JP2004254487A

JP2004254487A - 雷サージ保護方法

Info

Publication number: JP2004254487A
Application number: JP2003045218A
Authority: JP
Inventors: Ryosaku Nakada; 良作中田
Original assignee: Nippon Kouatsu Electric Co
Current assignee: Nippon Kouatsu Electric Co
Priority date: 2003-02-24
Filing date: 2003-02-24
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】被保護機器と雷サージ保護機器との距離が離れて設けられている場合、つまり電気的振動の周波数が雷サージの主周波数成分に近く、線路の振動が無視できない場合においても、被保護電気機器を保護することが出来る雷サージ保護方法を提供する。
【解決手段】耐雷トランスを設けた低圧電源線と通信信号線の両方に接続されて使用される電気機器の雷サージ保護方法であって、
避雷器又はサージ吸収素子と、電気的振動抑制装置とを上記電源線と上記通信信号線の線間及び／又は対地間に設けたことを特徴とする雷サージ保護方法である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、通信信号線と商用周波の低圧電源線の両方に接続して使用される電気機器を、通信信号線又は低圧電源線から侵入してくる落雷等によって発生した雷サージから保護する雷サージ保護方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
商用周波の低圧電源線は通常、高圧配電線から柱上変圧器によって１００Ｖに降圧されて一般家庭等の建物内へ配線されて電気を供給している。
低圧電源線には、高圧配電線への落雷等によって一般的に数十ｋＶ程度以下の雷サージが発生する。
その雷サージは低圧電源線を伝播して建物内に侵入して、電源線に接続されている建物内の電気機器を破壊させることが知られており、電源線の屋内への引込口近傍部分に耐雷トランスを設置して、電源線から建物内に侵入する雷サージを阻止する保護システムが提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
しかし一般家庭等の建物内には、電話回線等の通信線が電源線とは別に独立して引き込まれており、電源線と同様にこの通信線にも誘導雷現象等によって一般的に１０ｋＶ以下の雷サージが発生している。
この雷サージも通信線路を伝播して建物内に侵入して、通信線に接続されている建物内の電気機器を破壊させる。
そのため、電源線と通信線の両方の線路に接続されている電話器、ファクシミリ等の電気機器については、電源線に耐雷トランスを設けても、電気機器を雷サージから完全に保護することが出来ないという問題点があった。
【０００４】
この対策として、通信線と電源線との間に避雷器又はサージ吸収素子を設けた保護回路が提案されており、通信線と電源線のいずれの線路から雷サージが侵入しても、通信線と電源線の間に発生する電位差を低く抑えて電気機器を保護するようにしたものがある。（例えば、特許文献２参照。）
【０００５】
【特許文献１】
特公平７−８９７１２号公報（第４−５頁、第１図）
【特許文献２】
特開平９−１８２２７６号公報（第３頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通信線と電源線は建物内部をそれぞれ独立して引き回されているため、終端までの線路長さ、分岐箇所等が違っている。
そのため、線路を伝播する雷サージの分岐点や終端での反射波によって発生する線路内の電気的振動が通信線と電源線で異なり、例えば一方が負方向に最大となり、他方が正方向に最大となる瞬間が存在したりすることになる。
【０００７】
この電気的振動の違いにより発生する電位差の影響は、被保護電気機器近傍に雷サージ保護装置を設ければ問題ないが、
被保護機器と雷サージ保護機器との距離が離れて設けられている場合、つまり電気的振動の周波数が雷サージの主周波数成分に近く、線路の振動が無視できない状態においては、雷サージ保護機器が設けてあっても被保護電気機器を保護することが出来ない場合があるという問題点がある。
