JP2006325288A - Thunder surge protector - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、落雷などで発生する雷サージから、電気機器や設備を保護する雷サージ保護装置に関する。 The present invention relates to a lightning surge protection device that protects electrical equipment and facilities from lightning surges caused by lightning strikes and the like.
従来、落雷などにより発生する雷サージの過渡的で過大なサージ電圧により、コンピュータや複写機などの電気機器や、電話やテレビなどの家電製品、その他の電気通信機器等の電気設備が破壊されるのを防止するため、電源線や信号線に雷サージ保護装置が取り付けられている。この雷サージ保護装置は、落雷などで発生した雷サージによるサージ電圧から、内蔵されたサージ防護素子により電気電子機器を保護されるものである。このサージ防護素子としては、一般に、酸化亜鉛素子によるバリスタやその他半導体素子等が用いられ、これらの素子は、一度雷サージによりサージ電圧が印加されると、動作開始電圧を超えた部分の雷サージを吸収し、そのまま破損に至る場合が多く、使い捨てされている。また、雷サージ保護装置は、内蔵するサージ防護素子に過大電圧が印加されたことを知らせる方法として、雷サージ保護装置本体に設けられたランプが消えるなどして使用者に警告するものが知られている。 Conventionally, electrical equipment such as computers and photocopiers, home appliances such as telephones and television sets, and other electrical equipment such as telecommunications equipment are destroyed by lightning surges caused by lightning strikes. In order to prevent this, a lightning surge protection device is attached to the power line and signal line. This lightning surge protection device protects electric and electronic equipment from a surge voltage caused by a lightning surge caused by a lightning strike or the like, by a built-in surge protection element. As this surge protection element, varistors made of zinc oxide elements and other semiconductor elements are generally used. Once a surge voltage is applied by a lightning surge, these elements are lightning surges that have exceeded the operation start voltage. It is often discarded as it is and is often discarded. In addition, a lightning surge protection device is known as a method for notifying the user that the lightning surge protection device itself has been extinguished as a method of notifying that an excessive voltage has been applied to the built-in surge protection device. ing.
また、特許文献1には、雷サージ保護装置に制御用のマイコンを設けて、雷サージによるサージ電圧が印加されると、マイコン制御による警告表示とブザーにより、サージ電圧が発生したことを知らせ、一定時間後に、被保護機器へ供給する電源を遮断する装置が提案されている。また、特許文献2は、雷サージ保護装置のサージ保護素子に放電ギャップ式ガス避雷器を使用した過電圧保護装置を開示しており、この過電圧保護装置は続流遮断能力を有する。さらに、時延動作瞬時釈放装置を備えた過電流保護遮断装置を設けたものである。そして、警告表示により報知する装置が開示されている。
上記従来の技術では、雷サージが発生し、雷サージ保護装置が作動すると、内蔵するサージ防護素子は破損する場合が多い。サージ防護素子は、破損するとサージ防護機能が無くなるため、一般に、雷サージ保護装置を丸ごと交換しなければならない。しかし、電気機器や設備の周辺に雷サージ保護装置を取り付ける場合、できるだけ目立たない場所や機器の隙間などに設置されている。そのため、雷サージが発生しサージ素子が破損しても、なかなか気が付き難い問題があった。また、ランプやLEDの消灯などにより破損状態を表す表示灯が設けられていても、被保護機器などの物陰に隠れてしまい、気が付きにくい問題が残るものであった。 In the above conventional technology, when a lightning surge occurs and the lightning surge protection device is activated, the built-in surge protection element is often damaged. If the surge protection element breaks, the surge protection function is lost. Therefore, in general, the entire lightning surge protection device must be replaced. However, when installing a lightning surge protection device around electrical equipment or equipment, it is installed in an inconspicuous place or a gap between equipment. Therefore, even if a lightning surge occurs and the surge element is damaged, there is a problem that it is difficult to notice. In addition, even if an indicator lamp indicating a damaged state is provided by turning off the lamp or LED, the problem remains that it is hidden behind objects to be protected and is difficult to notice.
そのほか、特許文献1では、警告表示及びブザーの起動によるサージ電圧発生の報知後、一定時間過ぎると被保護機器へ供給する電源を遮断するなど、一連の動作をマイコンにより制御している。一般に、雷サージ保護装置は、サージ電圧が印加されると破壊される場合が多いため、全交換して使用されるが、特許文献1に開示される雷サージ保護装置は、構造が複雑で、コストもかかるものであり、使い捨てするには経済的でない。さらに、雷サージ保護装置は、一般的に機器の隙間など物陰に設置する場合が多いが、構造が複雑なため、小型が難しい問題が残る。 In addition, in Patent Document 1, a series of operations are controlled by a microcomputer, such as shutting off the power supplied to the protected device after a certain period of time after notification of the occurrence of a surge voltage due to warning display and buzzer activation. Generally, the lightning surge protection device is often destroyed when a surge voltage is applied, so it is used by being completely replaced. However, the lightning surge protection device disclosed in Patent Document 1 has a complicated structure, It is costly and is not economical to dispose of. In addition, the lightning surge protection device is generally installed behind a device such as a gap between devices. However, since the structure is complicated, there remains a problem that it is difficult to reduce the size.
