージが侵入すると、前記電源路と前記通信路とを短絡し、前記第１および第２の接地極からサージを放電する放電ステップと、
前記第１の接地極と前記第２の接地極とを接続し、等電位化するため等電位化ステップとを含む、サージ防護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はサージ防護システムおよびサージ防護方法に関し、特に電源路および通信路と接続される通信装置を介して侵入するサージを防護するサージ防護システムおよびサージ防護方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
落雷により発生して電路を伝播するサージから電気・電子装置を防護するため、多くのサージ防護素子（ＳＰＤ：Surge Protection Device；以下、単にＳＰＤと称す）が電路上に配置されている。ＳＰＤは、２つの線路間または線路と接地との間に接続され、その両端の電圧を制限電圧以下に抑制する素子であり、一例として、ギャップ式アレスタ、ＺｎＯバリスタ、ツェナーダイオード、シリコンサージ吸収素子などがある。ところで、従来においては、電源路または通信路のいずれか一方と接続する装置が一般的であったため、電源路および通信路の別にそれぞれ独立にＳＰＤを配置する構成が多く採用されていた。しかしながら、情報通信技術の進歩などに伴い、電源路および通信路のいずれとも接続する通信装置が多くなっている。このような通信装置の一例として、留守番機能付き電話、ＦＡＸ、ｘＤＳＬ（x Digital Subscriber Line）モデム、ＣＡＴＶ（Cable Television）チューナなどが挙げられる。さらに、インターネットなどに接続可能なテレビ、エアコン、電子レンジなどが提案されている。そのため、サージの防護に関しても電源路および通信路を総合的に検討する必要が生じている。
【０００３】
そこで、たとえば、特開２００５−１１７７６７号公報（特許文献１）に開示されるように、電源路にかかる接地および通信路にかかる接地を共通化して、それぞれの接地間を等電位化し、サージによる装置の誤動作や破損および人身被害を防止する方法が提案されている。
【０００４】
図５は、従来のサージ防護システム３００の概略構成図である。
図５を参照して、従来のサージ防護システム３００は、構造物２へ侵入するサージから通信装置６などを防護するものであり、通信装置６と、電源路１８と、分配部２４と、ＳＰＤ部４と、通信路２０と、保安器８と、接地極１０，１２，１４と、共通接地線２２とからなる。
【０００５】
通信装置６は、たとえば、留守番機能付き電話、ＦＡＸ、ｘＤＳＬモデム、ＣＡＴＶチューナなどである。そして、通信装置６は、分配部２４および屋内電源線対２６を介して、電源路１８から供給される電力を受けて駆動し、かつ、保安器８および屋内通信線対２８を介して、通信路２０を伝播する電気信号の授受を行なう。また、通信装置６は、自身のサージ防護のため、屋内電源線対２６または屋内通信線対２８を介して侵入するサージを防護するように構成される。具体的には、通信装置６は、屋内電源線対２６の線間、屋内通信線対２８の線間、屋内通信線対２６および２８の間、にそれぞれ接続されるＳＰＤを含む。
【０００６】
電源路１８は、変圧器１６と分配部２４とを接続し、電源線１８．１および１８．２からなる。また、電源線１８．２は、変圧器１６と近接した位置に配置される接地極１４を介して接地される。
【０００７】
分配部２４は、電源路１８と接続され、変圧器１６から電源路１８を介して供給される電力を複数の装置へ分配できるように、バンクを構成する。
【０００８】
ＳＰＤ部４は、分配部２４と接続され、電源路１８または通信路２０から動作開始電圧を超えるサージが侵入すると、構造物２の敷地内またはその近接した位置に配置される接地極１０を介して接地し、分配部２４を放電する。
【０００９】
通信路２０は、中継局（図示しない）などと保安器８とを接続し、通信線２０．１および２０．１ならびに接地線２０．３からなる。そして、通信路２０は、たとえば、通信装置６が留守番機能付き電話、ＦＡＸまたはｘＤＳＬモデムであれば電話回線であり、通信装置６がＣＡＴＶチューナであればＣＡＴＶ配信回線である。また、接地線２０．３は、接地極１２を介して接地される。
【００１０】