【０００８】
本発明は上記問題点を解決するために成されたもので、被保護機器と雷サージ保護機器とが離れて設けられている場合においても被保護電気機器を保護することができる雷サージ保護方法を提供することにある。
【０００９】
【発明が解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、
請求項１記載の発明は、耐雷トランスを設けた低圧電源線と通信信号線の両方に接続されて使用される電気機器の雷サージ保護方法であって、
避雷器又はサージ吸収素子と電気的振動抑制装置を上記電源線と上記信号線の線間及び／又は対地間に設けたことを特徴とする雷サージ保護方法である。
【００１０】
請求項２記載の発明は、上記電気的振動抑制装置には電気的抵抗体が使用されていることを特徴とする請求項１記載の雷サージ保護方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について図を用いて説明する。
図１は本発明の実施例を示す説明図である。
【００１２】
３０は図示していない屋外の柱上変圧器から建物へ引き込まれている電源線であり、建物の引込口近傍等の箇所に設けられている耐雷トランス４の電源側端子に接続されている。
耐雷トランス４の負荷側端子には屋内に配線されている電源線３１が接続されている。
電源線３１の接続点３１ｃと、通信信号線２の接続点２ｃとには、電源線と通信線の両方の線路に接続されて使用される被保護機器７が接続されている。
【００１３】
被保護機器７としては、例えば電話器、ファクシミリ、インターネット用パソコン、ＬＡＮ接続されたパソコン、ＴＶ、ビデオ、モデム、交換機等の電気機器を例示することができる。
【００１４】
なお図示されていない耐雷トランス４のシールド及び接地端子は接地端子５０に接続されている。
電源線３０から侵入する雷サージは耐雷トランス４により屋内に配線されている電源線３１に伝播させないようになっており、電源線３０を伝播して侵入してくる雷サージから被保護機器７が保護されている。
【００１５】
通信信号線２は屋外から引き込まれている電話線、ＣＡＴＶ等のペアケーブル、同軸ケーブルなどであり、
通信信号線２の建物内への引込口近傍等の箇所２ｂと、電源線３１の耐雷トランス４負荷側端子近傍等の箇所３１ｂの線間及び対地間には、避雷器６が接続されている。
なお避雷器６の接地側は接地端子５０に接続されており、
通信信号線２から侵入する雷サージは避雷器６により接地端子５０にバイパスさせるようになっており、通信信号線２を伝播して侵入してくる雷サージから被保護機器７が保護されている。
【００１６】
避雷器６としては、アレスタ、放電管などの他、酸化亜鉛を主成分とする電圧依存性抵抗素子、バリスタ、双方向サイリスタ、ツェナーダイオードなどのサージ吸収素子を使用することができる。
【００１７】
また避雷器６は本実施例では通信信号線２と電源線３１の線間及び対地間の両方に接続されているが、どちらか一方のみでもよい。
【００１８】
更に通信信号線２の線路終端２ａ近傍と電源線３１の線路終端３１ａ近傍の線間及び対地間には、振動抑制装置８が接続されている。
【００１９】
振動抑制装置８は抵抗８１とコンデンサ８２を直列に接続させた構成となっており、抵抗８１によって電気的振動波形のエネルギーを消費させて、電気的振動波形を減衰させるようにしている。
なお振動抑制装置８の接地側は接地端子５０に接続されている。
【００２０】
雷サージは１ＭＨｚ程度の高周波成分を主成分としているため、電源線３１、通信信号線２の電源周波数、信号周波数と分別させて雷サージ成分のみを振動抑制装置８により抑制させることが容易にできる。
而も振動抑制装置８は抵抗８１によって電気的振動波形のエネルギーを消費させる構成となっているため、電気的振動を減衰させることにより、電気的振動をより小さくさせることができる。
【００２１】
振動抑制装置８として例えば、
電源線においては高域通過形のフィルターを抵抗と直列にしたり、
通信線においてはインダクタンスと抵抗を直列とした低域通過形フィルターを構成させてもよい。
また電話線のように直流分も重畳されている通信線の場合には帯域通過形のフィルターを使用しても良い。
