CN107026443B - 浪涌保护设备和浪涌保护系统 - Google Patents

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Abstract

一种浪涌保护设备(SPD)包括插孔和通过插入可拆卸地附接到所述插孔的插头。在所述插头内部，设置有保护有待保护的设备不受侵入闪电浪涌影响的保护电路、检测所述保护电路的降级状态的降级检测单元、显示检测结果的显示单元等等。当多个SPD被安装在一起时，设置可拆卸地连接在相邻SPD中的接头端子之间的接头插头。通过所述插头内的第三连接端子、所述插孔内的第一连接端子和所述接头端子和所述接头插头将所述降级检测单元的检测结果输出到外界。

Description

浪涌保护设备和浪涌保护系统
技术领域
本发明涉及一种用于保护有待保护的设备(诸如通信设备和控制设备)不受闪电浪涌侵入的通信浪涌保护设备(以下称为“SPD”)以及一种浪涌保护系统，多个通信SPD被一起安装在所述浪涌保护系统中。
背景技术
常规地，例如，第5778541号日本专利和第8,730,638B2号美国专利公开了一种用于保护有待保护的设备(诸如电源设备)不受闪电浪涌侵入的电源SPD以及一种浪涌保护系统，多个SPD被一起安装在所述浪涌保护系统中。
常规的浪涌保护系统包括被安装在一起的多个SPD以及监控单元，所述监控单元显示所述多个 SPD的降级状态并且将电源电压供应到所述多个SPD。所述多个SPD的底面和所述监控单元的底面可拆卸地附接到例如设备安装轨道。用于在每个SPD检测闪电浪涌侵入的传感器单元和所述监控单元通过用于供应电源电压的电力线缆以及用于传输通信信号的通信线缆连接。电力被从所述监控单元供应给每个 SPD，并且闪电浪涌检测数据被通过所述电力线缆和所述通信线缆从每个SPD的传感器单元传输到所述监控单元。
然而，常规的浪涌保护系统具有以下问题(A)至(C)。
(A)可工作性问题
在常规的SPD中，所述电力线缆和所述通信线缆的连接被嵌入到所述传感器单元的底面侧。因此，有必要在例如SPD本体从设备安装轨道脱离的状态下铺设所述电力线缆和所述通信线缆，这造成较差的可工作性。
(B)难以在通信系统中使用(也就是，用作通信SPD)
当常规的SPD用于电力系统的线路中时(也就是，用作电源SPD)，因为仅仅有必要提供两个或三个SPD连接，需要存在在其铺设所述电力线缆和所述通信线缆的更少点，这不会造成很多工作麻烦。然而，当常规的SPD用在通信系统中时，因为线路数量远大于电力系统的线路数量(例如，可能需要数十条到数百条线路)，需要极大数量的SPD连接，这使得难以铺设所述电力线缆和所述通信线缆。
(C)难以附装
难以附装SPD，因为有必要从已经提供的那些线缆延伸所述电力线缆和所述通信线缆。
发明内容
因此，为了解决现有技术的上述问题，本发明的目的是提供一种SPD以及提供一种浪涌保护系统，这种SPD在铺设线缆时具有有利的可工作性，即使连接数量增加，也可以容易地铺设这些线缆，并且容易附装。
为了实现上述目的，本发明的SPD包括插孔和插头。
所述插孔具有：外线侧端子，配置有通信线路或控制线路的外线连接到所述外线侧端子；设备侧端子，有待保护的设备连接到所述设备侧端子；第一连接端子；第二连接端子，连接到所述外线侧端子和所述设备侧端子；以及接头端子，所述接头端子连接到所述第一连接端子。所述插头具有：可拆卸地连接到所述第一连接端子的第三连接端子；可拆卸地连接到所述第二连接端子的第四连接端子；保护电路，所述保护电路将通过所述第二连接端子和所述第四连接端子从所述外线侧端子或所述设备侧端子侵入的闪电浪涌放电到接地侧以便保护所述有待保护的设备；降级检测单元，所述降级检测单元检测所述闪电浪涌的侵入并且通过将所述闪电浪涌的历史值与参考值进行比较来检测所述保护电路的降级状态；以及显示单元，所述显示单元显示所述降级检测元的检测结果。
本发明的SPD的特征在于，当多个SPD被安装在一起时，设置可拆卸地连接在相邻SPD中的相邻接头端子之间，并且通过所述第三连接端子、所述第一连接端子、所述接头端子和所述接头插头输出所述降级检测单元的所述检测结果。
本发明的浪涌保护系统的特征在于，多个PSD被安装在一起，设置向所述插头供应电源电压和将所述降级检测单元的所述检测结果传输到外界的电源单元。
此外，本发明的浪涌保护系统的另一方面的特征在于，多个SPD被安装在一起，设置将所述降级检测单元的所述检测结果传输到外界的电源单元。
根据本发明的SPD和浪涌保护系统，因为已经使用线缆常规地铺设的通信线路或电力/通信线路通过穿戴接头插头连接，可以期望以下有利效果(a)至(d)。
(a)因为线缆未被用在SPD的通信线路或电力/通信线路中，可以节省接线麻烦。
(b)因为无需在附装SPD时延伸通信线路或电力/通信线路的线缆，可以容易地附装SPD。
(c)因为安装SPD的工作得到简化，改善了可工作性。
