JP2000021549A - 保安器の劣化検出方法と劣化検出回路 - Google Patents

保安器の劣化検出方法と劣化検出回路

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JP2000021549A
JP2000021549A JP10191481A JP19148198A JP2000021549A JP 2000021549 A JP2000021549 A JP 2000021549A JP 10191481 A JP10191481 A JP 10191481A JP 19148198 A JP19148198 A JP 19148198A JP 2000021549 A JP2000021549 A JP 2000021549A
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current
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deterioration detection
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Osamu Kuroba
修 黒羽
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外線から大きなサージ電圧、電流が到来した
とき、保安器の構成素子が劣化していても保安器の劣化
を検出し、かつ、内部の電子機器を保護する。 【解決手段】 保安器3の出力と内線2との間に接続さ
れるヒューズ5と、保安器3の出力に接続され、劣化検
出時に保安器の劣化信号を発生する電流検出部6と、電
流検出部6の出力とヒューズ5の電子機器への出力側と
の間に接続されるスイッチ7とを有する。電流検出部6
は、ヒューズ5に流れる電流を分流する抵抗、その抵抗
の両端に生じる電圧を増幅する増幅器、増幅器の出力信
号を整流する整流回路、整流回路の出力と基準電圧とを
比較してその結果を劣化検出信号として出力する比較器
により構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、外来のサージ電
圧、電流から電子機器を保護するために外線と内線との
境界に設けられる保安器の保安機能の劣化検出方法と劣
化検出回路に関する。
【0002】
【従来の技術】外来のサージ電圧、電流を吸収して内部
の電子機器を保護する保安器は、バリスタやアレスタ等
の保護素子を構成要素としているが、サージ電圧、電流
を繰り返して受けると,これらの保護素子が次第に劣化
して、保安機能を減退して遂には電子機器が破損する。
従って、このような保護素子の劣化を早期に検出して電
子機器の動作に影響を与えないように保守する必要があ
る。
【0003】図6は、従来の保安器の劣化検出回路の構
成例を示すブロック図で、(a)は保安器3が線路1,
1’の間に接続されて外来のサージを短絡して吸収する
回路、(b)は保安器3が線路1と接地との間に接続さ
れてサージを接地して吸収する回路で、保安器3の劣化
検出回路4は、いずれも信号電流から分流されて保安器
3内の保護素子に流れる漏れ電流によって保安器の劣化
を検出している。
【0004】(a)の回路は、実開昭58-123372号公報に
開示された保安器の劣化検出回路の1例の主要部で、小
さな漏れ電流でも大きな増幅を必要とせずに確実に保安
器の劣化を検出することを目的としており、通常の場合
は、スイッチSをオンにしてサージ吸収素子である保安
器3を線路1,1’間に挿入して内部回路を保護してい
る。この場合は、劣化検出回路4には電流が流入せず、
従って劣化表示用の発光ダイオードは点灯しない。保安
器3の劣化状態を調べるときは、スイッチSをオフにし
て、可変抵抗に保安器3からの電流を流す。この電流に
より可変抵抗に発生する電圧VLを演算増幅器に入力し
て所定の基準電圧VSと比較する。この比較の結果、V
L>VSとなれば、発光ダイオードが点灯して保安器3
の劣化が検出、表示される。
【0005】(b)の回路は、電流検出部の電流変成器
の低コスト化を目的として、特開平7-244111号公報の
漏れ電流検出センサに開示された1例の主要部で、線路
1と接地間に接続された過電圧保護用の保安器3の劣化
検出用の回路である。その構成は、1次巻線を保安器3
に直列に接続された電流変成器の2次巻線の両端に直流