保安器８は、通信路２０と通信装置６との間に配置され、通信路２０または通信装置６から動作開始電圧を超えるサージが侵入すると、接地極１０を介して接地される共通接地線２２と通信線２０．１または／および２０．２とを短絡し、通信線２０．１または／および２０．２を放電する。さらに、共通接地線２２は、接地線２０．３とも接続されるため、通信線２０．１または／および２０．２は、接地極１０に加えて、接地極１２を介して、放電される。
【００１１】
なお、接地極１４および１２は、それぞれ電源路および通信路を架線するいずれかの電柱に近接して配置されるため、接地極１０は、構造物２から接地極１４および１２までの距離に比較して、より近接した位置に配置される。
【００１２】
以下、図５を参照して、従来のサージ防護システム３００の動作について説明する。まず、電源線１８にサージが発生した場合について見ると、発生したサージは、電源線１８を伝播して分配部２４に侵入する。すると、分配部２４の線間および対地電位が上昇する。上昇した分配部２４の電位と通信線２０の電位との差が、ＳＰＤ部４または通信装置６の動作開始電圧を超えると、これらが短絡状態に移行する可能性がある。しかし、ＳＰＤ部４の動作開始電圧は、通信装置６の動作開始電圧より低く設定されるため、常にＳＰＤ部４の方がより早く短絡状態に移行する。
【００１３】
そして、ＳＰＤ部４が絶縁状態から短絡状態に移行し、分配部２４を接地、または分配部２４の線間を短絡すると、侵入したサージは、接地極１０を介して放電される。分配部２４の線間電圧は、ＳＰＤ部４が短絡状態に移行するまでは上昇するが、ＳＰＤ部４が短絡状態に移行した後は、制限電圧以下に抑制される。接地極１０は、その放電電流と接地極１０の接地抵抗との積に応じた電位まで上昇し、接地極１０と短絡状態のＳＰＤ部４を介して接続される分配部２４の電位も上昇するが、接地極１０と保安器８の接地極１２とが共通接地線２２で接続されているので、通信装置６は短絡状態に移行しない。そのため、サージは、屋内配線の経路である、屋内電源線対２６、通信装置６および屋内通信線対２８を伝播することなく、共通接地線２２を伝播する。このようにして、屋内の装置は、サージから防護される。
【００１４】
次に、通信線２０．１、通信線２０．２またはその両方にサージが発生した場合について見ると、発生したサージは、通信線２０．１、通信線２０．２を伝播して保安器８に侵入する。すると、通信線２０．１と通信線２０．２との間および通信線２０．１，２０．２と対地間の電位差が急激に上昇し、保安器８の動作開始電圧を超えると、保安器８が絶縁状態から短絡状態に移行し、通信線２０．１，２０．２を接地線２０．３および共通接地線２２と短絡する。通信線２０．１と通信線２０．２との間の電圧は、保安器８が短絡状態に移行するまでは上昇するが、保安器８が短絡状態に移行した後は、制限電圧以下に抑制される。
【００１５】
通信線２０．１，２０．２から接地線２０．３および共通接地線２２に伝播したサージは、接地極１２を介して放電される成分と、共通接地線２２を伝播して接地極１０を介して放電される成分とを含む。
【００１６】
また、通信線２０．３に発生したサージは、接地極１２を介して放電される成分と、共通接地線２２を伝播して接地極１０を介して放電される成分とを含む。
【００１７】
接地線２０．３および共通接地線２２の電位は、接地極１０の放電電流と接地極１０の接地抵抗の積に応じた電位まで上昇し、分配部２４との間に電位差が生じる。この電位差により、ＳＰＤ部４および通信装置６は、短絡状態になる可能性があるが、ＳＰＤ部４の動作開始電圧は、通信装置６の動作開始電圧より低く設定されるため、常にＳＰＤ部４の方がより早く短絡状態になる。そのため、通信装置６が短絡状態に移行することはなく、サージは、共通接地線２２、ＳＰＤ部４、分配部２４、電源１８．２の経路で伝播する。したがって、サージは、屋内配線の経路である屋内通信線対８、通信装置５および屋内電源線対２６を伝播することなく、屋内の装置はサージから防護される。
【特許文献１】特開２００５−１１７７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
図５に示される従来のサージ防護システム３００の効果を検証するため、モデル回路を製作し、模擬的に落雷を再現して侵入するサージを測定した。
【００１９】
図６は、従来のサージ防護システム３００に対する効果の検証を説明するための図である。
【００２０】