(d)因为通信线路或电力/通信线路的工作麻烦得到减少，例如，具有替换推荐显示功能或距离接触输出的SPD可以被附接到通信系统中的数十条到数百条线路的位置等等。
本发明的上述和其他目的以及新的特征将从优选实施例的以下描述结合附图变得更明显，这些附图是为了说明而不是为了限制本发明的范围。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一实施例由外部电源驱动的浪涌保护系统的立体图；
图2是以分离的方式示出图1中的系统的立体图；
图3是示出图1中的系统的俯视图；
图4是示出图2中的SPD侧插孔10与电源单元侧插孔60之间的接头图像的示意图；
图5是图1中的SPD 1的左视图；
图6是图1中的SPD 1的右视图；
图7是图1中的SPD 1的俯视图；
图8是图1中的SPD 1的仰视图；
图9是示出接头插头25被加载到图2中的SPD侧插10的状态的立体图；
图10A是图2中的SPD侧插孔2的俯视图；
图10B是示出图2中的SPD侧插孔10与电源单元侧插孔60之间的接头状态的俯视图；
图10C是示出接头插头25被加载到图10B中的插孔10和60的状态的俯视图；
图11是图9中的底面侧的立体图；
图12是图9中的SPD侧插孔10的放大立体图；
图13是图2中的SPD侧插头30的左视图；
图14是图2 中的SPD侧插头30的仰视图；
图15是图2中的SPD侧插头30的部分截取立体图；
图16是其中省略图2中的SPD侧插头30的内部零件的内部结构的立体图；
图17是示出根据本发明的第一实施例的浪涌保护系统的配置的电路图；以及
图18是示出根据本发明的第二实施例由电池驱动的浪涌保护系统的电路图。
具体实施方式
第一实施例
(配置第一实施例)
图1是示出根据本发明的第一实施例由外部电源驱动的浪涌保护系统的外观的立体图。图2是以分离的方式示出图1中的系统的立体图。图3是示出图1中的系统的俯视图。另外，图4是示出图2中的SPD侧插孔10与电源单元侧插孔60之间的接头图像的示意图。
根据第一实施例的由外部电源驱动的浪涌保护系统包括多个通信SPD 1(例如，三个SPD 1-1、1- 2和1-3)和一个电源单元50，并且这些三个SPD 1和一个电源单元50被使用设备安装轨道(例如DIN 轨道)80固定并安装在一起。DIN轨道80是具有例如在DIN标准规定的35mm宽度的设备安装装置。 DIN标准规定了用于安装电气设备(诸如开关)的设备安装轨道以及以AC 1000V或更低或DC 1500V 或更低使用的工业接线盒。应当注意的是，有待安装的SPD 1的数量根据线路数量是任意的。此外，这三个SPD 1和一个电源单元50可以直接固定在木板上而不使用DIN轨道80。
每个SPD 1(例如，三个SPD 1-1、1-2和1-3)连接在每条外线侧线路2(例如，三条外线侧线路 2-1、2-2和2-3)和每条设备侧线路3(例如，三条设备侧线路3-1、3-2和3-3)之间，这些外线侧线路被作为配置有通信线路或控制线路的外线，这些设备侧线路连接到有待保护的设备(诸如通信设备或控制设备)。每个SPD 1具有保护有待保护的设备不受从外线侧线路2或设备侧线路3侵入的闪电浪涌的异常电压/异常电流影响的保护功能、由于SPD反复地暴露于闪电浪涌而监控降级以及显示SPD 1的降级状态的显示功能、以及在建议替换SPD时执行外部输出的输出功能。电源单元50连接在外部电源5和接触输出信号线路6之间并且具有将从外部电源5输入的电源电压(例如，DC 24V)供应给每个SPD 1并且将信息(诸如每个SPD 1的降级状态和SPD替换建议)传输到接触输出信号线路6的功能。
每个SPD 1包括连接到外线侧线路2和设备侧线路3的SPD侧插孔10以及通过插入可拆卸地附接到插孔10的SPD插头30。
具有接线功能和输出功能的SPD侧插孔10包括基本上U形的壳体11。基本上U形的壳体11具有形状为基本上矩形圆柱形的第一竖立部分和第二竖立部分的两个面朝彼此的竖立部分以及耦合这些第一竖立部分和第二竖立部分的下部部分的耦合部分。在第一竖立部分的外面侧，在不同的水平设置有连接到一对外线侧线路2的两个螺丝形外线侧端子12-1和12-2以及螺丝形接地端子14-1。在第二竖立部分的外面侧，在不同的水平设置有连接到一对设备侧线路3的两个螺丝形设备侧端子13-1和13-2以及螺丝形接地端子14-2。例如，接地端子14-2通过接地导体4接地。
在耦合部分的上面，布置有具有三个端子部分15-1(1)、15-1(2)和15-1(3)的接头端子15-1、具有并联连接到三个端子部分15-1(1)、15-1(2)和15-1(3)的三个端子部分15-2(1)、15-2(2)和15-2(3)的接头端子 15-2、具有串联连接到端子部分15-1(1)、15-1(2)、15-1(3)、15-2(1)、15-2(2)和15-2(3)的三个端子部分 16(1)、16(2)和16(3)的第一连接端子16、配置有插孔侧接线盒的第二连接端子17、以及用于阻止SPD侧插头30的错误插入的错误插入阻止孔18。
