JP2005265447A

JP2005265447A - サージ検出装置

Info

Publication number: JP2005265447A
Application number: JP2004074506A
Authority: JP
Inventors: Junichi Matsuda; 純一松田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-03-16
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2005-09-29

Abstract

【課題】電気機器に接続された電線を通過するサージ電流を検出してサージ電流の向きが分かるように表示することができるサージ検出装置を提供する。
【解決手段】サージ検出装置１は、電線２を１次側とする変流器５によって電線２を通過する電流を検出する。変流器５の２次巻線となる検出用巻線５１には、表示体３０を規定の２位置でそれぞれ保持するように永久磁石を設けた有極形の電磁石装置６によって駆動する２台の表示器３、４が接続される。表示体３０は、前記２位置の一方を初期位置とするとともに他方を初期位置とは表示状態が異なる検出位置としており、電磁石装置６の励磁用巻線に一方向に電流が流れると検出位置に駆動される。第１の表示器３と第２の表示器４とは、検出用巻線５１を通過して表示体３０を検出位置に駆動する電流の極性が互いに逆向きになるように接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気機器に接続された電線を通過するサージ電流を検出して表示するサージ検出装置に関するものである。

従来から、図４に示すように、電気機器の接地線８を１次側とする変流器５によって接地線８を通過する地絡電流を検出し、変流器５の出力を受けて動作する表示器３によって地絡電流の有無を表示する地絡検出装置９が知られている。

変流器５の出力は、２次巻線となる検出用巻線５１に接続されたシャント抵抗Ｒ１の両端電圧を整流する整流器Ｄ１を介して表示器３に伝達される。表示器３は、表示状態が異なる初期位置および検出位置の２位置間で可動となるように構成された表示体３０と、整流器Ｄ１の出力端間に接続された励磁用巻線６０を励磁用コア６１に巻装してなる電磁石装置６とを有し、表示体３０に設けた永久磁石Ｍ１に電磁石装置６の磁束を作用させることによって表示体３０を駆動するものである。表示体３０は、初期位置と検出位置とのそれぞれで永久磁石Ｍ１が励磁用コア６１を磁路として磁束を生じることによって保持される。地絡検出装置９は、表示体３０を初期位置に保持させて使用され、変流器５が地絡電流を検出すると電磁石装置６が励磁されて表示体３０を検出位置に駆動することによって接地線８を地絡電流が通過したことを表示する（たとえば特許文献１参照）。
特開平１０−２６７９８１号公報（第３頁、図１）

この地絡検出装置９の技術は、電気機器に接続された電線を通過するサージ電流の検出に利用することも考えられる。しかし、上述した構成では、接地線８を双方向に通過する地絡電流を検出できるように整流器Ｄ１によって変流器５の出力を整流しているので、電線を双方向に通過するサージ電流を検出することはできるが、サージ電流の向きまで分かるように表示することはできない。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、電気機器に接続された電線を通過するサージ電流を検出してサージ電流の向きが分かるように表示することができるサージ検出装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明では、電気機器に接続された電線を１次側として２次巻線に誘導起電力を生じる変流器と、表示状態が視認可能な表示体を規定の２位置でそれぞれ保持するように永久磁石を設けた有極形の電磁石装置によって駆動する構成をそれぞれ有する第１および第２の表示器とを備え、各表示体はそれぞれ前記２位置の一方を初期位置とするとともに他方を前記初期位置とは表示状態が異なる検出位置としており、各電磁石装置は変流器の２次巻線の両端間に接続され一方向に電流が通過すると表示体を前記検出位置に駆動する磁束を生じる励磁用巻線をそれぞれ有しており、第１の表示器と第２の表示器とは、変流器の２次巻線を通過して表示体を前記検出位置に駆動する電流の極性が互いに逆向きになるように接続されていることを特徴とする。

この構成によれば、電線を一方向に通過するサージ電流を検出すると第１および第２の一方の表示器だけが表示体を検出位置に駆動し、当該電線を他方向に通過するサージ電流を検出すると第１および第２の他方の表示器だけが表示体を検出位置に駆動するものであって、表示体を検出位置に駆動する表示器はサージ電流の向きに依存するから、電気機器に接続された電線を通過するサージ電流を検出してサージ電流の向きが分かるように表示することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、各電磁石装置が、前記励磁用巻線とは別に、表示体を前記初期位置に復帰させる電流を流す復帰用巻線をそれぞれ備えることを特徴とする。

この構成によれば、復帰用巻線は励磁用巻線とは別に備わっているから、変流器の２次巻線から励磁用巻線を外すことなく復帰用巻線に電流を流すことができる。

本発明は、電線を一方向に通過するサージ電流を検出すると第１および第２の一方の表示器だけが表示体を検出位置に駆動し、当該電線を他方向に通過するサージ電流を検出すると第１および第２の他方の表示器だけが表示体を検出位置に駆動するものであって、表示体を検出位置に駆動する表示器はサージ電流の向きに依存するから、電気機器に接続された電線を通過するサージ電流を検出してサージ電流の向きが分かるように表示することができるという利点がある。

