JP2012119077A

JP2012119077A - サージ記録カード

Info

Publication number: JP2012119077A
Application number: JP2010265106A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Kadowaki; 大敬門脇; Masaki Hirooka; 征紀廣岡; Tomoo Komai; 知央駒井; Hisaharu Kato; 久晴加藤
Original assignee: COEXE CO Ltd; Otowa Electric Co Ltd
Current assignee: COEXE CO Ltd; Otowa Electric Co Ltd
Priority date: 2010-11-29
Filing date: 2010-11-29
Publication date: 2012-06-21

Abstract

【課題】サージ電流による雷撃情報を簡易かつ安価な手段により取得する。
【解決手段】サージ電流により発生する磁界を感知するパターンコイル１をプリント基板２上に形成し、サージ電流によりパターンコイル１に流れる誘導電流を検出する検知回路３を含む構成回路４をプリント基板２に実装する。検知回路３による誘導電流の検出に基づいて、サージ電流の発生日時を含む雷撃情報を記憶する記憶回路５を備え、プリント基板２のパターンコイル１近接部位に、電線９に着脱自在に装着するための把持部材を設け、更にプリント基板２上のパターンコイル１が露呈する部位以外をシールド材１１で被覆する。
【選択図】図１

Description

本発明は、雷撃により電線に流れるサージ電流を検出し、そのサージ電流に基づく雷撃情報を記録するサージ記録カードに関する。

一般的に、配電線等に雷サージが流入した場合でも、電源線の周辺機器を雷サージ等から保護するため、配電線からの雷サージ対策として電源線と接地線との間に避雷器を取り付けている。

この避雷器の効果を評価するためには雷撃の頻度（避雷器の動作回数）を定量的に把握することがあることから、雷撃によるサージ電流の回数を計数するサージカウンタを設置するようにしている。

この種のサージカウンタとしては、従来、サージ電流検出信号に基づいてそのサージ電流の大きさとその発生日時を半導体メモリに逐次記憶させ、その内容を適時に出力する記憶回路と、サージ電流発生後の所定時間のみ、電源電池から記憶回路に給電する給電回路を具備したものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許第２５２９２４９号公報

ところで、特許文献１に開示されたサージカウンタは、避雷器を介して配電線を接地する接地線に取り付けられるものである。つまり、接地線に貫通設置した変流器の二次出力電圧でサイリスタを動作させ、電磁カウンタを駆動させて動作回数を読み取るようにしてる。

しかしながら、特許文献１に開示されたサージカウンタでは、サージ電流を検出する手段として、変流器を接地線に貫通設置しなければならず、簡単に取り付けれる形状ではなく、その変流器の費用も必要としていた。近年、サージ電流による雷撃情報を簡易かつ安価な手段で取得できるようにすることが要望されている。

そこで、本発明は前述の要望に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、サージ電流による雷撃情報を簡易・軽便かつ安価な手段により取得し得るサージ記録カードを提供することにある。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明に係るサージ記録カードは、サージ電流により発生する磁界を感知するパターンコイルをプリント基板上に形成し、サージ電流によりパターンコイルに生起する誘導電流を検出する検知回路を含む構成回路をプリント基板に実装したことを特徴とする。

本発明のサージ記録カードでは、雷サージ等が流入する接地線などの電線にパターンコイルを近接配置することで、その電線にサージ電流が流れた場合、サージ電流による磁界の変化でパターンコイルに電流が誘起され、その誘導電流を検知回路で検出することによりサージ電流の流入を検出する。このように、プリント基板上に形成されたパターンコイルでもってサージ電流を検出することができるので、このパターンコイルが形成されたプリント基板という簡易かつ安価な手段でもって、サージ電流による雷撃情報が取得可能となる。

本発明のサージ記録カードにおいて、検知回路による誘導電流の検出に基づいて、サージ電流の発生日時を含む雷撃情報を記憶する記憶回路を具備する構成が望ましい。このようにすれば、検知回路の出力に基づいてサージ電流の発生日時や大きさ等の雷撃情報を記憶回路に記憶させることができ、雷撃情報の蓄積が可能となる。