具有保护功能和显示功能的SPD侧插头30包括基本上矩形的平行六面体壳体31。壳体31通过插入可拆卸地附接在插孔侧壳体11中的第一竖立部分和第二竖立部分之间，并且在上面侧上布置有用于显示确认的显示单元45和按钮形开关46。显示单元45显示设置在壳体31内的保护电路的降级状态等等并且配置有例如显示正常状态的绿色发光二极管(以下，这个发光二极管将被称为LED)45a、显示替换建议状态的黄色LED 45b、显示降级(失效)状态的红色LED 45C、以用于显示剩余电量水平的LED
45d。应当注意的是，因为根据第一实施例的浪涌保护系统由使用外部电源的电源驱动并且未使用用于显示剩余电量水平的LED 45d和开关46，LED 45d和开关46未电气地连接到其他电路。
电源单元50具有与SPD 1相同的外形，而电源单元50具有与SPD 1的内部电路不同的内部电路。这个电源单元50包括连接到外部电源5和接触输出信号线路6的电源单元侧插孔60和通过插入而可拆卸地附接到插孔60的电源单元侧插头70。
具有接线功能和输出功能的电源单元侧插孔60包括基本上U形的壳体61。基本上U形的壳体61 具有形状为基本上矩形圆柱形的第一竖立部分和第二竖立部分的两个面朝彼此的竖立部分以及耦合这些第一竖立部分和第二竖立部分的下部部分的耦合部分。在第一竖立部分的外面侧上，在不同的水平设置有连接在外部电源5的接地侧的螺丝形电源端子62-1、连接到外部电源5的正极侧(例如，+24V)的螺丝形电源端子62-2、以及螺丝形接地端子64-1。在第二竖立部分的外面侧，在不同的水平设置有连接到一对接触输出信号线路6的两个螺丝形输出端子63-1和63-2以及螺丝形接地端子64-2。例如，接地端子 64-2通过接地线路4接地。
在耦合部分的上面，与SPD侧耦合部分一样，布置有具有三个端子部分65-1(1)、65-1(2)和65-1(3) 的接头端子65-1、具有并联连接到三个端子部分65-1(1)、65-1(2)和65-1(3)的三个端子部分65-2(1)、65- 2(2)和65-2(3)的接头端子65-2、具有串联连接到端子部分65-1(1)、65-1(2)、65-1(3)、65-2(1)、65-2(2)和 65-2(3)的三个端子部分的第一连接端子、配置有插孔侧接线盒的第二连接端子、以及用于阻止SPD侧插头70的错误插入的错误插入阻止孔。
具有接触输出开关功能的电源单元侧插头70包括基本上矩形平行六面体壳体71。壳体71通过插入可拆卸地附接在插孔侧壳体61中的第一竖立部分和第二竖立部分之间，并且在上面侧上布置有显示单元和虚拟开关，与SPD侧插头30一样。
被安装在一起的这三个SPD侧插孔10和一个电源单元侧插孔60使用三个接头插头25(也就是，第一接头端子25-2、第二接头端子25-2和第三接头端子25-3)可拆卸地连接。
如图4所示，电源单元50侧的接头端子65-2和SPD 1-1侧的接头端子15-1使用第一接头插头 25-1连接，SPD 1-1侧的接头端子15-2和SPD 1-2侧的接头端子15-1使用第二接头插头25-2连接，并且进一步地，SPD 1-2侧的接头端子15-2和SPD 1-3侧的接头端子15-1使用第三接头插头25-3连接。
图5是图1中的SPD 1的左视图，图6是图1中的SPD 1的右视图，图7是图1中的SPD 1的俯视图，并且图8时图1中的SPD 1的仰视图。
在插孔10侧的壳体11上，在左侧面上的外线侧端子12-1的下部部分处，形成有矩形线路引入孔 12-1a，并且同样在左侧面上的外线侧端子12-2的下部部分处，形成有矩形线路引入孔12-2a。在右侧面上的设备侧端子13-1的下部部分处，形成有矩形线路引入孔13-1a，并且同样在右侧面上的设备侧端子 13-2的下部部分处，形成有矩形线路引入孔13-2a。在壳体11的底面上，形成有用于闭锁DIN轨道80的侧面的闭锁爪11a。在远离闭锁爪11a的位置处，平行地形成有具有倒L形截面的一对导轨11b和11c。矩形板状轨道挡块19滑动地附接到导轨11b和11c。在轨道挡块19的尖端处，形成有闭锁爪19a，并且这个闭锁爪19a在闭锁爪11a的方向上由面朝闭锁爪19a的线圈弹簧19b偏置。壳体11的底面可拆卸地固定在面朝彼此的闭锁爪11a和闭锁爪19a将DIN轨道80的两个侧面保持在其之间的状态下。
图9是示出接头插头25被加载到图2中的SPD侧插孔10的状态的立体图。图10A是图2中的 SPD侧插孔10的俯视图。图10B是示出图2中的SPD侧插孔10与电源单元侧插孔60之间的接头状态的俯视图。图10C是示出三个接头插头25(也就是，接头插头25-1、25-2和25-3)被加载到图10B中的两个插孔10和60的状态的俯视图。另外，图11是图9中的底面侧的立体图。