遮断用のコンデンサを介して発光素子を接続し、発光素
子の両端に限流抵抗を介して直流電源からバイアス電流
を供給する。また、電流変成器の2次巻線の両端にはさ
らにサージ電圧から発光素子を保護する為のダイオード
が2個逆並列に接続されている。
【0006】外線から入力される信号電流は通常は保安
器3を通過して電子機器に伝達され、劣化検出回路4に
は保安器3に分流された僅かの漏れ電流が流れている。
しかし、保安器3が劣化してくると、漏れ電流が次第に
増加し、その値が予め設定されたしきい値に達すると劣
化検出回路4がそれを検出して保安器の劣化検出信号を
出力する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の方式は、上述の
ように、保安器の内部素子に流れる微少な電流によって
保安器の劣化を検出しているために、大きな増幅度の増
幅器や電流変成器などの大型の回路を必要とし、装置の
小型化には不適当である。
【0008】また、雷サージのような大電流が流入する
場合には、劣化検出回路自体が損傷して保安器の劣化検
出ができなくなり、電子機器の動作に大きな影響を与え
るので、それを遮断するための複雑な回路が必要となる
という問題点がある。
【0009】本発明の目的は、上述の問題点を解決し、
簡単な回路で、保安器が劣化しているときに外線から大
きなサージ電圧、電流が到来した場合にも、内部の電子
機器を保護し、かつ、保安器の劣化を検出することがで
きる保安器の劣化検出方法とその回路を提供することに
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の保安器の劣化検
出方法は、保安器内に流れる電流によって劣化検出を行
うのではなく、保安器から出力されて内線側に入力され
る電流を検出し、検出した電流が予め定められたしきい
値を超過したとき、劣化検出信号を生成して出力する。
【0011】また、保安器から内線側に出力される電流
が所定の値を超えるときは、この電流を遮断して内部の
電子機器への侵入を阻止する。
【0012】本発明の保安器の劣化検出回路は、保安器
の内線側出力端と内部の電子機器入力側との間に接続さ
れるヒューズと、保安器の内線側出力端と電子機器入力
側との間にヒューズと並列に設けられ、ヒューズから分
流される電流が所定の閾値を超えることを検出したとき
保安器の劣化検出信号を出力する電流検出部と、を有す
る。
【0013】また、保安器の劣化検出信号によって制御
されて、電流検出部から電子機器入力側に出力される電
流を接地側に切替えるスイッチが設けられるのが望まし
い。
【0014】この電流検出部は、両端が電流検出部の入
力端と出力端に接続される限流抵抗と、その限流抵抗の
両端に発生する電位差電圧を検出して増幅する増幅器
と、検出した電圧を基準電圧と比較して前者が後者より
大きいとき保安器の劣化検出信号を出力する比較器とに
より構成することができる。
【0015】また、この保安器の劣化検出回路は、従来
型の保安器の内部素子に流れる微少な電流によって保安
器の劣化を検出する第1の保安器の劣化検出回路と併用
することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0017】図1は本発明の保安器の劣化検出回路4の
1実施例のブロック図、図2は保安器3の1例の構成
図、図3は電流検出部6の1例の構成図、図4は保安器
に入力される電流波形と保安器から出力される電流波形
の図である。
【0018】本実施例の保安器の劣化検出回路は、図1
に示すように、外線1から信号が入力される保安器3
と、保安器3の出力と内線2との間に接続されるヒュー
ズ5と、保安器3の出力に接続され、劣化検出時に保安
器劣化信号を発生する電流検出部6と、電流検出部6の
出力とヒューズ5の電子機器への出力側との間に接続さ
れるスイッチ7とを有する。
【0019】保安器3は、通常使用されているいずれの
型のものでもよいが、例えば図2に示すように、過電圧
が印加されると短絡現象を示し、過電圧が消滅すると絶
縁を回復するアレスタ31と、回路に流れる電流を制限
する抵抗32と、バリスタ電圧と呼ばれる臨界電圧以下
では高抵抗で電流を阻止し、バリスタ電圧を超えると急
激に抵抗が低くなって電流を流すバリスタ33とによっ
て構成されるものとする。
【0020】電流検出部6は、例えば図3に示すよう
に、限流抵抗61、抵抗66、66’、67、67’、
