JP2004064964A

JP2004064964A - 避雷装置

Info

Publication number: JP2004064964A
Application number: JP2002223225A
Authority: JP
Inventors: Kenko Shirai; 白井　謙光
Original assignee: MORINAGA DENSHI KK
Current assignee: MORINAGA DENSHI KK
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】耐雷トランスを使用することなく、十分な保護機能を実現する。
【解決手段】第１回線Ｌ１　の各相に直列に挿入する直列避雷素子１１、１１…と、第２回線Ｌ２　に設置するアレスタユニット１３とを組み合わせる。
アレスタユニット１３、直列避雷素子１１、１１…は、誘導雷、接地雷の双方に対し、負荷側端子Ｔｕ　、Ｔｖ　、Ｔｗ　に接続する電子機器を有効に保護することができる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンピュータシステムなどの電子機器を雷電圧から有効に保護することができる避雷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータシステムなどの電子機器に給電する電源ラインには、外部から侵入する雷電圧から電子機器を保護するために、適切な避雷装置を設置することが必要である。
【０００３】
従来の避雷装置は、電源ラインの各相にアレスタを設置して構成され、各相のアレスタは、電源ラインに侵入する雷電圧を大地に放流する。すなわち、アレスタは、雷電圧によって放電し、雷電圧の波高値を電子機器のインパルス耐電圧以下に制限することができる。また、電子機器の電源変圧器を静電シールド付きのいわゆる耐雷トランスとすることも広く知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来技術によるときは、アレスタは、電源ラインの各相に重畳するようにして侵入する誘導雷に対して有効であるが、雷電圧の一部が電子機器内にまで侵入することがあり、保護機能が必ずしも十分でないという問題があった。一方、耐雷トランスは、アレスタより高度の保護機能を実現し易いが、形状が大形化し、重量や価格が過大になりがちであり、たとえば数１０ｋＶＡ　以上の大容量の用途に対して適用し難いという欠点が避けられない。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、各相に設置するアレスタと、各相に直列に挿入する直列避雷素子とを並列２回線上に組み合わせることによって、小形軽量でありながら、必要十分な保護機能を容易に実現することができる避雷装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、第１回線、第２回線を介して連結する電源側端子、負荷側端子と、第１回線の各相に直列に挿入する直列避雷素子と、第２回線に設置するアレスタユニットとを備えてなり、アレスタユニットは、第２回線の各相と接地端子との間に接続する各相のアレスタを一体に収納することをその要旨とする。
【０００７】
なお、各相のアレスタは、第２回線の各相に直列に挿入する一対の開閉形の中継端子台の中間に配置し、電源側端子、負荷側端子の双方から切離し可能にすることができる。
【０００８】
また、第２回線には、各相のアレスタの過大な続流を自動遮断する保護ユニットを設置してもよい。
【０００９】
さらに、アレスタの過大なリーク電流を検出して表示する表示ユニットを設けることができ、表示ユニットは、保護ユニットの動作を併せて表示することができる。
【００１０】
【作用】
かかる発明の構成によるときは、電源側端子、負荷側端子は、並列２回線を形成する第１回線、第２回線を介して連結されており、第１回線の各相には、直列避雷素子が直列に挿入され、第２回線の各相は、アレスタユニットの各相のアレスタを介して接地されている。そこで、各相のアレスタは、電源ラインを介して侵入する誘導雷による雷電圧を大地に放流する一方、各相の直列避雷素子は、接地雷による雷電圧が電子機器側に侵入することを阻止し、全体として、誘導雷、接地雷の双方に対して有効な保護機能を発揮することができる。ただし、ここでいう接地雷とは、電源ラインの接地電位が落雷などによって過大に上昇する現象をいう。
【００１１】