在SPD插孔10的壳体11中，在面朝彼此的第一竖立部分和第二竖立部分的内侧面上，为了引导 SPD侧插头30的插入和拆卸，设置有在纵向方向上延伸的导引凸状部分11d和11e。
如图9和图10A所示，当SPD侧插孔10未连接时，SPD侧插孔10的这两个接头端子15-1和15- 2使用接头插头25连接到彼此。如图10B和图10C所示，当连接这三个SPD侧插孔10和一个电源单元侧插孔60时，电源单元50侧的接头端子65-2和SPD 1-1侧的接头端子15-1使用第一接头插头25-1连接，SPD 1-1侧的接头端子15-2和SPD 1-2侧的接头端子15-1使用第二接头插头25-2连接，并且，SPD 1-2侧的接头端子15-2和SPD 1-3侧的接头端子15-1使用第三接头插头25-3连接。
图12是图9中的SPD侧插孔10的放大立体图。
SPD侧插孔10具有矩形板状插孔基板20和矩形的板状接地装置21。在插孔基板20上的两端周围，分别附接有外线侧端子12-1和12-2以及设备侧端子13-1和13-2，并且在外线侧端子12-1和12-2与设备侧端子13-1和13-2之间，附接有配置有边缘插接连接器的第二连接端子17。在接地装置21的两端处，分别附接有两个接地端子14-1和14-2，并且接地装置21连接到插孔基板20的底面侧。
接头端子15-1和15-2以及第一连接端子16分别配置有具有阴接触点的插孔并且附接在耦合基板 22上。耦合基板22被加载到内部壳体23上。在接地装置21连接到插孔基板20的两个侧面上，两个内部壳体23和24被加载以便面朝彼此，并且在接地装置21的底面上，轨道挡块19通过线圈弹簧19b滑动地附接。通过从外部壳体11的底面侧插入来固定这些内部壳体23和24以及轨道挡块19附接到其上的插孔基板20和接地装置21，从而使得组装SPD侧插孔10。通过插入附接到接头端子15-1和15-2的接头插头25具有阳接触点25a。
图13是图2中的SPD侧插头30的左视图。
在SPD侧插头30的壳体31中，在左侧面上的中央上部部分处，形成有基本上矩形的接片凹状部分31a。在接片凹状部分31a的右下部分处，形成有在纵向方向上延伸以便接纳并引导SPD侧插孔10的引导凸状部分11d的引导凹状部分31c。在壳体31的左侧面的下部部分处，形成有具有基本上正方形截面的接头插头储存空间31f。
同时，在图2所示的SPD侧插头30的壳体31中，在右侧面上的中央上部部分处，形成有基本上矩形的接片凹状部分31b。从接片凹状部分31b的下部中央部分到下部部分，形成有在纵向方向上延伸以便接纳并引导SPD侧插孔10的引导凸状部分11e的引导凹状部分31d。在引导凹状部分31d周围，形成有用于提供到这个周围区域的弹性的U形切出槽31e。
图14是图2 中的SPD侧插头30的仰视图。
在SPD侧插头30的壳体31的底面上，在外边缘的内侧处，形成有储存凹状部分31g。在储存凹状部分31g的内侧处，设置有形成有三个接头引脚的第三连接端子32以便更靠近接头插头储存空间31f 伸出。在垂直于第三连接端子32的方向上，设置有形成有用于插入到SPD侧插孔10的第二连接端子17 的板状边缘插接端子的第四连接端子33以便伸出。另外，在第四连接端子33附近，设置有用于插入到 SPD侧插孔10的错误插入阻止孔18的错误插入阻止插头49以便伸出。
图15是图2中的SPD侧插头30的部分切出立体图，并且图16是其中省略图2中的SPD侧插头 30的内部零件的内部结构的立体图。
在SPD侧插头30的壳体31内，储存有具有基本上L形截面的内框架47。在内框架47的上部部分的末端部分处，附接有开关46。在内框架47的纵向方向上，使用螺丝固定有接线插头基板48。在插头基板48的上部部分处，设置有开关46以及配置显示单元45的四个LED45a、45b、45c和45d。在插头基板48的上部部分处，安装有降级检测单元40，并且另外，在降级检测单元40下方安装有保护电路 34。
保护电路34是将通过SPD侧插头30的第二连接端子17和第四连接端子33从SPD侧插孔10的外线侧端子12-1和12-1或设备侧端子13-1和13-2侵入的闪电浪涌放电到接地端子14-2侧以便保护有待保护的设备。另外，降级检测单元40检测闪电浪涌的侵入并且通过对闪电浪涌的历史值(诸如例如闪电浪涌的程度和闪电浪涌的侵入次数)与参考值进行比较来检测保护电路34的降级状态。
在插头基板48的下部部分处，连接有第三连接端子32和第四连接端子33同时穿过内框架47的底部。在内框架47的底部处，形成有接头插头储存空间31f和储存凹状部分31g，并且在储存凹状部分 31g内设置有第三连接端子32、第四连接端子33和错误插入阻止插头49以便伸出。
图17是示出根据本发明的第一实施例的图1中的浪涌保护系统的配置的电路图。图17示出了三个SPD 1-1、1-2和1-3中的两个SPD 1-1和1-2以及一个电源单元50的接头状态。