図６を参照して、変圧器１６が配置される電柱の頭頂に直撃雷が生じた場合を想定すると、接地極１４の電位上昇または電柱の絶縁破壊により、サージが直接電源線１８．１，１８．２に侵入する。そこで、図６に示す場合において、測定点に侵入するサージを測定した。
【００２１】
図７は、図６に示す測定点を流れるサージの測定結果の一例である。
図７を参照して、ＳＰＤ部４が動作し、接地極１０および共通接地線２２にサージを流しているにもかかわらず、約５０Ａもの電流値をもつサージが屋内電源線対２６から通信装置６へ侵入していることがわかる。
【００２２】
ここで、屋内電源線対２６から通信装置６へサージが侵入する理由について、以下に説明する。
【００２３】
再度、図６を参照して、電柱の頭頂に直撃雷が生じると、接地極１４の電位上昇または電柱の絶縁破壊により、サージが電源路１８に直接侵入して、分配部２４の電位が上昇する。一方、通信路２０についても、電源路１８と同様に、直撃雷が生じた電柱に敷設されているので、接地極１２の電位上昇または電柱の絶縁破壊により、サージが通信路２０に直接侵入して電位が上昇する。
【００２４】
電柱への直撃雷などは、非常に大きな電荷量を有するため、分配部２４と通信線２０との間の電位差が大きく、また、ＳＰＤ部４の放電特性にも関係して、サージを接地極１４および共通接地線２２に流しているにもかかわらず、通信装置６が短絡状態に移行し、屋内電源線２６から通信装置６へサージが侵入したものである。
【００２５】
上述のように、落雷の発生場所およびその電荷量によって、通信装置６の誤動作が生じたり、破損したりするおそれがあるという問題が明らかになった。
【００２６】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、それぞれが電源路および通信路を引込む複数の構造物に対して、電源路と通信路とを相互に通過するサージを抑制し、複数の構造物へのサージの侵入を抑制するサージ防護システムおよびサージ防護方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
この発明によれば、複数の構造物へのサージの侵入を抑制するサージ防護システムである。そして、複数の構造物の各々は、電源路および通信路を引込み、電源路は、複数の構造物に対して共通に配置され、電源路を構成する線路のうち１つの線路は、第１の接地極により接地され、通信路は、第２の接地極により接地され、かつ、複数の構造物に対して共通に配置される、第１の接地線を含み、複数の構造物の各々は、電源路または通信路からサージが侵入すると、電源路と通信路とを短絡し、第１および第２の接地極からサージを放電する放電手段を含む。さらに、サージ防護システムは、第１の接地極と第２の接地極とを接続し、等電位化するための等電位化部を備える。
【００２８】
好ましくは、放電手段は、電源路および通信路と接続される通信装置を含み、通信装置は、電源路または通信路に所定値を超える電圧が生じると、電源路と通信路とを短絡するサージ防護素子を含む。
【００２９】
好ましくは、通信路は、電気信号を伝播させる通信線をさらに含み、放電手段は、通信線および第１の接地線に接続される保安器をさらに含み、保安器は、通信線に所定値を超える電圧が生じると、通信線を第１の接地線と短絡する。
【００３０】
複数の構造物の各々は、電源路に所定値を超える電圧が生じると、電源路を第３の接地極を介して接地するサージ放電素子部をさらに含み、第３の接地極は、対応する構造物と第１の接地極との距離に比較して、当該構造物と近接した位置に配置される。
【００３１】
好ましくは、複数の構造物の各々は、第２の接地極と第１の接地線とを接続する第２の接地線をさらに含む。
【００３２】
好ましくは、電源路および通信路は、それぞれ互いに異なる電柱に架線される架空線であり、第１の接地極または／および第２の接地極は、いずれかの電柱に近接して配置される。
【００３３】
好ましくは、等電位化部は、第１の接地極と第２の接地極との電位差が所定の値を超えた場合において、第１の接地極と第２の接地極とを接続する。
【００３４】
また、この発明によれば、複数の構造物へのサージの侵入を抑制するサージ防護方法である。そして、複数の構造物の各々は、電源路および通信路を引込み、電源路は、複数の構造物に対して共通に配置され、電源路を構成する線路のうち１つの線路は、第１の接地極により接地され、通信路は、第２の接地極により接地され、かつ、複数の構造物に対して共通に配置される、第１の接地線を含む。さらに、サージ防護方法は、複数の構造物の各々において、電源路または通信路からサージが侵入すると、電源路と通信路とを短絡し、第１および第２の接地極からサージを放電する放電ステップと、第１の接地極と第２の接地極とを接続し、等電位化するため等電位化ステップとを含む。