なお、アレスタは、必要な動作速度、制限電圧、サージ耐量により、ギャップアレスタ、ガスアレスタ、Ｓｉ　Ｃアレスタ、Ｚｎ　Ｏアレスタなどが使用可能であり、全相分をアレスタユニットとして一体に形成することにより、コンパクトにまとめ、劣化の際の交換作業を含む保守点検作業を容易にすることができる。一方、直列避雷素子は、商用周波数において低インピーダンスであり、雷電圧に対して十分な高インピーダンスを示す任意の回路素子が使用可能であり、特に雷電圧に対して大きな熱損失を発生するような、いわゆるパルス抵抗として構成してもよい。
【００１２】
各相のアレスタは、開閉形の中継端子台を介して電源側端子、負荷側端子の双方から切り離すことにより、たとえばＤＣ５００Ｖメガーを使用して絶縁抵抗を測定し、劣化の有無を簡単にチェックすることができる。ただし、開閉形の中継端子台とは、手動操作形の可動片を介し、回路の途中に挿入する一対の固定電極間を開閉自在に接続する中継用の端子台をいう。
【００１３】
第２回線に設置する保護ユニットは、各相のアレスタの過大な続流を自動遮断することにより、アレスタの破損を防止する。なお、保護ユニットは、第２回線の電源側端子とアレスタユニットとの間において、たとえばヒューズのような過電流保護素子を各相に直列に挿入して構成することができる。
【００１４】
表示ユニットは、アレスタの過大なリーク電流を検出して表示することにより、アレスタの劣化を外部に表示することができ、保護ユニットの動作を併せて表示することにより、保護ユニット内の過電流保護素子の作動に起因する電子機器の欠相運転を防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
避雷装置は、第１回線Ｌ１　、第２回線Ｌ２　を介して連結する電源側端子Ｌｕ　、Ｌｖ　、Ｌｗ　、負荷側端子Ｔｕ　、Ｔｖ　、Ｔｗ　と、第１回線Ｌ１　の各相に挿入する直列避雷素子１１、１１…と、第２回線Ｌ２　に設置する保護ユニット１２、アレスタユニット１３とを備えてなる（図１）。なお、アレスタユニット１３の前後には、それぞれ３極、４極の開閉形の中継端子台１４、１５が設置されており、保護ユニット１２、アレスタユニット１３には、表示ユニット１６が付設されている。
【００１７】
第１回線Ｌ１　、第２回線Ｌ２　は、電源側端子Ｌｕ　、Ｌｖ　、Ｌｗ　、負荷側端子Ｔｕ　、Ｔｖ　、Ｔｗ　の間に、並列２回線を形成している。なお、負荷側端子Ｔｕ　、Ｔｖ　、Ｔｗ　には、接地端子Ｅが併設されている。
【００１８】
直列避雷素子１１、１１…は、第１回線Ｌ１　の各相に直列に挿入されている。各直列避雷素子１１は、商用周波数において十分低インピーダンスであり、雷電圧に対して十分な高インピーダンスを示すものとする。
【００１９】
アレスタユニット１３は、第２回線Ｌ２　の各相と接地端子Ｅとの間に接続する各相のアレスタＡ、Ａ…を図示しないケースに一体に収納して構成されている（図１、図２）。なお、アレスタユニット１３の各相は、電源側端子Ｌｕ　、Ｌｖ　、Ｌｗ　側に符号Ｕａ　、Ｖａ　、Ｗａ　が付されており、負荷側端子Ｔｕ　、Ｔｖ　、Ｔｗ　側に符号Ｕｂ　、Ｖｂ　、Ｗｂ　が付されている。また、共通の符号Ｅが付されているアレスタＡ、Ａ…の接地端子Ｅ側には、アレスタＡ、Ａ…のリーク電流Ｉａ　を検出する変流器ＣＴが設置されており、変流器ＣＴの出力は、表示ユニット１６に引き出されている。
【００２０】
アレスタユニット１３の電源側端子Ｌｕ　、Ｌｖ　、Ｌｗ　側の中継端子台１４は、各極ごとの一対の固定電極１４ａ、１４ａと、固定電極１４ａ、１４ａ間を開閉自在に接続する可動片１４ｂとを共通の絶縁ブロック１４ｃ上に設置して構成されている（図１、図３）。ただし、図３は、アレスタユニット１３の符号Ｕａ　に相当する極の構造のみを代表的に図示している。
【００２１】
各固定電極１４ａには、圧着端子１４ｄ１　付きの電線１４ｄがねじ止めされ、可動片１４ｂは、セルフアップ形の止めねじ１４ｅを介し、固定電極１４ａ、１４ａ間を橋絡するようにして絶縁ブロック１４ｃにねじ止めされている。ただし、止めねじ１４ｅには、リング状の突条１４ｅ１　を介して抜け止めされるワッシャ１４ｂ１　、１４ｂ２　が可動片１４ｂの上下に装着されている。したがって、可動片１４ｂは、止めねじ１４ｅを緩めることにより、突条１４ｅ１　、下のワッシャ１４ｂ１　を介して上方に押し上げられ（図３の二点鎖線）、固定電極１４ａ、１４ａを電気的に切り離すことができる。
【００２２】
アレスタユニット１３の負荷側端子Ｔｕ　、Ｔｖ　、Ｔｗ　側の中継端子台１５も、中継端子台１４と同様の構造である（図示省略）。ただし、中継端子台１５は、中継端子台１４が３極に構成されているのに対し、接地端子Ｅ用の極を含む４極に構成されている（図１）。
【００２３】
保護ユニット１２は、第２回線Ｌ２　の各相に対し、動作接点Ｆａ　付きのヒューズＦを直列に挿入して構成されている（図１、図４）。動作接点Ｆａ　、Ｆａ　…は、アレスタユニット１３の変流器ＣＴの出力とともに、一括して表示ユニット１６に引き出されている。