SPD 1-1、1-2和1-3各自具有相同的电路配置。SPD 1-1包括SPD侧插孔10以及通过插入可拆卸地附接到SPD侧插孔10的SPD侧插头30。
SPD侧插孔10具有壳体11，并且两个外线侧端子12-1和12-2、两个设备侧端子13-1和13-2、两个接地端子14-1和14-2、两个接头端子15-1和15-2、一个第一连接端子16和一个第二连接端子17附接到这个壳体11。接头端子15-1具有三个端子部分15-1(1)、15-1(2)和15-1(3)。以类似的方式，接头端子15-2具有三个端子部分15-2(1)、15-2(2)和15-2(3)，并且第一连接端子16具有三个端子部分16(1)、 16(2)和16(3)。接头端子15-1的端子部分15-1(1)、15-1(2)和15-1(3)、接头端子15-2的端子部分15- 2(1)、15-2(2)和15-2(3)以及第一连接端子16的端子部分16(1)、16(2)和16(3)并联连接。这对外线侧线路 2-1连接到两个外线侧端子12-1和12-2。这对设备侧线路3-1连接到两个设备侧端子13-1和13-2。两个接地端子14-1和14-2中的例如一个接地端子14-2接地。
SPD侧插头30具有壳体31，并且一个第三连接端子32和一个第四连接端子33附接到该壳体 31。第三连接端子32可拆卸地附接到插孔侧第一连接端子16。第四连接端子33可拆卸地附接到插孔侧第二连接端子17。在壳体31内，设置有保护电路34、降级检测单元40、开关装置(例如，晶体管) 44、显示单元45等等。
保护电路34是连接到第四连接端子33和接地端子14-2并且将通过第二连接端子17和第四连接端子33从外线侧端子12-1和12-2或设备侧端子13-1和13-2侵入的闪电浪涌放电到接地端子14-2侧以便保护有待保护的设备的电路。这个保护电路34配置有闪电保护元件诸如避雷器，这个闪电保护元件是闪电保护管和为非线性电阻元件的变阻器。当闪电保护元件随着对闪电浪涌的操作次数等等的增加而降级时，这个元件失去它的保护功能。因此，设置有用于检测闪电保护元件的降级状态的降级检测单元 40。
降级检测单元40检测在保护电路34和接地端子14-2之间流动的闪电浪涌电流并且通过对这个闪电浪涌的历史值(诸如例如闪电浪涌的程度和闪电浪涌的侵入次数)与参考值进行比较来检测保护电路 34的降级状态。这个降级检测单元40具有控制电路(例如，中央处理器，以下称为“CPU”)41、存储器 42、检测装置(例如，电流变换器，以下称为“CT”)43，该控制电路具有操作/控制功能，该存储器由这个CPU 41访问并且闪电浪涌的历史值等等存储在该存储器中，该检测装置检测从保护电路34流动到接地端子14-2侧的闪电浪涌并且将这个检测信号提供给CPU 41等等。
晶体管44通过第三连接端子32连接在插孔侧第一连接端子16的两个端子部分16(2)和16(3)之间、由CPU 41的控制信号置于接通状态、并且具有使得这两个端子部分16(2)和16(3)导电的功能。
显示单元45连接到降级检测单元40内的CPU 41并且显示降级检测单元40的检测结果等等并且配置有例如显示正常状态的绿色LED 45a、显示替换建议状态的黄色LED45b、显示降级(失效)状态的红色LED 45c和用于显示剩余电量水平的LED 45d。应当注意的是，因为未在第一实施例中使用布置在图2中示出的显示单元45附近的用于显示剩余电量水平的LED 45d和开关46，LED 45d和开关46未连接到CPU 41。
电源单元50具有与SPD 1-1相同的外形，并且包括电源单元侧插孔60和通过插入可拆卸地附接到这个电源单元侧插孔60的电源单元侧插头70。
电源单元侧插孔60具有壳体，并且端子诸如两个电源端子62-1和62-2、两个接触输出端子63-1 和63-2、两个接地端子64-1和64-2、两个接头端子65-1和65-2和一个第一连接端子66附接到这个壳体。尽管接头端子65-1具有三个端子部分，因为这些端子部分未在第一实施例中使用，这些端子部分未连接到其他端子。接头端子65-2具有三个端子部分65-2(1)、65-2(2)和65-2(3)。以类似的方式，第一连接端子66具有三个端子部分66(1)、66(2)和66(3)。接头端子65-2的端子部分65-2(1)、65-2(2)和65-2(3)以及第一连接端子66的端子部分66(1)、66(2)和66(3)并联连接。电源端子62-1连接到外部电源5的0-V端子，而电源端子62-2连接到外部电源5的+24-V端子。这对接触输出信号线路6连接到两个接触输出端子63-1和63-2。例如，接地端子64-2连接到电源端子62-1并接地。
