JP2014044925A

JP2014044925A - 動作表示付き電流ヒューズ型サージ防護デバイス分離器

Info

Publication number: JP2014044925A
Application number: JP2012200934A
Authority: JP
Inventors: Yasutada Yuza; 靖忠遊▲坐▼; Tatsuro Sakai; 達郎酒井
Original assignee: SOC Corp
Current assignee: SOC Corp
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2014-03-13

Abstract

【課題】サージ防護デバイスの発煙、発火防止のため高遮断容量ヒューズをＳＰＤ分離器として使用することがあるが、高遮断容量の性能を確保するため高遮断容量ヒューズの容器としてセラミック管の使用や消弧剤の充填により可溶体の溶断の確認が目視で行うことが出来ず、また高遮断容量ヒューズの形体のままでは分電盤等への取り付けに手間が掛かる。
【解決手段】ＳＰＤ分離器の役割を成す高遮断容量ヒューズを配線用遮断器と同じ取り付けサイズの容器に納めるとともに、高遮断容量ヒューズの動作後、数百ミリアンペアの電流を流すことによる発熱で色の変わるサーモシールの付いた抵抗器と、この数百ミリアンペアの電流を数秒流し続けた後、溶断する定格電流の緩応ヒューズを高遮断容量ヒューズに並列に接続することにより、サーモシールの色の変化でＳＰＤ分離器の動作（溶断）の確認が目視により容易に行えるとともに、取り付けや交換が安全且つ容易に行える。
【選択図】図３

Description

本発明は、サージ防護デバイス（以下ＳＰＤという）の故障による発煙、発火を防止するＳＰＤ分離器に関するものである。

電気機器をサージ電流から保護するためＳＰＤが使用されているが、ＭＯＶ（金属酸化物バリスタ）からなるＳＰＤは、サージによる動作回数の増加により特性が劣化し漏れ電流（故障電流）が流れ、ＳＰＤ自体を発煙、発火させる危険を有しＳＰＤ故障時に電源系統から切離すためのＳＰＤ分離器を設置することが推奨され各種ＳＰＤ分離器が存在し、代表的なものとして配線用遮断器や高遮断容量ヒューズを利用することが知られている。

しかしながら配線用遮断器は、大きな雷サージ電流により接点の浮き上がりあるいは焼付き等の問題や、図１の配線用遮断器の動作特性カーブ（点線）Ａのように約１００Ａから約４００Ａで時間として約６０ミリ秒から約１０秒の間の領域（図１の斜線で示した領域Ｃ）においてＳＰＤの発煙、発火を防止することが出来ないことが確認されており、さらには配線用遮断器自体のコストが高いという問題がある。

一方高遮断容量ヒューズには、図１の溶断特性カーブ（実線）Ｂのように配線用遮断器では保護出来ない電流領域もカバーし優れた特性を有しているものの、電力線で使用するため大きな遮断容量が必要となり、そのため容器が不透明なセラミック管を用いるあるいは特許文献１のように消弧剤を容器内に充填することにより、可溶体の溶断の有無が目視で直接確認できないという問題がある。

電流ヒューズの溶断（断線）を検出する装置としては、溶断した電流ヒューズの端子間電圧を利用して発光ダイオードを発光させ溶断を知らせる特許文献２があるが、発光ダイオードが発光するために約２０〜３０ｍＡの電流は流れ続けることになり、故障の生じているＳＰＤを完全に電路から切離すものではなく、またこの構成では交流電路では使用出来ないという問題がある。