【発明の効果】
【００３５】
この発明に従うサージ防護システムおよびサージ防護方法は、第１の接地極と第２の接地極とを接続し、等電位化する等電位化部を備える。そのため、複数の構造物の各々が電源路または通信路から侵入するサージを第１および第２の接地極から放電する際において、それぞれの接地極を流れる放電電流の不平衡による接地極間の電位差の発生を抑制できる。よって、サージが構造物に侵入する前の段階で、サージの侵入経路となる電源路と通信線路との両端が等電位となるので、サージが各構造物を通過することはできず、複数の構造物へのサージの侵入を抑制するサージ防護システムおよびサージ防護方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３７】
図１は、この発明の実施の形態に従うサージ防護システム１００全体の概略構成図である。
【００３８】
図１を参照して、サージ防護システム１００は、複数の構造物２に対して共通に配置される電源路１８および通信路２０から、複数の構造物２の各々が電源路１８および通信路２０を引込む構成をとる。そして、サージ防護システム１００は、構造物２と、配電路５２と、変圧器１６と、電源路１８とからなる。
【００３９】
構造物２は、一戸建住宅、マンションやアパートなどの集合住宅、事務所および工場などを含む。そして、構造物２は、電源路１８および通信路２０をそれぞれ引込むように構成される。
【００４０】
配電路５２は、複数の電柱５０に架線される架空線であり、変電所（図示しない）などから変圧器１６へ電力を運搬する。一例として、配電路５２は、三相交流の電力を変圧器１６へ供給し、その供給電圧は、変圧器１６から構造物２へ供給される電圧よりも高く、６６００Ｖ（線間）である。
【００４１】
変圧器１６は、いずれかの電柱５０に支持されるように、電柱５０の上部に配置される。そして、変圧器１６は、配電路５２とその１次側が接続され、配電路５２から供給される電力を降圧し、その２次側から電源路１８を介して、複数の構造物２へ電力を供給する。そして、変圧器１６は、接地極１４を介して、その２次側の一方を接地する。
【００４２】
電源路１８は、変圧器１６の２次側とそれぞれの構造物２とを接続する。一例として、電源路１８は、変圧器１６において降圧された電力を単相２線式または単相３線式により構造物２へ供給する。
【００４３】
通信路２０は、複数の電柱５０に架線される架空線であり、中継局（図示しない）などと構造物２との間の電気信号を伝播させる。一例として、通信路２０は、電話回線、ＣＡＴＶ回線などである。そして、通信路２０が電話回線の場合には、通信路２０は、中継局と構造物２とを互いに独立の通信線で接続するスター型の構成となり、通信路２０がＣＡＴＶ回線の場合には、中継局と接続される共通の通信回線を構造物２のそれぞれへ分配するバス型の構成となる。また、通信路２０は、通信線２０．１および２０．２に加えて、接地線２０．３を含むように構成される。
【００４４】
接地線２０．３は、所定の間隔毎または所定の回線毎に接地極１２を介して接地される。なお、接地線２０．３は、通信線２０．１および２０．２を架線するためのメッセンジャーワイヤーなどと兼用してもよく、通信線２０．１および２０．２ならびに接地線２０．３を同一のケーブルとして一体的に形成することもでき、また、通信線２０．１および２０．２と接地線２０．３とをそれぞれ独立に架線することもできる。
【００４５】
等電位化部４８は、接地極１２と接地極１４との間に介挿され、接地極１２と接地極１４とを短絡して等電位化する。そして、等電位化部４８は、電源路１８に侵入するサージを放電させるための接地極１２と、通信路２０に侵入するサージを放電させるための接地極１４とを等電位化することで、電源路１８から通信路２０へ侵入するサージ、および通信路２０から電源路１８へ侵入するサージを抑制する。一例として、等電位化部４８は、接地極１２と接地極１４との間の電位差が所定の値を超えた場合にのみ短絡させるアレスタで構成する。また、接地極１２と接地極１４とを常時短絡しても問題ない場合には、導線で構成してもよい。
【００４６】