【００２２】
特に同軸ケーブルの場合、問題となる雷サージは芯線とシールドの間に発生することはなく、ほとんどすべての場合シールドの対地電圧の上昇に伴い芯線の対地電圧も同時に上昇するコモンモードとなるため、シールドのみに振動抑制装置８を設ければよく、この場合は抵抗８１のみでよい。
【００２３】
このように振動抑制装置８は、線路の目的や形態に応じて、コンデンサ、インダクタンス或いは避雷器などと抵抗とを組み合わせて使用すればよく、本実施例に限定されるものではない。
なおここでいう抵抗とは、振動抑制装置８に挿入する抵抗８１のみではなく、既に線路上に存在している電気的な抵抗成分も含めた全体の抵抗のことを示すものである。
【００２４】
また振動抑制装置８は、本実施例では通信信号線２と電源線３１の線間及び対地間の両方に接続されているが、どちらか一方のみでもよく、
その設置場所も線路の途中（中間、分岐箇所等）、線路終端、分岐線路末端等のどの場所に取り付けて使用してもよく、本実施例に限定されるものではない。
さらに、複数の箇所にそれぞれ振動抑制装置８を設けてもよく、
設置場所、設置個数は線路の目的や形態に応じて自由に選択することができる。
【００２５】
実際の配線においては、例えば図２に示すように通信信号線２と電源線３１の線路長さ（終端までの長さや分岐箇所までの長さ）、分岐線数等が異なっている。
【００２６】
そのため例えば通信信号線２において、通信信号線２の避雷器６の設置点２ｂ、被保護機器７の接続点２ｃ及び終端２ａにおけるサージ電圧は線路末端を開放端とする振動により図３（ａ）に示すようになり、避雷器６の設置点２ｂと被保護機器７の接続点２ｃの距離が１０ｍを超えるような離れた場所において避雷器６の制限電圧値以上になる部分が生じている。
【００２７】
振動抑制装置８を通信信号線２の終端２ａの位置に設けることにより、上記線路に発生する電気的振動を抑制させることにより、図３（ｂ）に示すようにサージ電圧の上昇を抑制させることができる。
そのため、避雷器６の設置点２ｂと被保護機器７の接続点２ｃの距離が１０ｍを超えるような離れた場所においても被保護機器７を保護することができる。
また抵抗８１により、上記線路に発生する電気的振動を減衰させることができるため、抑制効果をより高めることができる。
【００２８】
また図示していない建物の鉄骨、床下等のコンクリート内の設けられている鉄筋などと接地端子５０を接続させてもよく、
これにより建物全体が等電位化となり、建物内の電気機器全てを保護することが可能となる。
【００２９】
また、避雷器６の接地端子、耐雷トランス４の接地端子、振動抑制装置８の接地端子を側近の鉄骨に接続させることにより接地線が短くなり、耐雷保護効果も向上する。
【００３０】
【発明の効果】
本発明により
電源線３０から侵入する雷サージは耐雷トランス４或いは避雷器６により、通信信号線２から侵入する雷サージは避雷器６により、それぞれ雷サージによる電位上昇を抑制させるとともに、
振動抑制装置８により線路に発生している電気的振動による電位上昇を抑制させて、避雷器６の設置点より離れた場所に設けられている電気機器に対しても保護することができる。
そのため、建物内部に設置されているすべての電気機器を保護することができる。
更に振動抑制装置８に設けられている抵抗８１によって、線路に発生している電気的振動を減衰させて電位上昇をより小さく抑制させることにより、耐雷保護効果をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す説明図である。
【図２】屋内配線例を示す説明図である。
【図３】本発明の振動抑制装置の効果を示す説明図である。
（ａ）振動抑制装置がない状態
（ｂ）振動抑制装置を設けた状態
【符号の説明】
２通信信号線
４耐雷トランス
６避雷器
７被保護機器
８振動抑制装置
３０、３１電源線

Claims

耐雷トランスを設けた低圧電源線と通信信号線の両方に接続されて使用される電気機器の雷サージ保護方法であって、
避雷器又はサージ吸収素子と、電気的振動抑制装置を
上記電源線と上記通信信号線の線間及び／又は対地間に設けたことを特徴とする雷サージ保護方法
上記電気的振動抑制装置には、電気的抵抗体が使用されていることを特徴とする請求項１記載の雷サージ保護方法