JP2014054023A

JP2014054023A - Surge detection method, surge protection device, and surge protection device management system

Info

Publication number: JP2014054023A
Application number: JP2012195432A
Authority: JP
Inventors: Shuji Azuma; 修司東; Yuichi Takahashi; 祐一高橋
Original assignee: Sankosha Corp; Sankosha Co Ltd
Current assignee: Sankosha Corp; Sankosha Co Ltd
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2014-03-20

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simply structured, small-sized, and highly accurate surge protection device (SPD) comprising an exchange recommendation display function or the like, and a management system therefor.SOLUTION: An SPD 10 comprises a lightning protection element (e.g., an arrester) 12 connected by lead wires 11-1, 11-2 and a sensor section 20 between a line 1 connected to a protection object apparatus 2 and a ground line 3. When a lightning surge voltage is applied to the line 1, the arrester 12 is discharged and by discharging a lightning surge current through the lead wires 11-1, 11-2 to a side of the ground line 3, the protection object apparatus 2 is protected. The sensor section 20 includes: a condenser lens 21 which extracts an optical signal Ps by converging light Lt generated from the arrester per se when the arrester 12 is operated; and an optical connector 23 which is connected to the condenser lens 21 via an optical fiber 22. The output optical signal Ps of the optical connector 23 is sent through an optical fiber 24 to a management device 60.

Description

本発明は、通信線又は電源線の線路から接地線へ流れる雷サージ電流を検出して光信号の形で出力するサージ検出方法と、雷サージ電流に対応する光信号を検出して取り出すセンサ部を有し、その雷サージ電流から通信機器等の保護対象機器を保護するためのサージ防護デバイス（Surge Protective Device、以下「ＳＰＤ」という。）と、そのセンサ部を有するＳＰＤを管理するＳＰＤ管理システムとに関するものである。 The present invention relates to a surge detection method for detecting a lightning surge current flowing from a communication line or a power line to a ground line and outputting it in the form of an optical signal, and a sensor unit for detecting and extracting an optical signal corresponding to the lightning surge current A surge protection device (Surge Protective Device, hereinafter referred to as “SPD”) for protecting a protection target device such as a communication device from the lightning surge current, and an SPD management system for managing the SPD having the sensor unit It is about.

従来のＳＰＤは、例えば、下記の特許文献１、２に記載されているように、避雷回路や、その避雷回路の劣化状態を表示する表示部等を有している。電源線等の線路からＳＰＤへ、雷サージ電圧によって雷サージ電流が侵入すると、避雷回路によってその雷サージ電流が接地線側へ放電され、線路に接続された電源機器等の保護対象機器が保護される。 The conventional SPD has, for example, a lightning protection circuit, a display unit for displaying a deterioration state of the lightning protection circuit, and the like as described in Patent Documents 1 and 2 below. When a lightning surge current enters the SPD from a line such as a power line due to a lightning surge voltage, the lightning surge current is discharged to the ground line side by the lightning surge circuit, and the protection target equipment such as power supply equipment connected to the line is protected. The

避雷回路は、例えば、避雷管であるアレスタや、非直線性抵抗素子であるバリスタ等の避雷素子により構成されている。避雷素子は、雷サージ電流による動作回数の増加等に伴って特性が劣化すると、発熱して焼損することがある。そのため、ＳＰＤ内には、避雷素子の劣化状態を表示するための表示部が設けられている。 The lightning arrester circuit is composed of lightning arresters such as arresters that are lightning arresters and varistors that are non-linear resistance elements. A lightning arrester may generate heat and burn out if its characteristics deteriorate as the number of operations increases due to lightning surge current. Therefore, a display unit for displaying the deterioration state of the lightning protection element is provided in the SPD.

特許文献１のＳＰＤでは、表示部がサーモラベルにより構成されている。サーモラベルは、避雷素子に貼り付けられている。避雷素子の動作に伴う発熱により、サーモラベルの色が変化するので、その色の変化を目視で確認できる構成になっている。 In the SPD of Patent Document 1, the display unit is configured by a thermo label. The thermo label is affixed to the lightning protection element. Since the color of the thermolabel changes due to heat generated by the operation of the lightning arrester, the color change can be visually confirmed.

特許文献２のＳＰＤでは、表示部が着色部材で構成され、更に、避雷素子が劣化した場合、その避雷素子を避雷回路から切り離すための切り離し部が設けられている。切り離し部が動作した場合、摺動又は揺動機構により、着色部材が回転してその着色部材の色が変化するので、その色の変化を表示窓から目視で確認できる構成になっている。 In the SPD of Patent Document 2, the display unit is configured by a colored member, and further, when the lightning arrester is deteriorated, a separation unit is provided for separating the lightning arrester from the lightning arrester circuit. When the separation part is operated, the coloring member is rotated by the sliding or swinging mechanism to change the color of the coloring member, so that the color change can be visually confirmed from the display window.