特開２０１１−３３５０号公報特開２００８−２９６８６３号公報

前記先行技術の有する問題に対し高遮断容量ヒューズの優れた溶断特性を活かし、可溶体の溶断の有無を表示する方法として、高遮断容量ヒューズ本体表面に温度で色が変わるサーモシールを貼り付け、溶断時の発熱を利用し、溶断を知らせる方法が考えられるが、溶断に時間のかかる小さな過負荷電流では可溶体の発熱がヒューズ容器表面に伝わりサーモシールを変色させることは可能なものの、溶断時間が約１秒以下のような大きな過負荷電流では、可溶体の発熱がヒューズ容器表面に伝わらず、サーモシールを変色させることが出来ないことや、周囲温度が７０〜８０℃と高い雰囲気で使用される場合、溶断での発熱と周囲温度との温度の違いを明確に識別させることが出来ず、サーモシールを確実に変色させることが難しいという問題がある。

本発明は、このような問題に対し、高遮断容量ヒューズの有するＳＰＤ分離器としての優れた性能と、ＳＰＤ分離器の動作（溶断）の有無の確認が容易に目視で行えるとともに、安全且つ容易に取り付けや交換が行えるＳＰＤ分離器を提供するものである。

請求項１に記載された発明はＳＰＤ分離器としての高遮断容量ヒューズの動作確認が目視で安全且つ容易に行えるようＳＰＤ分離器の役割を成す高遮断容量ヒューズと並列に高遮断容量ヒューズが動作後、数百ミリアンペアの電流を流すことによる発熱で色の変わるサーモシールが上面に付いた抵抗器と、この数百ミリアンペアの電流を数秒流し続けた後、溶断する定格電流の緩応ヒューズを直列に配置する。

請求項２に記載された発明はＳＰＤ分離器の役割を成す高遮断容量ヒューズ、抵抗器および高遮断容量ヒューズ溶断後、数百ミリアンペアの電流を数秒流し続けた後、溶断する定格電流の緩応ヒューズを基板上に配置し、その基板を配電用遮断器と同じ取り付けサイズの容器に収納する容器上面の開口穴より、サーモシールが直視できＳＰＤ分離器としての高遮断容量ヒューズの動作確認が容易に目視で行えるとともに、取り付けや交換が安全且つ容易に行える。

前述した発明によれば、ＳＰＤ分離器として優れた電気的性能を有するものの容器がセラミック管を用いるあるいは容器内に消弧剤を充填することにより、可溶体が溶断したかどうか目視で確認できない高遮断容量ヒューズにおいても、高遮断容量ヒューズ溶断後、抵抗器で電流を制限し、この制限した電流を緩応ヒューズが数秒間流すことにより抵抗器の上面のサーモシールを変色させＳＰＤ分離器の動作（可溶体の溶断）の有無の確認を容易に行えるとともに、ＳＰＤ故障による漏れ電流を完全に遮断し安全にＳＰＤ分離器としての機能を果たすことができる。

さらに前述した機能を有する基板を配線用遮断器と同じ取り付け寸法となる容器に納めることにより、従来の配線用遮断器では保護出来なかったＳＰＤの発煙、発火電流まで安全に遮断する性能をもったＳＰＤ分離器の取り付けや交換を安全且つ容易に行うことができる。

分離器としての配線用遮断器と電流ヒューズの保護性能の違いを示すグラフ本発明の実施例の外観斜視図図２のカバーを外し基板を容器から取り出した外観斜視図図２の基板を裏返した外観斜視図図２のカバーを外した実施例の平面図図２の縦断面図本発明の別の実施例のカバーを外した外観斜視図

図２から図７に基づき本発明のＳＰＤ分離器について説明すると図中１はＳＰＤ分離器としての高遮断容量ヒューズ、２は抵抗器、３は抵抗器の上面に貼られたサーモシール、４は緩応ヒューズ、５は基板、６は外部回路と接続する接続端子、７は下容器、８は容器カバー、９はサーモシールの変色確認のための開口穴、１０は外部回路の電線を端子に固定するネジ、１１は配電盤あるいは分電盤への取り付け穴である。