なお、図１においては、電源路１８と通信路２０とが共通の電柱５０に架線される例について説明したが、必ずしも共通の電柱５０に架線される必要はなく、それぞれ独立の電柱に架線されるように構成してもよい。
【００４７】
図２は、この発明の実施の形態に従うサージ防護システム１００の要部を示す図である。
【００４８】
図２を参照して、構造物２には、分配部２４と、ＳＰＤ部４と、屋内電源線対２６と、通信装置６と、屋内通信線対２８と、保安器８とが配置される。
【００４９】
分配部２４は、電源路１８と接続され、変圧器１６から電源路１８を介して供給される電力を複数の装置へ分配できるように、バンクを構成する。
【００５０】
ＳＰＤ部４は、分配部２４と接続され、電源路１８または通信装置６から動作開始電圧以上のサージが侵入すると、構造物２の敷地内またはその近接した位置に配置される接地極１０を介して、分配部２４を接地と短絡して放電する。
【００５１】
通信装置６は、分配部２４および屋内電源線対２６を介して、電源路１８から供給される電力を受けて駆動し、保安器８および屋内通信線対２８を介して、通信路２０を伝播する電気信号の授受を行なう。一例として、通信装置６は、留守番機能付き電話、ＦＡＸ、ｘＤＳＬモデム、ＣＡＴＶチューナなどである。
【００５２】
保安器８は、通信路２０と通信装置６との間に配置され、通信路２０または通信装置６から動作開始電圧を超えるサージが侵入すると、接地極１０を介して接地される共通接地線２２と通信線２０．１または／および２０．２とを短絡し、通信線２０．１または／および２０．２を放電する。さらに、共通接地線２２は、接地線２０．３とも接続されるため、通信線２０．１または／および２０．２は、接地極１０に加えて、接地極１２を介して、放電される。
【００５３】
なお、この発明の実施の形態においては、通信装置６および保安器８が放電手段を実現する。
【００５４】
図３は、構造物２に配置される装置のサージ防護に係る回路を示す概略図である。
図３を参照して、通信装置６は、バリスタ４１，４２と、アレスタ４５，４６とを含み、ＳＰＤ部４は、バリスタ４０と、アレスタ４４とを含み、保安器８は、３極アレスタ４７を含む。
【００５５】
バリスタ４０，４１，４２は、ＺｎＯ（酸化亜鉛）などの負性抵抗特性をもつ材料で構成され、動作開始電圧を超えるサージを受けると、抵抗値を急減に低下させる。
【００５６】
アレスタ４４，４５，４６は、所定の空間的な間隔を空けて配置された２つの電極で構成される。なお、電極間を開放して大気中で絶縁抵抗を実現する構成、または電極間にガスを封入して絶縁抵抗を実現する構成などが採用される。そして、アレスタ４５および４６は、動作開始電圧を超えるサージを受けると、電極間に放電を生じることで抵抗値を急減に低下させる。
【００５７】
３極アレスタ４７は、２つのアレスタを直列に接続したものと等価であり、それぞれ所定の空間的な間隔を空けて配置された３つの電極で構成される。
【００５８】
通信装置６において、バリスタ４１は、屋内電源線２６．１と屋内電源線２６．２との間に接続される。バリスタ４２は、その一端が屋内電源線２６．１と接続され、かつ、他端がアレスタ４６と接続される。アレスタ４５は、屋内通信線２８．１と屋内通信線２８．２との間に接続される。アレスタ４６は、その一端が屋内通信線２８．２と接続され、かつ、他端がバリスタ４２と接続される。
【００５９】
通信装置６を構成する回路素子（図示しない）は、対地間電圧の上昇に比較して、線間電圧の上昇により破損しやすい。そのため、屋内通信線２８．１と屋内通信線２８．２との間に接続されるバリスタ４１、および屋内通信線２８．１と屋内通信線２８．２との間に接続されるアレスタ４５は、バリスタ４２およびアレスタ４６に比較して動作開始電圧が低くなるように設計し、線間電圧の上昇を十分に抑制する。
【００６０】
ＳＰＤ部４において、バリスタ４０は、その一端が分配部線２４．１と接続され、他端がアレスタ４４と接続される。アレスタ４４は、その一端がバリスタ４０の他端および分配部線２４．２と接続され、他端が接地極１０を介して接地される。
【００６１】
保安器８において、３極アレスタ４７は、その両端がそれぞれ通信線２０．１および２０．２と接続され、その中心端が共通接地線２２と接続され、通信線２０．１と共通接地線２２との間の線間電圧が動作開始電圧を超えると、通信線２０．１を共通接地線２２と短絡する。また、通信線２０．２と共通接地線２２との間の線間電圧が動作開始電圧を超えると、通信線２０．２を共通接地線２２と短絡する。