【００２４】
負荷側端子Ｔｕ　、Ｔｖ　、Ｔｗ　にコンピュータシステムのような電子機器を接続し、接地端子Ｅを接地した上、電源側端子Ｌｕ　、Ｌｖ　、Ｌｗ　にたとえば３相２００Ｖ電源を供給すると、第２回線Ｌ２　のアレスタユニット１３内のアレスタＡ、Ａ…は、第１回線Ｌ１　の直列避雷素子１１、１１…とともに、外部からの誘導雷、接地雷の双方に対し、電子機器を有効に保護することができる。一方、保護ユニット１２のヒューズＦ、Ｆ…は、それぞれ対応する各相のアレスタＡの過大な続流を自動遮断してアレスタＡを保護することができ、このようにしてヒューズＦが動作すると、動作接点Ｆａ　が閉じて表示ユニット１６上にランプ表示することができる。また、アレスタＡ、Ａ…のいずれかが劣化してリーク電流Ｉａ　が過大になると、変流器ＣＴは、それを検出して表示ユニット１６に報知する。そこで、表示ユニット１６は、アレスタＡの劣化としてランプ表示することができる。
【００２５】
アレスタユニット１３内のアレスタＡ、Ａ…は、前後の中継端子台１４、１５の各極の止めねじ１４ｅを十分に緩めて可動片１４ｂを上方に移動させ、固定電極１４ａ、１４ａを電気的に切り離すことにより、電源側端子Ｌｕ　、Ｌｖ　、Ｌｗ　、負荷側端子Ｔｕ　、Ｔｖ　、Ｔｗ　、接地端子Ｅから電気的に完全に切り離すことができる。そこで、各アレスタＡは、この状態でメガーチェックし、その劣化を簡単に検出することができる。
【００２６】
以上の説明において、図２の変流器ＣＴは、各相のアレスタＡ、Ａ…に共通に設けるに代えて、各アレスタＡごとに設けてもよい。また、図４の動作接点Ｆａ　、Ｆａ　…は、表示ユニット１６に個別に引き出してもよい。このときの表示ユニット１６は、各アレスタＡの劣化や、各ヒューズＦの動作を各相ごとに個別に表示し、または、適当な論理和回路を介し、これらを一括して表示することができる。また、図２において、各相のアレスタＡは、必要十分なサージ耐量を確保するために、２以上を並列接続して使用してもよい。
【００２７】
なお、この発明は、数１０ｋＶＡ　ないし数１００ｋＶＡ　クラスの大容量の電子機器の電源ラインに対して特に好適に使用することができる。ただし、この発明は、電源側端子Ｌｕ　、Ｌｖ　、Ｌｗ　、負荷側端子Ｔｕ　、Ｔｖ　、Ｔｗ　を各２極とし、第１回線Ｌ１　、第２回線Ｌ２　にそれぞれ２個の直列避雷素子１１、１１、アレスタＡ、Ａを設置することにより、２線式のディジタル信号またはアナログ信号伝送用の信号ライン用としても十分に使用可能である。なお、この場合の直列避雷素子１１は、信号ライン上の信号に対して過大なインピーダンスを示すことがないような周波数特性に選定するものとする。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、第１回線の各相に直列に挿入する直列避雷素子と、第２回線の各相に設置するアレスタとを組み合わせることによって、直列避雷素子、アレスタは、誘導雷、接地雷の双方に対して有効である上、大形、大重量の耐雷トランスを全く使用しなくてよいから、小形軽量でありながら、必要十分な保護機能を容易に実現することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】全体構成ブロック系統図
【図２】図１の要部詳細図（１）
【図３】要部構成拡大断面図
【図４】図１の要部詳細図（２）
【符号の説明】
Ａ…アレスタ
Ｌ１　…第１回線
Ｌ２　…第２回線
Ｌｕ　、Ｌｖ　、Ｌｗ　…電源側端子
Ｔｕ　、Ｔｖ　、Ｔｗ　…負荷側端子
Ｉａ　…リーク電流
１１…直列避雷素子
１２…保護ユニット
１３…アレスタユニット
１４、１５…中継端子台
１６…表示ユニット

Claims

第１回線、第２回線を介して連結する電源側端子、負荷側端子と、前記第１回線の各相に直列に挿入する直列避雷素子と、前記第２回線に設置するアレスタユニットとを備えてなり、該アレスタユニットは、前記第２回線の各相と接地端子との間に接続する各相のアレスタを一体に収納することを特徴とする避雷装置。
前記各相のアレスタは、前記第２回線の各相に直列に挿入する一対の開閉形の中継端子台の中間に配置し、前記電源側端子、負荷側端子の双方から切離し可能であることを特徴とする請求項１記載の避雷装置。
前記第２回線には、前記各相のアレスタの過大な続流を自動遮断する保護ユニットを設置することを特徴とする請求項１または請求項２記載の避雷装置。
前記アレスタの過大なリーク電流を検出して表示する表示ユニットを設けることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載の避雷装置。
前記表示ユニットは、前記保護ユニットの動作を併せて表示することを特徴とする請求項４記載の避雷装置。