本実施形態のサージ検出装置１は、図１（ａ）に示すように、検出対象となる電線２をサージ電流が図中Ａ方向に通過したことを表示する第１の表示器３と、電線２をサージ電流が図中Ｂ方向に通過したことを表示する第２の表示器４とを備えることによって、電線２を通過するサージ電流の有無をサージ電流の向きが分かるように表示するものである。

サージ検出装置１は電線２を通過する電流を変流器５によって検出している。変流器５は、円筒状に形成された磁性体からなる検出用コア５０に２次巻線となる検出用巻線５１が巻装されて構成されるものであって、検出用コア５０の開口に検出対象となる電線２が挿通された状態で電線２をサージ電流が通過すると検出用巻線５１に誘導起電力を生じる。

第１の表示器３と第２の表示器４とは同様の構成を有しており、各表示器３、４はそれぞれ、表示状態が視認可能な表示体３０を検出用巻線５１の両端間に接続された電磁石装置６によって駆動するものであって、表示体３０を視認可能とする表示窓（図示せず）を設けた筐体（図示せず）内に表示体３０と電磁石装置６とが収納されて構成されている。表示体３０は、図２に示すように、円盤状に形成され、１つの直径方向における両側面から側方に突出する回転軸３１が筐体に設けた軸受（図示せず）に軸支されることによって回転軸３１を中心として図中Ｃ方向に回転可能に支持されるものであって、表面と裏面とで表示状態が変化するように表裏面がそれぞれ異なる色に着色されている（裏面を斜線部で示す）。

電磁石装置６は、永久磁石の磁束により表示体３０を後述する２位置でそれぞれ保持するように構成された有極形の電磁石装置であって、検出用巻線５１の両端間に接続された励磁用巻線６０に通電することによって、磁性体からなり励磁用巻線６０が巻装された励磁用コア６１を磁化して表示体３０を駆動する。励磁用コア６１は励磁用巻線６０が巻装された巻装片６１ａの両端部から一方向にそれぞれ磁極片６１ｂが突出したコ字状に形成されている。本実施形態では、表示体３０において回転軸３１と直交する１つの直径方向の両端部をそれぞれ異極性に着磁された着磁部３２とすることによって電磁石装置６を構成する永久磁石としての機能を表示体３０に付与しているが、この構成に限らず表示体３０とは別体の永久磁石を表示体３０に貼り付けたりしてもよい。

表示体３０は、励磁用コア６１に対して、両磁極片６１ｂの先端部間において磁極片６１ｂの突出方向に直交する面内で巻装片６１ａに回転軸３１を直交させる位置関係となるように配置される。この位置関係によれば、表示体３０は、両着磁部３２をそれぞれ磁極片６１ｂの先端部に近接させた状態で励磁用コア６１を磁路として磁束を生じるので、図２（ａ）に示す巻装片６１ａに裏面を向ける位置（以下では初期位置と呼ぶ）と図２（ｂ）に示す巻装片６１ａに表面を向ける位置（以下では検出位置と呼ぶ）との２位置でそれぞれ保持されることになる。

各表示器３、４はそれぞれ、上述した構成を有し電磁石装置６が生じる磁束を表示体３０の両着磁部３２に作用させて表示体３０を駆動するものであって、電磁石装置６が生じる磁束の向きによって表示体３０の表示状態を決定する。電磁石装置６が生じる磁束の向きは励磁用巻線６０に電流を流す変流器５の出力によって異なるので、変流器５が検出するサージ電流の向きによって表示体３０の表示状態が異なることになる。したがって、サージ電流が電線２を一方向に通過したときに表示体３０を検出位置に駆動するように接続された表示器３は、サージ電流が電線２を他方向に通過したときには表示体３０を初期位置に保持する。ここでは、両表示器３、４の表示体３０を初期位置に保持させてからサージ検出装置１を使用し、表示体３０が検出位置に駆動されることを以って電線２をサージ電流が通過したことを表示する。

本実施形態のサージ検出装置１では、図１（ｂ）に示すように、変流器５の検出用巻線５１に対して２台の表示器３、４を互いに逆極性となるように接続することによって、サージ電流の向きにより駆動する表示器３、４を区別するようにしている。すなわち、図１（ａ）に示すサージ検出装置１において、第１の表示器３は電線２を図中Ａ方向にサージ電流が通過すると表示体３０を検出位置に駆動するように接続され、対して、第２の表示器４は電線２を図中Ｂ方向にサージ電流が通過すると表示体３０を検出位置に駆動するように接続されている。この構成によれば、表示体３０を検出位置に駆動する表示器３、４はサージ電流の向きに依存するから、サージ電流の向きが分かるように表示することができる。