特開２００５−１５０６５７号公報JP 2005-150657 A 特開２００６−０５９８８８号公報JP 2006-059888 A

しかしながら、特許文献１、２に記載された従来のＳＰＤでは、次のような課題があった。 However, the conventional SPDs described in Patent Documents 1 and 2 have the following problems.

ＳＰＤに関し、近年、交換推奨表示機能を有するＳＰＤの要望が高まりつつある。ところが、従来のＳＰＤでは、避雷素子の劣化表示機能は有しているが、ＳＰＤの交換推奨表示機能を持たないので、利便性に欠けている。利便性の向上を図る上で、ＳＰＤに交換推奨表示機能を持たせるには、雷サージ電流の侵入回数や大きさを計測するためのセンサ部を設けることが必要となる。しかし、構造が簡素、小型化が容易、電気ノイズの発生が無く、及び安価なセンサ部を実現することが困難である、といった課題があった。 In recent years, there has been an increasing demand for SPDs having a replacement recommendation display function. However, the conventional SPD has a lightning protection element deterioration display function, but lacks the SPD replacement recommendation display function, and thus lacks convenience. In order to improve the convenience, it is necessary to provide a sensor unit for measuring the number and magnitude of lightning surge currents in order to provide the SPD with a replacement recommendation display function. However, there are problems such as a simple structure, easy miniaturization, no generation of electrical noise, and difficulty in realizing an inexpensive sensor unit.

又、従来のＳＰＤでは、雷サージ電流の侵入回数を把握できないので、複数のＳＰＤの動作及び劣化状態等を一括して監視することができない、という課題もあった。 Further, the conventional SPD has a problem that the number of lightning surge current intrusions cannot be ascertained, so that the operations and deterioration states of a plurality of SPDs cannot be monitored at once.

本発明のサージ検出方法は、保護対象機器に接続された線路に、雷サージ電圧によって雷サージ電流が侵入すると、前記線路と接地線との間にリード線により接続された避雷素子の動作により、前記雷サージ電流を前記接地線側へ放電して前記保護対象機器を保護する際に、前記雷サージ電流の侵入を検出するサージ検出方法であって、前記避雷素子の動作時に、前記避雷素子自身から発生した光、又は、前記リード線に流れる前記雷サージ電流に基づいて発光素子から発生させた光、を検出して光信号を取り出す検出処理と、取り出された前記光信号を、光ファイバを経由して光出力端子から出力する光出力処理と、を有することを特徴とする。 In the surge detection method of the present invention, when a lightning surge current enters the line connected to the protection target device due to the lightning surge voltage, the operation of the lightning arrester connected by the lead wire between the line and the ground line, A surge detection method for detecting intrusion of the lightning surge current when discharging the lightning surge current to the ground line side to protect the device to be protected, and when the lightning arrester operates, the lightning arrester itself Detection processing for detecting the light generated from the light-emitting element based on the lightning surge current flowing through the lead wire or the lightning surge current flowing through the lead wire, and the extracted optical signal using an optical fiber And an optical output process for outputting from the optical output terminal via the optical output terminal.

本発明のＳＰＤは、保護対象機器に接続された線路と接地線との間に、リード線により接続され、前記線路に雷サージ電圧によって雷サージ電流が侵入すると、前記雷サージ電流を、前記リード線を経由して前記接地線側へ放電することにより、前記保護対象機器を保護する避雷素子と、前記避雷素子の動作時に、前記雷サージ電流に対応して発生する光、又は前記雷サージ電流に対応して発生させた光、を検出して光信号を取り出すセンサ部と、を備えたことを特徴とする。 The SPD of the present invention is connected by a lead wire between a line connected to the device to be protected and a ground line. When a lightning surge current enters the line by a lightning surge voltage, the lightning surge current is converted into the lead. A lightning protection element that protects the device to be protected by discharging to the ground line side via a wire, and light generated in response to the lightning surge current during operation of the lightning protection element, or the lightning surge current And a sensor unit that detects light generated in response to the light and extracts an optical signal.