特許文献2では、雷サージのサージ電圧から機器を保護する過電圧保護装置に続流を遮断する機能も持たせ、過電圧保護装置によりサージ遮断の際には警報表示するが、この場合も、装置自体が物陰に隠れている場合、気が付きにくいと言う問題が残る。 In Patent Document 2, an overvoltage protection device that protects a device from a surge voltage of lightning surge is also provided with a function of interrupting a continuity, and an alarm is displayed when a surge is interrupted by the overvoltage protection device. The problem remains that it is difficult to notice when hiding in the shade.
さらに従来の技術の場合、雷が頻発して雷サージが続けて発生した際に、一度サージ電圧の印加によりサージ保護素子が破損すると、サージ電圧からの保護機能が消失し、被保護機器は次の雷サージで破損する可能性が残るものであった。 Furthermore, in the case of conventional technology, when lightning surges occur frequently and lightning surges continue, if the surge protection element is damaged once the surge voltage is applied, the protection function from the surge voltage is lost, and The possibility of breakage due to lightning surges remained.
この発明は、上記従来技術の問題に鑑みて成されたもので、構造がシンプルで小型化可能であり、コストもかからず、連続する雷サージからも被保護機器を保護することが可能な雷サージ保護装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, has a simple structure, can be miniaturized, does not cost, and can protect a protected device from a continuous lightning surge. An object is to provide a lightning surge protection device.
この発明は、雷サージによるサージ電圧から被保護機器を保護する雷サージ保護装置であって、サージ保護素子と雷サージによりオフする等の動作を行う保護スイッチを有した保護回路部と、前記保護回路部と接続された制御部と、この制御部に設けられ電源配線が接続され前記保護スイッチに対して反転動作等により連動する供給切換スイッチと、前記雷サージによる前記保護スイッチのオフ等の動作により、少なくとも音による警告を発する警告表示出力装置とを備え、前記保護回路部と前記制御部とにより保護ユニットを構成した雷サージ保護装置である。 The present invention is a lightning surge protection device that protects a device to be protected from a surge voltage caused by a lightning surge, a protection circuit unit having a surge protection element and a protection switch that performs an operation such as turning off by a lightning surge, and the protection A control unit connected to the circuit unit, a supply changeover switch provided in the control unit and connected to a power supply wiring and interlocked by a reversing operation or the like, and an operation such as turning off the protection switch due to the lightning surge Accordingly, the lightning surge protection device includes a warning display output device that issues a warning by sound, and a protection unit is configured by the protection circuit unit and the control unit.
前記制御部は、内蔵または外部の電池による電源部に接続されている。さらに、前記保護ユニットは、複数が直列に接続され、前記電源配線に接続された前記保護ユニットの制御部の供給切換スイッチに、他方の保護ユニットの前記保護回路部の電源入力端子が接続されているものである。そして、前記保護ユニット、前記各保護回路部、及び前記各制御部は、コネクタを介して交換可能に形成されているものである。 The control unit is connected to a power supply unit using a built-in or external battery. Further, a plurality of the protection units are connected in series, and the power supply input terminal of the protection circuit unit of the other protection unit is connected to the supply changeover switch of the control unit of the protection unit connected to the power supply wiring. It is what. And the said protection unit, each said protection circuit part, and each said control part are formed so that replacement | exchange is possible via a connector.
この発明の雷サージ保護装置によれば、サージ電圧などが印加され、サージ保護素子が破壊された際に、確実に雷サージによる被害を警告することができるものである。さらに、電池による電源部により動作可能な制御部を設けることにより、設置可能な機器を選ばず、広い範囲に利用可能となる。また、警告音で報知するため、確実にサージ電圧が印加されたことを認識できるものである。そして、サージ電圧が印加されサージ保護素子が破壊された際には、常に破壊されたサージ保護素子の交換を促すことが可能なものである。 According to the lightning surge protection device of the present invention, when a surge voltage or the like is applied and the surge protection element is destroyed, damage due to lightning surge can be reliably warned. Furthermore, by providing a control unit that can be operated by a power source unit using a battery, it can be used in a wide range without selecting an installable device. Further, since the warning sound is used for notification, it can be recognized that the surge voltage has been applied reliably. When a surge voltage is applied and the surge protection element is destroyed, it is always possible to promote replacement of the destroyed surge protection element.