【００６２】
なお、上述したバリスタ４０，４１，４２、アレスタ４４，４５，４６および３極アレスタ４７は、いずれもＳＰＤに分類される素子である。そして、ＳＰＤとして用いる素子は、この形態に限られることはなく、それぞれ動作開始電圧、制限電圧、放電耐量などを適切に選定することで、別の種類のＳＰＤに変更してもよい。
【００６３】
以下、サージ防護システム１００の動作について説明する。
再度、図１を参照して、一例として、変圧器１６が配置される電柱５０の柱頂に落雷（直撃雷）が生じた場合について説明する。落雷は、蓄積された電荷が一気に放出されるため、電柱５０に非常に大きなサージが発生する。この発生したサージの一部は、電柱５０から接地極１４へ向けて伝播し、残りのサージは、構造物２へ向けて伝播する。
【００６４】
再度、図２を参照して、サージの伝播過程について説明する。落雷により電柱に生じたサージは、接地極１４を介して放電されるサージと、電柱の絶縁破壊により直接電源路１８に侵入し構造物２に向けて伝播するサージとを含む。
【００６５】
接地極１４を介して放電されるサージは、その放電電流と接地極１４の接地抵抗との積に応じた電圧分だけ接地極１４の電位を上昇させ、接地極１２との電位差が大きくなる。そして、接地極１４と接地極１２との電位差が等電位化部４８の動作開始電圧を超えると、等電位化部４８が絶縁状態から短絡状態に移行し、等電位化部４８は、接地極１２の電位を接地極１４の電位と一致させる。
【００６６】
一方、電源路１８を構造物２へ向けて伝播するサージは、分配部２４においてＳＰＤ部４を動作させ、接地極１０を介して放電される。すると、接地極１０の電位は、その放電電流と接地極１０の接地抵抗の積に応じた電位まで上昇し、それに伴い、接地極１０と短絡状態のＳＰＤ部４を介して接続されている分配部２４の電位も上昇する。このとき、分配部２４と通信路２０との電位差が通信装置６の動作開始電圧を超えていれば、サージは、共通接地線２２または屋内電源線対２６、通信装置６、屋内通信線対２８を通過し、通信路２０まで伝播するが、上述のように、接地極１４と接地極１２とが等電位化されているので、分配部２４と通信路２０との電位差が通信装置６の動作開始電圧を超えることなく、サージは、通信路２０まで伝播することができない、または、伝播が抑制される。
【００６７】
なお、等電位化部４８を通過するサージの電流による電圧降下分に相当する電位差が生じるおそれがある。しかしながら、図１に示すように、接地極１４と接地極１２とは近接した位置に配置されるため、生じる電位差はわずかであり、侵入したサージが伝播する経路は形成されない。
【００６８】
このように、サージが構造物２に侵入する手前でサージの侵入経路となる電源路１８と通信路２０とを等電位化することにより、複数の構造物２へのサージ侵入を抑制できる。
【００６９】
上述したように、電源路１８側にサージ発生源が存在する場合において、発生したサージは、等電位化部４８を動作させ、接地極１２と接地極１４とを等電位化する。そのため、電源線１８．１，１８．２から構造物２へ伝播したサージは、ＳＰＤ部４を動作させ、接地極１０を介して放電される。さらに、接地極１４と接地極１２とが等電位化されているため、電源路１８側から侵入したサージが共通接地線２２を伝播して通信路２０側へ到達することはない。すなわち、バイパスする共通接地線２２であってもサージは伝播しないので、当然のことながら、屋内電源線対２６、通信装置６、屋内通信線対２８の経路が形成されることはなく、構造物２へサージの侵入を防護できる。
【００７０】
一方、通信路２０側にサージ発生源が存在する場合においては、上述した経路と同様に、発生したサージは等電位化部４８を動作させ、接地極１２と接地極１４とを等電位化する。そのため、通信線２０．１，２０．２から構造物２へ伝播したサージは、図３に示す３極アレスタ４７を動作させ、通信線２０．３から構造物２へ伝播したサージをそのまま共通接地線２２へ流され、接地極１０を介して放電される。ここで、接地極１２と接地極１４とが等電位化されているため、共通接地線２２を伝播するサージがＳＰＤ部４を動作させて、分配部２４側に伝播することはない。したがって、屋内通信線対２８、通信装置６、屋内電源線対２６の経路が形成されることはないため、屋内配線にサージは侵入せず、装置を防護できる。
【００７１】