本発明のＳＰＤ管理システムは、前記ＳＰＤの１個又は複数個と、前記ＳＰＤにおける前記センサ部の出力側に、第２光ファイバを介して接続され、前記第２光ファイバに入力される前記光信号に基づき、前記ＳＰＤの動作状態及び動作履歴を管理する管理装置と、を備えたことを特徴とする。 The SPD management system of the present invention is characterized in that one or more of the SPDs are connected to the output side of the sensor unit in the SPD via a second optical fiber, and the light input to the second optical fiber. And a management device that manages an operation state and an operation history of the SPD based on the signal.

本発明のサージ検出方法、ＳＰＤ、及びこのＳＰＤ管理システムによれば、次の（１）〜（４）のような効果がある。 According to the surge detection method, the SPD, and the SPD management system of the present invention, the following effects (1) to (4) are obtained.

（１）センサ処理は、簡単な処理手順であり、又、センサ部は、簡素な構成のために、小型化が可能である。 (1) The sensor processing is a simple processing procedure, and the sensor unit can be reduced in size because of a simple configuration.

（２）センサ部は、電気回路を設けずに、光部品で構成できるので、センサ部への電源供給又はバッテリ内蔵が不要となる。 (2) Since the sensor unit can be configured with optical components without providing an electric circuit, it is not necessary to supply power to the sensor unit or to incorporate a battery.

（３）センサ部の構造が簡素で小型化が可能であるので、小型化が要求されるＳＰＤに対して、容易に組み込んで内蔵できる。 (3) Since the structure of the sensor unit is simple and can be miniaturized, it can be easily incorporated and incorporated in an SPD that requires miniaturization.

（４）ＳＰＤと管理装置とを、メタル線ではなく光ファイバで結線する（即ち、光ファイバを敷設する）ので、敷設部分に電気ノイズが誘起される心配が無い。 (4) Since the SPD and the management device are connected with an optical fiber instead of a metal wire (that is, an optical fiber is laid), there is no concern that electrical noise is induced in the laid portion.

図１は本発明の実施例１におけるＳＰＤ管理システムを示す概略の構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an SPD management system in Embodiment 1 of the present invention. 図２は図１中のＳＰＤ１０の構造例を示す外観の斜視図である。FIG. 2 is an external perspective view showing a structural example of the SPD 10 in FIG. 図３は図２のＳＰＤ１０の正面図である。FIG. 3 is a front view of the SPD 10 of FIG. 図４は図３のＳＰＤ１０の内部構造を示す縦断面図である。4 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the SPD 10 of FIG. 図５は図４のＳＰＤ１０の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of the SPD 10 of FIG. 図６は本発明の実施例２におけるＳＰＤの概略を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing an outline of the SPD in the second embodiment of the present invention. 図７は図６の動作説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of the operation of FIG. 図８は本発明の実施例３におけるＳＰＤの概略を示す構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing an outline of the SPD in the third embodiment of the present invention. 図９は本発明の実施例４におけるＳＰＤの概略を示す構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram showing an outline of an SPD in Embodiment 4 of the present invention. 図１０は本発明の実施例５におけるＳＰＤ管理システムを示す概略の構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing an SPD management system according to the fifth embodiment of the present invention.

本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。 Modes for carrying out the present invention will become apparent from the following description of the preferred embodiments when read in light of the accompanying drawings. However, the drawings are only for explanation and do not limit the scope of the present invention.

（実施例１の構成）
図１は、本発明の実施例１におけるＳＰＤ管理システムを示す概略の構成図である。 (Configuration of Example 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an SPD management system according to the first embodiment of the present invention.

このＳＰＤ管理システムは、通信線、電源線等の線路１に接続された通信機器、電源機器等の保護対象機器２を、雷サージ電圧Ｖｓから保護するＳＰＤ１０と、このＳＰＤ１０の動作状態及び動作履歴を管理する管理装置６０と、を備えている。保護対象機器２の接地端子Ｇは、接地線３により接地されている。 This SPD management system includes an SPD 10 that protects a protection target device 2 such as a communication device and a power supply device connected to a line 1 such as a communication line and a power supply line from a lightning surge voltage Vs, and an operation state and an operation history of the SPD 10. And a management device 60 for managing the above. The ground terminal G of the protection target device 2 is grounded by the ground wire 3.