また、連続して発生した雷サージからも、連結形成可能な保護回路部により、被保護機器を雷サージから保護することが可能なものである。そのほか、マイコンなど複雑な部品を使用せず、構造がシンプルなため、コストも比較的かからず、小型化も可能であるため、接地場所のスペース効率もよいものである。 In addition, the device to be protected can be protected from the lightning surge by the protective circuit portion that can be connected and formed even from the lightning surge generated continuously. In addition, since a complicated structure such as a microcomputer is not used, the structure is simple, the cost is relatively low, and the size can be reduced, the space efficiency of the grounding location is good.
以下、この発明の雷サージ保護装置の一実施形態について、図1を基にして説明する。この実施形態の雷サージ保護装置10は、雷サージから電気機器及び設備など被保護機器12を保護するために使用される。雷サージ保護装置10は、図1に示すように、被保護機器12に電力を供給する単層または三相電源などの1次供給電源の電源配線Rの途中に分岐配線Aを接続して取り付けられ、複数の保護ユニット、例えば2組の保護ユニット14,15から構成されている。保護ユニット14,15には、酸化亜鉛素子等のバリスタやその他半導体素子による図示しないサージ保護素子、及びヒューズやスイッチ等の保護スイッチS1などから形成された保護回路部16が各々設けられている。また、各保護回路部16は、接地されたアース端子Eと、電源配線Rからの分岐配線Aが接続される電源入力端子T1,T2が設けられている。また、保護スイッチS1は、保護回路部16に設けられた図示しないコネクタに接続され、このコネクタを経て連結線Cを介して制御部18と接続されている。
Hereinafter, an embodiment of a lightning surge protection device of the present invention will be described with reference to FIG. The lightning surge protection device 10 of this embodiment is used to protect a protected
制御部18は、例えば、リレーまたはスイッチなどを備え、電源配線Rから被保護機器12への分岐配線Aに並列に接続される電源入力端子T3,T4が設けられている。また、保護回路部16に連結された連結線Cは、制御部18の図示しないコネクタを介して、電源入力を切り換える切換スイッチS2につながっている。さらに、制御部18には、電源入力端子T3,T4に接続された分岐配線Aの接続を切り換える供給切換スイッチS3と、電源入力の切り換えに連動する警報スイッチS4が設けられている。供給切換スイッチS3は、切換スイッチS2に対して例えば反転動作により連動する。供給切換スイッチS3と、警報スイッチS4は、各々制御部18に設けられた図示しないコネクタにつながっている。そして、保護回路部16と、それに連結された制御部18とにより1組の保護ユニット14が構成されている。
The
さらに、供給切換スイッチS3は、連結配線Bを介して、他方の保護ユニット15の電源入力端子T1,T2に接続されている。他方の保護ユニット15も、上記と同様の回路構成により形成されている。そして、他方の保護ユニット15の制御部18には、警報スイッチS4につながった図示しないコネクタを有し、バッテリー等の電源部20と、電源部20により動作可能で、警告表示及び警告音が発生可能に形成された警告表示出力装置22が接続されている。警告表示出力装置22は、LED等の表示部と、ブザー等の警報音発生部とを備えている。なお、電源部20は制御部18内に設けても良い。
Further, the supply changeover switch S3 is connected to the power supply input terminals T1 and T2 of the
次に、この実施形態の雷サージ保護装置10の動作について説明する。落雷などにより発生した雷サージが、図1に示す電源配線Rを伝わり、サージ電圧などの過大電圧が雷サージ保護装置10に印加されると、保護ユニット14を形成する保護回路部16に設けられたサージ保護素子によりサージ電圧が吸収される。この際、サージ保護素子が破壊されると、直ちに、その保護回路部16の保護スイッチS1が動作してオフになり、同じ保護ユニット14の制御部18への通電が遮断される等の信号が送られる。同時に他方の保護回路部16の切換スイッチS1がオンする。
Next, the operation of the lightning surge protection device 10 of this embodiment will be described. When a lightning surge generated by a lightning strike is transmitted through the power supply wiring R shown in FIG. 1 and an excessive voltage such as a surge voltage is applied to the lightning surge protection device 10, the lightning surge is provided in the
そして、保護ユニット14の制御部18の切換スイッチS2はオフになり、他方の保護ユニット15の制御部18の切換スイッチS2がオンになる。また、連動して保護ユニット14の制御部18の供給切換スイッチS3がオンし、電源通電路が切り換えられ、連結配線Bが分岐配線Aを介して電源配線Rに接続される。これにより、1次供給電源から他方の保護ユニット15の保護回路部16へ電源通電路が形成される。
Then, the changeover switch S2 of the
次に、再び雷サージが発生すると、電源配線Rから伝わったサージ電圧は、分岐配線A、連結配線Bを経て接続された保護ユニット15の保護回路部16に入力し、保護回路部16に内蔵される図示しないサージ保護素子により雷サージが吸収される。このとき、サージ保護素子が破壊された場合は、保護ユニット15の保護スイッチS1が動作し、連結された制御部18への通電を遮断する等して信号を送る。制御部18は、電源供給が遮断されると同時に切換スイッチS2がオフになり、連動して、警報スイッチS4が通電状態に切り換えられる。
Next, when a lightning surge occurs again, the surge voltage transmitted from the power supply wiring R is input to the
すると、警報スイッチS4に接続された電源部20により、警告表示出力装置22に電源供給され、警告表示出力装置22に設けられた表示部及び警報音発生部から、警告表示及び警告音により雷サージによる異常が報知される。