増幅器62、整流回路63、比較器64、基準電圧電源6
5、及び可変抵抗68,69により構成される。限流抵
抗61は、ヒューズ5から分流した電流を検出する抵抗
で、線路インピーダンスに対して十分小さく、その他の
抵抗66,66‘,67,67’は、電圧を分圧する抵
抗で、線路インピーダンスに対して十分大きい。増幅器
62は、抵抗61の両端の電圧を増幅し、整流器63
は、増幅器62の出力信号を整流する。また、比較器6
4は、整流回路63の出力と基準電圧65とを比較して
その結果を出力する。可変抵抗68,69は、分圧する
電圧値を調整するためのものである。
【0021】スイッチ7は、電流検出部6の比較器64
から出力された劣化検出信号により、電流検出部6に分
流された電流を内線2側か接地側かのいずれかに切替え
るもので、リレーまたはトランジスタで構成することが
できる。
【0022】次に、本実施例の動作について説明する。
【0023】保安器3が正常な場合は、外線から到来す
る正常な信号は保安器3及びヒューズ5を通過して内部
の電子機器に伝達される。この外来信号に図4に示すよ
うな雷サージが印加された場合は、図4(A)に示すよう
に、雷サージが保安器3に殆ど吸収されて、保安器3の
出力電流は、ヒューズ5を溶断する閾値に達せず、その
ままヒューズ5を通過する。従って、電流検出部6には
殆ど電流が流れないので、保安器の劣化検出信号は出力
されない。
【0024】雷サージ入力が何回か繰り返されて保安器
3の雷サージ吸収機能が劣化すると、保安器3の出力電
流は増加するが、図4(B)のように、ヒューズ5を溶断
する閾値以下であれば、この電流はヒューズ5を流れ、
電流検出部6には殆ど電流が流れないので、保安器3の
劣化検出信号は出力されない。
【0025】保安器3の雷サージ吸収機能がさらに劣化
すると、保安器3の出力電流が増加して、その値が図4
(C)のように、ヒューズ5の溶断閾値を超えると、ヒ
ューズ5溶断し、保安器3の出力電流が電流検出部6に
流入する。
【0026】ここで、電流検出部6に流入した電流は、
限流抵抗61を通ってスイッチ7に出力される。一方、
この電流が流れることにより限流抵抗61の両端に電位
差を生じ、その電位差の電圧が増幅器62で増幅され、
整流回路63で整流されて、比較器64に出力される。
【0027】比較器64は、整流回路63から入力され
た電圧と、基準電圧65とを比較して、入力電圧が基準
電圧より高い場合は保安器の劣化検出信号を出力する。
【0028】スイッチ7は、劣化検出信号が出力されな
い場合は、限流抵抗61から入力された電流を内部機器
への信号供給側に接続し、劣化検出信号が出力された場
合は、限流抵抗61から入力された電流を接地側に切替
えて出力する。
【0029】従って、保安器3が劣化して外来のサージ
を遮断しない場合は、ヒューズが溶断してサージの大電
流が電流検出部6とスイッチ7を通過して接地され、内
部機器への侵入が遮断される。そして同時に電流検出部
6を通過する大電流により保安器3の劣化を検出するこ
とができる。
【0030】また、この保安器の劣化検出回路は、保安
器の内部素子に流れる微少な電流によって保安器の劣化
を検出する従来型の第1の保安器の劣化検出回路と併用
することができる。
【0031】図5は、このようにして構成した第2の実
施例で、保安器3の構成素子に流れる微少電流により保
安器3の劣化を検出して第1の劣化検出信号を出力する
従来と同様な第1の劣化検出回路4’と、保安器3を通
過して内線2に出力される電流により保安器3の劣化し
ていることを検出して第2の劣化検出信号を出力する本
発明による第2の劣化検出回路4とを有する。
【0032】このように従来型と併用することにより、
小型化の要求に対して装置構成上許されれば、従来型の
検出回路によってサージの到来以前に保安器の劣化を検
出できると共に、サージの到来により従来型の検出回路
が損傷した場合にも本発明の保安器の劣化検出回路によ
って保安器の劣化を検出し、内部機器へのサージの侵入
を遮断することができる。
【0033】
【発明の効果】上述のように本発明は、保安器から内部
電子機器に出力する電流によって保安器の劣化を検出す
ることにより、簡単な回路で、保安器が劣化していると
きに外線から大きなサージ電圧、電流が到来した場合に
も、保安器の劣化を検出することができる効果がある。
【0034】また、生成された劣化検出信号によって保