本発明のサージ記録カードにおいて、プリント基板のパターンコイル近接部位に、電線に着脱自在に装着するための把持部材を設けた構造が望ましい。このようにすれば、把持部材によりサージ記録カードを電線に取り付けることができると共に、その電線にパターンコイルを近接配置することができ、サージ記録カードの取り扱いが容易になると共に、サージ電流の検出が確実となる。

本発明のサージ記録カードにおいて、プリント基板上のパターンコイルが露呈する部位以外をシールド材で被覆した構造が望ましい。このようにすれば、大電流になりうる雷サージではそれによる磁界の影響がプリント基板上の検知回路を含む構成回路に及ぶことをシールド材で阻止することができ、誤動作防止による信頼性の向上が図れる。

本発明によれば、避雷器等へ接続する接地線などの電線にパターンコイルが近接配置することで、その電線にサージ電流が流れた場合、サージ電流による磁界の変化をパターンコイルで感知する。この磁界の変化によりパターンコイルに流れる誘導電流を検知回路で検出することによりサージ電流の流入を検出する。このように、プリント基板上に形成されたパターンコイルでもってサージ電流を検出することができるので、このパターンコイルが形成されたプリント基板という簡易かつ安価な手段でもって、サージ電流による雷撃情報が取得可能となる。

本発明における第一の実施形態で、サージ記録カードの概略構成を示す平面図である。図１のサージ記録カードを示す正断面図である。本発明における第二の実施形態で、サージ記録カードの概略構成を示す平面図である。本発明における第三の実施形態で、サージ記録カードの概略構成を示す平面図である。本発明における第四の実施形態で、サージ記録カードの概略構成を示す平面図である。本発明における第五の実施形態で、サージ記録カードの概略構成を示す平面図である。

本発明に係るサージ記録カードの実施形態を、図面を参照しながら以下に詳述する。

図１および図２に示す第一の実施形態におけるサージ記録カードは、サージ電流により発生する磁界を感知するパターンコイル１をプリント基板２上に形成し、サージ電流によりパターンコイル１に流れる誘導電流を検出する検知回路３を含む構成回路４をプリント基板２の表面側に実装したものである。パターンコイル１は、スクリーン印刷法や蒸着スパッタ法などにより矩形螺旋状にプリント基板２上に形成され、そのプリント基板２上に実装した検知回路３と電気的に接続されている。

この実施形態のサージ記録カードにおいては、検知回路３による誘導電流の検出に基づいて、サージ電流の発生日時や大きさを含む雷撃情報を記憶する記憶回路５（メモリ）を具備する。このような記憶回路５を具備することにより、検知回路３の出力に基づいてサージ電流の発生日時や大きさを含む雷撃情報を記憶回路５に記憶させることができ、雷撃情報の蓄積が可能となる。

なお、このプリント基板２には、前述した検知回路３および記憶回路５の他、時計機能を発揮するクロック回路６、ボタン電池などを利用した給電回路７を備え、これら検知回路３、記憶回路５、クロック回路６および給電回路７を制御すると共に、誘導電流の検出に基づくサージ電流の大きさを演算処理する制御回路８（ＣＰＵ）を具備している。

また、検知回路３、記憶回路５、クロック回路６、給電回路７および制御回路８からなる構成回路４は、プリント基板２上に形成された配線パターンを利用して回路構成に必要な電子部品（図示せず）を実装することにより構成される。

この実施形態のサージ記録カードにおいて、プリント基板２の裏面側でパターンコイル１近接部位に、電線９に着脱自在に装着するための把持部材１０を設けている。この把持部材１０は、電線９を抱え込むように把持することで、サージ記録カードを電線９に着脱自在に取り付けることができると共に、その電線９にパターンコイル１を近接配置することができ、サージ記録カードの取り扱いが容易になると共に、サージ電流の検出が確実となる。なお、この電線９としては、避雷器等へ接続する接地線が好適である。