また、各表示器３、４は、図２に示すように、励磁用コア６１の巻装片６１ａに復帰用巻線６２（図１（ｂ）には図示せず）が巻装され、表示体３０を初期位置に駆動するように励磁用コア６１を励磁する電流を復帰用巻線６２に対して流すことによって、表示体３０を検出位置から初期位置に復帰できるようにそれぞれ構成されている。復帰用巻線６２は検出用巻線５１に接続された励磁用巻線６０とは別に設けられており、復帰用巻線６２に流す電流が検出用巻線５１に流入して検出対象となる電線２に影響を及ぼすことはない。本実施形態では、復帰用巻線６２の一端と励磁用巻線６０の一端とは巻装片６１ａの中央部で互いに接続されることによって兼用されている。

ところで、本実施形態のサージ検出装置１は、たとえば図３に示すように、それぞれ異なる接地点Ｇ１、Ｇ２を有し複数本の通信線７０で互いに接続された２台の通信機器７に雷サージが印加された場合に通信機器７内に流入するサージ電流の侵入経路の特定に使用することができる。

一般に、このような通信機器７においては、誘導雷によって生じる雷サージが両通信機器７の接地点Ｇ１、Ｇ２間に印加されていずれかの電線をサージ電流が通過し通信機器７内にサージ電流が流入することがあり、サージ電流の侵入経路を特定するには複数本の通信線７０および電源線７１の全てにおいてサージ電流の有無を検出する必要がある。そこで、サージ検出装置１を複数本の通信線７０および電源線７１のそれぞれに対して設置し、両通信機器７の接地点Ｇ１、Ｇ２間に雷サージを想定した高圧パルスをパルス発生器８で印加することによって、サージ電流の侵入経路となる電線を特定する。この方法では、複数台のサージ検出装置１を用いることによって、電線を通過するサージ電流を複数本の電線において同時に検出して各々のサージ検出装置１でサージ電流の向きが分かるよう表示することができる。

このように、雷サージが印加されたときにサージ電流の侵入経路となる電線をサージ電流の向きとともに特定することによって、過大なサージ電流が通信機器７内に流入して通信機器７が破壊されてしまうことを防止するサージ対策手段（図示せず）を付与すべき電線の特定や、サージ検出手段の効果の確認を行うことができる。

また、変流器５には検出用巻線５１が巻装された第１コア（図示せず）と、第１コアとの間に電線２を挿通可能な開口を形成する第２コア（図示せず）とで検出用コア５０を構成したものを採用することによって、電線２を電気機器から外すことなくサージ検出装置１を電線２に設置できるようにし、サージ検出装置１の設置作業を容易にすることが望ましい。

なお、第１の表示器３と第２の表示器４とは、変流器５の検出用巻線５１を通過して表示体３０を検出位置に駆動する電流の極性が互いに逆向きになるように接続されていればよく、同じ構成の２台の表示器３、４を互いに逆極性となるように接続する構成に限らず、互いに励磁用巻線６０の巻き方が異なる２台の表示器３、４を用いたり、表示体３０の着磁部３２の極性が互いに異なる２台の表示器３、４を用いたりしても同様の動作を実現できる。また、表示器３、４は上述したように表示体３０の表面と裏面とで表示状態を変化させるものに限らず、表示体３０を表示状態の異なる２位置で保持するように駆動するものであればよい。

本発明の実施形態の構成を示し、（ａ）は概略図、（ｂ）はブロック図である。同上の表示器の構成を示し、（ａ）は表示体が初期位置に保持された概略図、（ｂ）は表示体が検出位置に保持された概略図である。同上のサージ検出装置を使用したサージ電流検出の説明図である。従来例の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１サージ検出装置
２電線
３（第１の）表示器
４（第２の）表示器
５変流器
６電磁石装置
７電気機器
３０表示体
５１検出用巻線
６０励磁用巻線
６２復帰用巻線

Claims

電気機器に接続された電線を１次側として２次巻線に誘導起電力を生じる変流器と、表示状態が視認可能な表示体を規定の２位置でそれぞれ保持するように永久磁石を設けた有極形の電磁石装置によって駆動する構成をそれぞれ有する第１および第２の表示器とを備え、各表示体はそれぞれ前記２位置の一方を初期位置とするとともに他方を前記初期位置とは表示状態が異なる検出位置としており、各電磁石装置は変流器の２次巻線の両端間に接続され一方向に電流が通過すると表示体を前記検出位置に駆動する磁束を生じる励磁用巻線をそれぞれ有しており、第１の表示器と第２の表示器とは、変流器の２次巻線を通過して表示体を前記検出位置に駆動する電流の極性が互いに逆向きになるように接続されていることを特徴とするサージ検出装置。
各電磁石装置は、前記励磁用巻線とは別に、表示体を前記初期位置に復帰させる電流を流す復帰用巻線をそれぞれ備えることを特徴とする請求項１記載のサージ検出装置。