よって、電源路１８側および通信路２０側のいずれか一方でサージが発生したとしても、そのサージが通信装置６を通過して他方へ流出することはない。したがって、分配部２４から電力の供給を受ける通信装置６を含めたすべての装置は、過電圧による誤動作および破損を防止することができる。
【００７２】
なお、上述の説明は、図１に示す１つの構造物２についての説明であるが、いずれの構造物２についても同様の効果があることは自明である。また、接地極１２および１４は、複数の構造物２に対して共通で配置されるので、１つの等電位化部４８を設けることで、複数の構造物２に対するサージ防護を実現することができる。なお、当然のことながら、接地極１２および１４が構造物２のそれぞれに対して配置されるような構成であっても同様の効果は発揮される。
【００７３】
（変形例）
図４は、この発明の実施の形態の変形例に従うサージ防護システム２００の要部を示す図である。
【００７４】
図４を参照して、サージ防護システム２００は、図２に示すサージ防護システム１００において、共通接地線２２を省略したものである。
【００７５】
共通接地線は、分配部２４に侵入するサージがＳＰＤ部４を介して接地極１０から放電される場合において、接地極１０の電位が上昇することにより侵入したサージが通信装置６を通過して通信路２０側へ流出することを抑制するために、ＳＰＤ部４に接続される接地極を保安器８に接続される接地極と共通にするものである。また、通信路２０から侵入するサージについても同様に、電源路１８側へ流出することを抑制するためである。
【００７６】
しかしながら、上述したように、等電位化部４８が接地極１２と接地極１４とを短絡して等電位化するため、電源路１８側と通信路２０側とはほぼ等電位に保たれる。そのため、共通接地線２２を取除いたとしても、等電位化部４８が共通接地線２２の機能を代替するため、サージ防護効果の低下は見られない。
【００７７】
そのため、それぞれの構造物２において設けられる共通接地線２２を省略し、それに代えて、複数の構造物２に対して共通に配置される等電位化部４８を設けることで、よりコストを抑制したサージ防護システムを実現することができる。
【００７８】
この発明の実施の形態によれば、等電位化部が構造物の電源路側および通信路側の接地極を接続し、等電位化する。そのため、各構造物において、通信装置が電源路と通信路とを短絡し、電源路または通信路から侵入するサージを電源路側および通信路側の接地極から放電する際において、接地極間の電位差の発生を抑制できる。よって、電源路から通信装置を介して通信路へ伝播する経路、および、通信路から通信装置を介して電源路へ伝播する経路における電位差が生じないので、サージが伝播することができず、複数の構造物へのサージの侵入を抑制するサージ防護システムおよびサージ防護方法を実現できる。
【００７９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】この発明の実施の形態に従うサージ防護システム全体の概略構成図である。
【図２】この発明の実施の形態に従うサージ防護システムの要部を示す図である。
【図３】構造物に配置される装置のサージ防護に係る回路を示す概略図である。
【図４】この発明の実施の形態の変形例に従うサージ防護システムの要部を示す図である。
【図５】従来のサージ防護システムの概略構成図である。
【図６】従来のサージ防護システムに対する効果の検証を説明するための図である。
【図７】図６に示す測定点を流れるサージの測定結果の一例である。
【符号の説明】
【００８１】
２  構造物、４  ＳＰＤ部、６  通信装置、８  保安器、１０，１２，１４  接地極、１６  変圧器、１８  電源路、１８．１，１８．２  電源線、２０  通信路、２０．１，２０．２  通信線、２０．３  接地線、２２  共通接地線、２４  分配部、２４．１，２４．２  分配線、２６  屋内電源線対、２６．１，２６．２  屋内電源線、２８  屋内通信線対、２８．１，２８．２  屋内通信線、４０，４１，４２  バリスタ、４４，４５，４６  アレスタ、４７  ３極アレスタ、４８  等電位化部、５０  電柱、５２  配電路、１００，２００，３００  サージ防護システム。
【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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