安器から内線側に出力される電流を遮断することによ
り、外線から大きなサージ電圧、電流が到来したとき、
保安器の構成素子が劣化していても内部の電子機器を保
護することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の保安器の劣化検出回路の1実施例のブ
ロック図である。
【図2】図1の保安器3の1例の構成図である。
【図3】図1の電流検出部6の1例の構成図である。
【図4】本実施例の電流波形の説明図である。
【図5】本発明の第2の実施例のブロック図である。
【図6】従来の保安器の劣化検出回路の1例の構成図で
ある。
【符号の説明】
1、2 線路(外線、内線) 3 保安器 4,4’ 劣化検出回路 5 ヒューズ 6 電流検出部 7 スイッチ 31 アレスタ 32 抵抗 33 バリスタ 61 限流抵抗 66,66’,67,67’ 抵抗 62 増幅器 63 整流回路 64 比較器 65 基準電圧 68,69 可変抵抗

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外来のサージ電圧または電流を吸収して
    内部電子機器を保護するために、外線と内線との境界に
    設けられる保安器の保安機能の劣化を検出する劣化検出
    方法において、 保安器を介して内線側に入力される電流を検出し、 前記検出した電流が予め定められたしきい値を超過した
    とき、劣化検出信号を生成して表示することを特徴とす
    る保安器の劣化検出方法。
  2. 【請求項2】 保安器から内線側に入力される電流を前
    記生成された劣化検出信号により遮断して内部の電子機
    器への侵入を阻止する請求項1に記載の保安器の劣化検
    出方法。
  3. 【請求項3】 外来のサージ電圧または電流を吸収して
    内部電子機器を保護するために、外線と内線との境界に
    設けられる保安器の保安機能の劣化を検出する劣化検出
    回路において、 前記保安器の内線側出力端と内部の電子機器入力側との
    間に接続されるヒューズと、 前記保安器の内線側出力端と電子機器入力側との間に前
    記ヒューズと並列に設けられ、前記ヒューズから分流さ
    れる電流を所定の値と比較して、前記電流が所定の値を
    超過したとき、保安器の劣化検出信号を出力する電流検
    出部とを有することを特徴とする保安器の劣化検出回
    路。
  4. 【請求項4】 前記電流検出部から出力される電流を、
    前記保安器の劣化検出信号に応じて電子機器入力側、ま
    たは接地側のいずれかに切替えるスイッチが設けられる
    請求項3に記載の保安器の劣化検出回路。
  5. 【請求項5】 電流検出部は、両端が前記電流検出部の
    入力端と出力端に接続される限流抵抗と、前記限流抵抗
    の両端に発生する電位差電圧を検出して増幅する増幅器
    と、検出した電圧を基準電圧と比較してその比較結果を
    保安器の劣化検出信号として出力する比較器とを有する
    請求項3または4に記載の保安器の劣化検出回路。
  6. 【請求項6】 保安器の内部素子に流れる微少な電流に
    よって保安器の劣化を検出する第1の保安器の劣化検出
    回路と併用される請求項3乃至5のいずれか1項に記載
    の保安器の劣化検出回路。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009296185A (ja) * 2008-06-04 2009-12-17 Nec Network & Sensor Systems Ltd 広帯域電力増幅装置およびバイアス制御回路
JP2011205796A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Nec Infrontia Corp 過電圧保護素子の故障検知回路、及び、加入者回路
JP2012222960A (ja) * 2011-04-08 2012-11-12 Sankosha Corp 電源用保安器及び電源回路保安装置
CN113064008A (zh) * 2021-03-25 2021-07-02 广东电网有限责任公司广州供电局 一种中压熔断器质量检测方法、装置、设备和介质

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