本発明の実施例として図３のようにＳＰＤ分離器としての高遮断容量ヒューズ１に並列で、上面に１００℃以上の熱で変色するサーモシール３を貼り付けた抵抗器２と緩応ヒューズ４が直列になるよう接続した基板５を３極の配線用遮断器と同じ取り付け寸法となる下容器７に収納し、その上面に抵抗器に貼りつけたサーモシールが確認できる開口穴９の有るカバー８を被せることによりＳＰＤ分離器となるものである。

別の実施例として、図７のように単極のＳＰＤ分離器とすることもある。

本発明の一実施形態として回路電圧１００Ｖ用ＳＰＤ分離器の場合の各部品のパラメータは高遮断容量ヒューズ１として定格電流３０Ａ、抵抗器２として抵抗値１５４Ω（定格電力４Ｗ）に１００℃で白色から赤色に変わるサーモシール３を貼り付け、緩応ヒューズ４として定格電流２５０ｍＡ（ヒューズとしての抵抗約４Ω）で構成され、ＳＰＤが短絡し故障電流として約１０００Ａ流れるような短絡モードでは、高遮断容量ヒューズに故障電流の殆どが流れ、その結果高遮断容量ヒューズが約１２ミリ秒で溶断する。

次に緩応ヒューズ側に電流が流れ始め、抵抗器（１５４Ω）と緩応ヒューズの抵抗（４Ω）および回路抵抗（０．１Ω）の総和である１５８．１Ωにより電流は６３３ｍＡ（１００Ｖ／１５８．１Ω）となり、緩応ヒューズの定格電流の約２５３％の電流が流れることになり約５．４秒で溶断するが、この時抵抗器では約３３３Ｊ（６３３ｍＡ×６３３ｍＡ×１５４Ω×５．４秒）の発熱により抵抗器自体の温度は約１６２℃となり、周囲温度サーモシールが赤色に変色し高遮断容量ヒューズが動作（溶断）したことを目視で確認することが出来る。

ＳＰＤが故障し故障電流として約１００Ａ流れるような漏れ電流モードでは、最初は前記同様高遮断容量ヒューズに故障電流の殆どが流れ、その結果高遮断容量ヒューズが約３秒で溶断する。

次に、緩応ヒューズ側に電流が流れ始め、抵抗器（１５４Ω）と緩応ヒューズの抵抗（４Ω）および回路抵抗（１Ω）の総和である１５９Ωにより電流は６２９ｍＡ（１００Ｖ／１５９Ω）となり、緩応ヒューズの定格電流の２５２％の電流が流れることになり約５．５秒で溶断するが、この時抵抗器では約３３５Ｊ（６２９ｍＡ×６２９ｍＡ×１５４Ω×５．５秒）の発熱により抵抗器自体の温度は約１６３℃となり、サーモシールが赤色に変色し高遮断容量ヒューズが動作（溶断）したことを目視で確認することが出来る。

本発明は、配電盤あるいは分電盤に取り付けられたＳＰＤが故障し発煙・発火することを防止するＳＰＤ分離器として利用可能である。

符合の説明

１高遮断容量ヒューズ
２抵抗器
３サーモシール
４緩応ヒューズ
５基板
６端子
７下容器
８カバー
９サーモシール変色確認開口穴
１０電線固定ネジ
１１取り付け穴

Claims

ＳＰＤ分離器の役割を成す高遮断容量ヒューズと並列に高遮断容量ヒューズが動作後、数百ミリアンペアの電流を流すことによる発熱で色の変わるサーモシールの付いた抵抗器と、この数百ミリアンペアの電流を数秒流し続けた後、溶断する定格電流の緩応ヒューズを直列に配置したことを特徴とする動作表示付き電流ヒューズ型サージ防護デバイス分離器。
高遮断容量ヒューズ、抵抗器および緩応ヒューズを基板上に配置し、その基板を配線用遮断器と同じ取り付けサイズの容器に収納し、容器上面の開口穴より、サーモシールの変色の有無が直視できることを特徴とする請求項１に記載の動作表示付き電流ヒューズ型サージ防護デバイス分離器。