电源单元侧插头70具有壳体，并且可拆卸地连接到电源单元侧插孔60的电源端子62-1和62-2，第一连接端子66、接触输出端子63-1和63-2以及接地端子64-2通过这些端子附接到这个壳体。在电源单元侧插头70的壳体内部，设置有控制电路(例如，CPU)75、通过这个CPU 75的控制执行接通/断开操作的开关装置(例如，发光二极管72、光电晶体管73和中继器74)等等。
CPU 75由从电源端子62-2供应的+24V驱动。CPU 75连接到第一连接端子66的端子部分66(1) 并且通过发光二极管72连接到第一连接端子66的端子部分66(3)。CPU 75通过光电晶体管73连接到第一连接端子66的端子部分66(2)和电源端子62-1，该光电晶体管通过发光二极管72的发光被置于接通状态。
SPD 1-1侧的接头端子15-1和电源单元50侧的接头端子65-2通过接头插头25-1可拆卸地连接。如图4所示，SPD 1-1侧的接头端子15-2和相邻SPD 1-2侧的接头端子15-1与接头插头25-2可拆卸地连接。以类似的方式，SPD 1-2和相邻SPD 1-3与接头插头25-3可拆卸地连接。
(操作第一实施例)
如图1和图3所示，将参照图1等等描述在SPD 1-1、1-2和1-3在这三个SPD 1-1、1-2和1-3和一个电源单元50连接的状态下执行针对闪电浪涌的保护操作的情况下的(I)操作步骤1和(II)操作步骤 2。
(I)操作步骤1
例如，当外线侧线路2-1或设备侧线路3-1与接地端子14-2之间发生过量的闪电浪涌时，SPD侧插头1-1内的保护电路34操作，并且通过用以下箭头(4)指示的浪涌电流通路将浪涌电流放电：“外线侧端子12-1和12-2或设备侧端子13-1和13-2→保护电路34→接地端子14-2”
当浪涌电流被放电到接地端子14-2时，在CT 43处检测到的浪涌电流的数据被通过CPU 41存储在存储器42中。CPU 41通过对存储在存储器42中的闪电浪涌的历史值(诸如例如浪涌电流的程度和侵入次数)与提前设置的参考值进行比较来确定SPD 1-1的状态(也就是，保护电路34的状态)，并且根据确定结果在显示单元45处打开绿色LED 45a、黄色LED45b和红色LED 45c中的任一个。
当例如确定建议替换SPD 1-1或其降级时，CPU 41使用控制信号将晶体管44置于接通状态。当晶体管44被置于接通状态时，第一连接端子16的端子部分(3)和端子部分(2)开始导电，并且电源电流流过用于发光二极管操作的由以下箭头(2)指示的电流通路：“电源单元50的+24V的电源端子62-2→发光二极管72→第一连接端子66的端子部分(3)→接头端子 65-2的端子部分(3)→接头插头25-1→SPD 1-1的接头端子15-1的端子部分(3)→第一连接端子16的端子部分(3)→晶体管44→第一连接端子16的端子部分(2)→接头端子15-1的端子部分(2)→接头插头25-1→电源单元50的接头端子65-2的端子部分(2)→第一连接端子66的端子部分(2)→接地端子64-2”
(II)操作步骤2
当电源电流通过用于发光二极管操作的由箭头(2)指示的电流通路流到发光二极管72时，这个发光二极管72发光。当发光二极管72发光时，光电二极管73被置于接通状态，并且电流通过光电晶体管73通过用于中继操作的由箭头(3)指示的电流通路从CPU 75流到接地端子64-2。以此方式，CPU 75检测到建议替换相邻SPD 1-1、1-2和1-3中的任一个或者其被置于降级状态(也就是，识别端口的状态改变)并且使得中继器74操作。当中继器74操作时，配置有接触输出端子63-1和63-2的接触输出部分的电路开始导电，并且上述替换建议的检测结果或降级状态是通过接触输出信号线路6接触输出到某个距离。
应当注意的是，电源单元50与同电源单元50相邻的三个SPD 1-1、1-2和1-3的电路并联连接。因此，在电源单元50和与电源单元50相邻的SPD 1-1、1-2和1-3中每一个SPD之间执行(I)的操作步骤1的上述操作，并且当确定建议替换SPD 1中的甚至一个SPD或者其降级时，与用于发光二极管操作的用上述箭头(2)指示的电流通路相同并且在电源单元50与检测其问题的SPD 1之间建立的电路操作，并且替换建议或降级确定的检测结果被接触输出到接触输出信号线路6。
(第一实施例的有利效果)
根据第一实施例的SPD 1和浪涌保护系统，因为仅通过附接接头端子15-1、15-2和65-2和该多个接头插头25(例如，三个接头插头25-1、25-2和25-3)连接使用线缆构造的电力/通信线路，可以获得以下有利效果(i)至(iv)。
(i)因为线缆未被用在SPD1的电力/通信线路中，可以节省接线麻烦。
(ii)因为无需在附装SPD 1时延伸电力/通信线路的线缆，可以容易地附装SPD 1。
(iii)因为安装SPD的工作得到简化，改善了可工作性。
(iv)因为电力/通信线路的工作麻烦得到减少，可以容易地将具有“替换推荐显示”和“距离接触输出”的SPD 1可以被附接到通信系统中的数十条到数百条线路的位置等等。