ＳＰＤ１０は、線路１と接地線３との間に、リード線１１−１，１１−２により接続された避雷素子（例えば、３極形避雷管である３極形アレスタ）１２を有している。アレスタ１２は、一定電圧以上の雷サージ電圧Ｖｓが線路１に印加されると、放電電極間に放電が生じてその放電電極間のインピーダンスが急激に低下してほぼ短絡状態となり、接地線３側へ雷サージ電流Ｉｓを放流して、保護対象機器２を保護する素子である。なお、線路１が電源線の場合は、雷サージ電圧Ｖｓの印加が終息しても、電源線からの供給電圧により放電が継続し、放電電極間に電源線からの大きな電流が流れ続ける問題（これを「続流現象」という。）があるので、別途、続流遮断用の避雷素子（例えば、非直線性抵抗素子であるバリスタ等）が設けられる。 The SPD 10 has a lightning protection element (for example, a tripolar arrester, which is a triode type arrester) 12 connected between the line 1 and the ground line 3 by lead wires 11-1 and 11-2. . When a lightning surge voltage Vs of a certain voltage or higher is applied to the line 1, the arrester 12 generates a discharge between the discharge electrodes, and the impedance between the discharge electrodes is drastically reduced, resulting in a substantially short-circuited state. It is an element that discharges the lightning surge current Is to protect the device 2 to be protected. In the case where the line 1 is a power line, even if the application of the lightning surge voltage Vs ends, the discharge continues due to the supply voltage from the power line, and a large current from the power line continues to flow between the discharge electrodes ( Since this is called “continuous current phenomenon”), a lightning arrester for interrupting the continuous current (for example, a varistor which is a non-linear resistance element) is provided separately.

アレスタ１２の近傍には、このアレスタ１２の放電により発光する光Ｌｔを検出して光信号Ｐｓを取り出すセンサ部２０が設けられている。センサ部２０は、アレスタ１２の動作時に、このアレスタ１２自身から発生する光Ｌｔを集光して光信号Ｐｓを取り出す集光部材（例えば、集光レンズ）２１と、この集光レンズ２１の出力側に第１光ファイバ２２を介して接続された光出力端子（例えば、光コネクタ）２３と、により構成されている。光コネクタ２３は、第１光ファイバ２２に入力される光信号ＰｓをＳＰＤ１０の外部へ出力するものである。 In the vicinity of the arrester 12, a sensor unit 20 that detects the light Lt emitted by the discharge of the arrester 12 and extracts the optical signal Ps is provided. The sensor unit 20 condenses the light Lt generated from the arrester 12 itself during operation of the arrester 12 and extracts the optical signal Ps, and the output of the condenser lens 21. And an optical output terminal (for example, an optical connector) 23 connected to the side via a first optical fiber 22. The optical connector 23 outputs the optical signal Ps input to the first optical fiber 22 to the outside of the SPD 10.

光コネクタ２３には、第２光ファイバ２４を介して、管理装置６０が接続されている。管理装置６０は、光ファイバ２４から送られてくる光信号Ｐｓを入力し、この光信号Ｐｓに基づき、ＳＰＤ１０の動作状態及び動作履歴を管理する管理機能（例えば、アレスタ１２の動作回数、ＳＰＤ１０の交換要否判定、前記動作回数の表示、及びＳＰＤ１０の交換推奨表示等）を有している。 A management device 60 is connected to the optical connector 23 via the second optical fiber 24. The management device 60 receives the optical signal Ps transmitted from the optical fiber 24, and manages a management function (for example, the number of operations of the arrester 12, the operation number of the SPD 10) based on the optical signal Ps. A determination of necessity of replacement, a display of the number of operations, a replacement recommendation display of the SPD 10, and the like.

この管理装置６０は、光ファイバ２４から送られてくる光信号Ｐｓを入力する光入力端子６１を有し、この光入力端子６１に、光／電気変換部（以下「Ｏ／Ｅ変換部」という。）６２が接続されている。Ｏ／Ｅ変換部６２は、光入力端子６１から入力される光信号Ｐｓをデジタル電気信号に変換するものであり、この出力側に、制御部６３が接続されている。制御部６３は、管理装置６０全体をプログラム制御するものであり、中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、及び入／出力ポート等により構成されている。制御部６３には、操作ボタン等を有する入力部６４、及び、データを表示する表示部６５等が、接続されている。管理装置６０は、外部から供給される電源電力を受電して、駆動するようになっている。 The management device 60 has an optical input terminal 61 for inputting an optical signal Ps sent from the optical fiber 24, and an optical / electrical converter (hereinafter referred to as “O / E converter”) is connected to the optical input terminal 61. .) 62 is connected. The O / E conversion unit 62 converts the optical signal Ps input from the optical input terminal 61 into a digital electric signal, and a control unit 63 is connected to the output side. The control unit 63 controls the entire management device 60 by program, and includes a central processing unit (CPU), a memory, an input / output port, and the like. An input unit 64 having operation buttons and the like, a display unit 65 for displaying data, and the like are connected to the control unit 63. The management device 60 receives power supply power supplied from the outside and is driven.