Then, power is supplied to the warning display output device 22 by the
この実施形態の雷サージ保護装置10によれば、サージ電圧などが印加され、サージ保護素子が破壊された際でも、被保護機器12と共有しない電池による電源部20により動作する警告表示出力装置22が、警告表示と警告音で報知するため、確実にサージ電圧が印加されたことを知らせるものである。そして、雷サージ保護装置10や保護ユニット14,15の交換を促すものである。また、連続して発生した雷サージからも、複数連結可能に形成された保護ユニット14,15により、被保護機器12を雷サージから確実に保護することが可能なものである。そのほか、マイコンなど複雑な部品を使用せず、構造がシンプルなため、コストも比較的かからないものである。また、小型化が可能であるため、設置場所のスペース効率もよいものである。
According to the lightning surge protection device 10 of this embodiment, even when a surge voltage or the like is applied and the surge protection element is destroyed, the warning display output device 22 that operates by the
また、保護ユニットを構成する制御器18は、いずれも警告表示出力装置22が接続可能なため、連結した保護ユニット14,15の各々の制御部18に警告表示出力装置22を接続すると、サージ保護素子破壊の際に、直ちに報知され、該当する保護ユニット14の交換を促すことが可能なものである。
In addition, since the warning display output device 22 can be connected to any of the
なお、この発明の雷サージ保護装置は上記実施形態に限定されるものではなく、一組の保護回路部と制御部から形成された保護ユニットを複数連結することが可能なため、設置スペース考慮したうえで適宜連結数を増やすことが可能である。この場合、サージ電圧印加によるサージ保護素子破壊が発生すると、未破壊のサージ保護素子を有する保護ユニットに順次切換えられることにより、連続する雷サージに対する耐避雷性が向上しさらによい。 In addition, the lightning surge protection device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is possible to connect a plurality of protection units formed from a set of protection circuit units and control units. In addition, the number of connections can be increased as appropriate. In this case, when a surge protection element is destroyed by applying a surge voltage, the protection unit having an undestructed surge protection element is sequentially switched to improve the lightning protection against a continuous lightning surge.
また、保護ユニットを形成する制御部及び保護回路部は、連結部を容易に着脱可能なコネクタなどを設けることにより、保護回路部や制御部のみの交換も可能になり、より経済的なものとなる。さらに、サージ保護素子は、サージ電圧を吸収可能に形成されていればよく、バリスタやツェナー・ダイオード、サイリスタなど、適宜選択可能なものである。 In addition, the control unit and the protection circuit unit forming the protection unit can be replaced with a connector that can be easily attached and detached, so that only the protection circuit unit and the control unit can be replaced. Become. Furthermore, the surge protection element only needs to be formed so as to be able to absorb the surge voltage, and can be appropriately selected from a varistor, a Zener diode, a thyristor, and the like.
そのほか、制御部は、内蔵電池または外部電池等の電願により動作するものでも良く、この電源は一次電池または二次電池、コンデンサなど適宜選択可能である。電源の容量も、制御部や警告表示出力装置を動作させるに十分な容量があればよく、警告音や警告表示は、使用者により停止されるか電源容量の尽きるまで、電源供給可能なものであればよい。 In addition, the control unit may be operated by an application such as an internal battery or an external battery, and the power source can be appropriately selected from a primary battery, a secondary battery, a capacitor, and the like. The capacity of the power supply only needs to be sufficient to operate the control unit and warning display output device, and the warning sound and warning display can supply power until the user stops or the power capacity is exhausted. I just need it.
10 雷サージ保護装置
12 被保護機器
14,15 保護ユニット
16 保護回路部
18 制御部
20 電源部
22 警告表示出力装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Lightning surge
Claims (4)
4. The lightning surge protection device according to claim 1, wherein the protection unit, the protection circuit units, and the control units are formed to be replaceable via a connector.
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