この実施形態のサージ記録カードにおいて、プリント基板２上のパターンコイル１が露呈する部位以外、つまり、前述した検知回路３、記憶回路５、クロック回路６、給電回路７および制御回路８からなる構成回路４をシールド材１１で被覆した構造としている。このシールド材１１としては、磁性シートを利用することが有効である。このようにして構成回路４をシールド材１１で被覆することにより、パターンコイル１で感知する磁界の影響がプリント基板２上の構成回路４に及ぶことをシールド材１１で阻止することができ、誤動作防止による信頼性の向上が図れる。

図１に示す第一の実施形態では、パターンコイル１をプリント基板２の表面側のみに形成しているが、図３に示す第二の実施形態のように、パターンコイル１，１２をプリント基板２の表面側と裏面側と両方に形成することも可能である。また、図４に示す第三の実施形態では、パターンコイル１の内側で磁気シート１３をプリント基板２に貼付している。これら第二の実施形態および第三の実施形態の場合には、誘導電流の検出感度を上げることが容易となる。

図５に示す第四の実施形態では、パターンコイル１にコンデンサ１４を付加することによりＬＣ共振回路を構成している。これにより、その共振回路における共振周波数成分の磁界のみを検出することで、特定周波数のサージ電流を検出可能としている。また、図６に示す第五の実施形態では、二回路のパターンコイル１ａ，１ｂを並置するように形成し、それぞれのパターンコイル１ａ，１ｂに異なる容量のコンデンサ１４ａ，１４ｂを付加することにより二種のＬＣ共振回路を構成している。これにより、それぞれの共振回路における共振周波数をずらすことで選択性を広げてサージ電流を検出できるようにしている。

以上の各実施形態におけるサージ記録カードは、プリント基板２の裏面側に設けられた把持部材１０により、接地線などの電線９に取り付けられる。このようにして、電線９に取り付けられたサージ記録カードのパターンコイル１はその電線９に近接配置される。サージ記録カードが取り付けられた電線９にサージ電流が流れると、サージ電流による磁界の変化をパターンコイル１で感知する。このサージ電流により発生する高周波磁界は電線９と直交する平面内で生じており、その磁束がパターンコイル１を通過することでそのパターンコイル１に誘導電流が流れる。このようにしてパターンコイル１に流れる誘導電流を検知回路３で検出することによりサージ電流を検出する。このサージ電流の発生日時や大きさ等の雷撃情報を記憶回路５に記憶させる。

このように、サージ記録カードでは、プリント基板２上に形成されたパターンコイル１でもってサージ電流を検出することができるので、このパターンコイル１が形成されたプリント基板２という簡易かつ安価な手段でもって、サージ電流による雷撃情報が取得可能となる。記憶回路５に記憶されたサージ電流による雷撃情報については、プリント基板２上に設けられた薄型ＵＳＢコネクタ１５を利用することにより取り出すことが可能であり、パーソナルコンピュータ等へ転送することで、雷撃情報をデータ管理することが可能である。

検出対象物が鉄塔などの大径の支柱の場合には、サージ記録カードを支柱の軸方向でその支柱表面に対して直交する面上に配置するようにすればよい。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１パターンコイル
２プリント基板
３検知回路
４構成回路
５記憶回路
９電線
１０把持部材
１１シールド材

Claims

サージ電流により発生する磁界を感知するパターンコイルをプリント基板上に形成し、サージ電流により前記パターンコイルに流れる誘導電流を検出する検知回路を含む構成回路を前記プリント基板に実装したことを特徴とするサージ記録カード。
前記検知回路による誘導電流の検出に基づいて、サージ電流の発生日時を含む雷撃情報を記憶する記憶回路を具備した請求項１に記載のサージ記録カード。
前記プリント基板のパターンコイル近接部位に、電線に着脱自在に装着するための把持部材を設けた請求項１又は２に記載のサージ記録カード。
前記プリント基板上のパターンコイルが露呈する部位以外をシールド材で被覆した請求項１〜３のいずれか一項に記載のサージ記録カード。