第二实施例
(配置第二实施例)
图18是示出根据本发明的第二实施例的由电池驱动的浪涌保护系统的配置，并且相同的参考标记被分配给与图17中的那些相同的部件，图17示出了在第一实施例中由外部电源驱动的浪涌保护系统。
根据第二实施例的由电池驱动的浪涌保护系统被配置成由电池80和90而不是外部电源5驱动。
根据第二实施例的浪涌保护系统包括多个SPD 1A(例如，SPD 1A-1、1A-2、...)和电源单元 50A，在每个SPD 1A中并入有电池80，在该电源单元中并入有电池90，并且这些通过多个接头插头25 (例如，接头插25-1、25-2、...)连接到彼此。
每个SPD 1A(例如，SPD 1A-1、1A-2、...)包括SPD侧插孔10和SPD侧插头30A，该SPD侧插头并入有电池80并且通过插入可拆卸地附接到SPD侧插孔10，与第一实施例一样。
尽管SPD侧插孔10具有与第一实施例相同的配置，连接电线从而使得不在端子诸如接头端子15- 1和15-2以及第一连接端子16中使用用于供电的端子部分15-1(1)、15-2(1)和16(1)，而是仅使用端子部分15-1(2)、15-2(2)和16(2)以及端子部分15-1(3)、15-2(3)和16(3)。
尽管SPD侧插头30A具有与第一实施例相同的壳体31，电池80(例如，DC 3V)被储存在该壳体31内。电池80通过插入借助电池盖可拆卸地附接，该电池盖被设置在壳体31的侧壁上并且未被示出为打开和闭合。CPU 41由电池80驱动。用于显示确认的开关46连接到CPU41以便减少功耗，并且当这个开关46被按压时，显示单元45内的用于显示剩余电量水平的LED 45d开始导电。此外，在开关46 被按压之后，例如，显示正常状态的绿色LED 45a、显示替换建议状态的黄色LED 45b和显示降级(失效)状态的红色LED 45c中的任一个接通持续接近一秒。SPD侧插头30A的其他配置与第一实施例中的插头30的配置相同。
电源单元50A包括电源单元侧插孔60和电源单元侧插头70A，该电源单元侧插头并入有电池90 并且通过插入可拆卸地附接到电源单元侧插孔60，与第一实施例相同。
尽管电源单元侧插孔60具有与第一实施例相同的配置，因为未使用外部电源5，外线侧端子62-1 和62-2未连接到外部电源5。此外，连接电线从而使得不在端子诸如接头端子65-2以及第一连接端子66 中使用用于供电的端子部分65-2(1)和66(1)，而是仅使用端子部分65-2(2)和66(2)以及端子部分65-2(3)和 66(3)。
尽管电源单元侧插头70A具有与第一实施例相同的壳体，电池90(例如，DC 3V)被储存在该壳体内。电池90通过插入借助电池盖可拆卸地附接，该电池盖被设置在壳体的侧壁上保持打开和闭合。电池90连接在CPU 75和接地端子64-2之间并且驱动CPU 75。电源单元侧插头70A的其他配置与第一实施例中的插头70的配置相同。
尽管该多个SPD 1A(例如，SPD 1A-1、1A-2、...)和电源单元50A与该多个接头插头25(例如，接头插头25-1、25-2、...)连接，就像第一实施例，因为电力不是从电源单元50A供应给每个SPD 1A，仅使用每个接头端子25的端子部分(2)和(3)。
(操作第二实施例)
如图18所示，将描述该多个SPD 1A在该多个SPD 1A(例如，SPD 1A-1、1A-2、...)和电源单元50A连接的状态下执行针对闪电浪涌的保护操作的(I)操作步骤1和(II)操作步骤2。
(I)操作步骤1
例如，当外线侧线路2-1或设备侧线路3-1与接地端子14-2之间发生过量的闪电浪涌时，就像第一实施例，SPD侧插头1A-1内的保护电路34操作，并且浪涌电流流过用箭头(4)指示的浪涌电流通路并被放电到接地端子14-2。
当浪涌电流被放电到接地端子14-2时，在CT 43处检测到的浪涌电流的数据被通过CPU 41存储在存储器42中。CPU 41通过对存储在存储器42中的闪电浪涌的历史值(诸如例如浪涌电流的程度和侵入次数)与提前设置的参考值进行比较来确定SPD 1A-1的状态(也就是，保护电路34的状态)，并且将确定结果存储在存储器42中。当开关46被按压时，CPU41根据存储在存储器42中的确定结果打开显示单元45的绿色LED 45a、黄色LED 45b和红色LED 45c中的任一个。
当例如确定建议替换SPD 1A-1或其降级时，CPU 41使用控制信号将晶体管44置于接通状态。当晶体管44被置于接通状态时，第一连接端子16的端子部分(3)和端子部分(2)开始导电，并且电流流过用于发光二极管操作的由以下箭头(2)指示的电流通路：
“电源单元50A的电池90→发光二极管72→第一连接端子66的端子部分(3)→接头端子65-2的端子部分(3)→接头插头25-1→SPD 1A-1的接头端子15的端子部分(3)→第一连接端子16的端子部分 (3)→晶体管44→第一连接端子的端子部分(2)→接头端子15-1的端子部分(2)→接头插头25-1→电源单元50A的接头端子65-2的端子部分(2)→第一连接端子66的端子部分(2)→接地端子64-2”
(II)操作步骤2
当电流通过用于发光二极管操作的由上述箭头(2)指示的电流通路流到发光二极管72时，这个发光二极管72发光。当发光二极管72发光时，光电二极管73被置于接通状态，并且电流通过光电晶体管73通过用于中继操作的由箭头(3)指示的电流通路从CPU 75流到接地端子64-2。以此方式，CPU 75检测到建议替换相邻SPD 1A-1、1A-2、...中的任一个或者其被置于降级状态(也就是，识别端口的状态改变)并且使得中继器74操作。当中继器74操作时，配置有接触输出端子63-1和63-2的接触输出部分的电路开始导电，并且上述替换建议的检测结果或降级状态是通过接触输出信号线路6接触输出到某个距离。
应当注意的是，电源单元50A与同电源单元50A相邻的该多个SPD 1A-1、1A-2、...的电路并联连接。因此，在电源单元50A和与电源单元50A相邻的SPD 1A-1、1A-2、...中每一个SPD之间执行(I) 的操作步骤1的上述操作，并且当确定建议替换SPD 1A中的甚至一个SPD或者其降级时，与用于发光二极管操作的用箭头(2)指示的上述电流通路相同并且在电源单元50A与检测其问题的SPD 1A之间建立的电路操作，并且替换建议或降级确定的检测结果被接触输出到接触输出信号线路6。
(第二实施例的有利效果)
根据第二实施例的SPD 1A和浪涌保护系统，因为在SPD 1A内的CPU 41处检测的检测结果被通过接头插头25(例如，接头插头25-1、25-2、...)传输到电源单元50A并且从电源单元50A接触输出到接触输出信号线路6，提供了与第一实施例基本上相同的有利效果。另外，因为第二实施例是系统由电池驱动的实施例并且无需像第一实施例那样将电力从电源单元50提供给每个SPD1，可以减少电源路径的接线麻烦。
修改第一实施例和第二实施例
本发明不限于上述第一和第二实施例，并且可以采用各种使用形式和修改。例如，SPD 1和1A以及电源单元50和50A的形状、结构、电路配置等等不限于附图中示出的那些并且可以被修改。

Claims (9)

1.一种浪涌保护设备，包括：
插孔，所述插孔具有：外线侧端子，配置有通信线路或控制线路的外线连接到所述外线侧端子；设备侧端子，有待保护的设备连接到所述设备侧端子；第一连接端子；第二连接端子，连接到所述外线侧端子和所述设备侧端子；以及接头端子，所述接头端子连接到所述第一连接端子；以及
插头，所述插头具有：可拆卸地连接到所述第一连接端子的第三连接端子；可拆卸地连接到所述第二连接端子的第四连接端子；保护电路，所述保护电路将通过所述第二连接端子和所述第四连接端子从所述外线侧端子或所述设备侧端子侵入的闪电浪涌放电到接地侧以便保护所述有待保护的设备；降级检测单元，所述降级检测单元检测所述闪电浪涌的侵入并且通过将所述闪电浪涌的历史值与参考值进行比较来检测所述保护电路的状态；以及显示单元，所述显示单元显示所述降级检测单元的检测结果；
其中，当多个所述浪涌保护设备被安装在一起时，设置可拆卸地连接在相邻浪涌保护设备中的相邻接头端子之间的接头插头，以及
通过所述第三连接端子、所述第一连接端子、所述接头端子和所述接头插头输出所述降级检测单元的所述检测结果。
2.根据权利要求1所述的浪涌保护设备，
其中，所述接头插头被布置在所述插孔在所述插头上抵靠的位置处。
3.根据权利要求1或2所述的浪涌保护设备，
其中，所述闪电浪涌的所述历史值包括所述闪电浪涌的程度和侵入次数。
4.根据权利要求3所述的浪涌保护设备，
其中，电源端子分别被设置在所述插孔、所述插头和所述接头插头处，以及
通过所述接头插头的电源端子、所述插孔的电源端子和所述插头的电源端子为所述插头供应电源电压。
5.根据权利要求3所述的浪涌保护设备，
其中，向所述降级检测单元供应电源电压的电池被设置在所述插头内。
6.一种浪涌保护系统，
其中，根据权利要求4所述的多个浪涌保护设备被安装在一起，以及
设置向所述插头供应所述电源电压并且将所述降级检测单元的所述检测结果传输到外界的电源单元。
7.根据权利要求6所述的浪涌保护系统，
其中，用于驱动的电源电压被从外部电源供应给所述电源单元。
8.一种浪涌保护系统，
其中，根据权利要求5所述的多个浪涌保护设备被安装在一起，以及
设置将所述降级检测单元的所述检测结果传输到外界的电源单元。
9.根据权利要求8所述的浪涌保护系统，
其中，用于驱动的电源电压被设置在所述电源单元内部的电池供应给所述电源单元。
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