図２は図１中のＳＰＤ１０の構造例を示す外観の斜視図、及び、図３は図２のＳＰＤ１０の正面図である。 2 is an external perspective view showing a structural example of the SPD 10 in FIG. 1, and FIG. 3 is a front view of the SPD 10 in FIG.

このＳＰＤ１０は、例えば、通信用のＳＰＤであり、ジャック３０とプラグ５０とで構成され、ジャック３０側の略箱形のジャックケース３１に対して、このジャックケース３１よりも小さいプラグ５０側の略箱形のプラグケース５１が、上方から着脱自在に装着される構造になっている。 The SPD 10 is, for example, an SPD for communication, and includes a jack 30 and a plug 50. The SPD 10 is an approximately box-shaped jack case 31 on the jack 30 side, and is an abbreviation on the plug 50 side that is smaller than the jack case 31. A box-shaped plug case 51 is detachably mounted from above.

ジャックケース３１において、上面には、プラグケース５１の一部を着脱自在に嵌入するための２つの嵌入凹部３２−１，３２−２が設けられている。更に、ジャックケース３１の両側面下部には、外方向に突出する２つの突出部３３−１，３３−２が形成されている。各突出部３３−１，３３−２には、螺子形のアース端子３４−１，３４−２が、それぞれ螺入されている。２つのアース端子３４−１，３４−２間は、ジャックケース３１の底面側に配設されたアース端子接続バー３５により、電気的に接続されている。一方の突出部３３−１内には、レールストッパ３６−１が固定され、このレールストッパ３６−１の先端部が、突出部３３−１の内側に突出している。他方の突出部３３−２内には、レールストッパ３６−２が摺動自在に装着され、このレースストッパ３６−２の先端部が、ばねの付勢力により、突出部３３−２の内側に突出している。一方のレールストッパ３６−１の先端部と、他方のレールストッパ３６−２の先端部とにより、機器取り付け用レール（Mounting rails for devices、例えば、ＤＩＮレール）３７を挟持し、このＤＩＮレール３７に対してジャック３０を取り外し可能に固定する構造になっている。 In the jack case 31, two insertion recesses 32-1 and 32-2 for detachably inserting a part of the plug case 51 are provided on the upper surface. Furthermore, two projecting portions 33-1 and 33-2 projecting outward are formed at the lower portions of both side surfaces of the jack case 31. Screw-shaped ground terminals 34-1 and 34-2 are screwed into the protrusions 33-1 and 33-2, respectively. The two ground terminals 34-1 and 34-2 are electrically connected by a ground terminal connection bar 35 disposed on the bottom surface side of the jack case 31. A rail stopper 36-1 is fixed in one projecting portion 33-1, and the tip of the rail stopper 36-1 projects inside the projecting portion 33-1. A rail stopper 36-2 is slidably mounted in the other protrusion 33-2, and the tip of the race stopper 36-2 protrudes inside the protrusion 33-2 by the biasing force of the spring. ing. A rail for mounting equipment (Mounting rails for devices, for example, DIN rail) 37 is held between the tip of one rail stopper 36-1 and the tip of the other rail stopper 36-2. On the other hand, the jack 30 is detachably fixed.

ＤＩＮレール３７とは、ＤＩＮ規格で定められた例えば３５ｍｍ幅の機器取り付け金具である。ＤＩＮ規格では、交流１０００Ｖ以下又は直流１５００Ｖ以下で使用する開閉器、工業用端子台等の電気機器を取り付ける機器取り付け用レールについて規定されている。 The DIN rail 37 is a device mounting bracket having a width of 35 mm, for example, defined by the DIN standard. The DIN standard stipulates equipment mounting rails for mounting electrical equipment such as switches and industrial terminal blocks used at AC 1000 V or less or DC 1500 V or less.

一方、プラグケース５１の底面には、ジャックケース３１側の２つの嵌入凹部３２−１，３２−２へ着脱自在に嵌入するための２つの嵌入凸部５２−１，５２−２がそれぞれ突設されている。プラグケース５１の上面内には、内部のアレスタ１２の劣化を判定するための発光素子（例えば、緑色の発光ダイオード、以下「ＬＥＤ」という。）１３が取り付けられている。ＬＥＤ１３は、アレスタ１２が正常の時には点灯し、アレスタ１２が劣化している時には消灯するようになっている。又、プラグケース５１の上面内には、内部のアレスタ１２の劣化を判定するためのレセプタクル１４が装着されている。レセプタクル１４は、劣化判定用の専用テスタを挿入するための３つのチェック端子１４ａ〜１４ｃを内蔵している。更に、プラグケース５１の側面内には、光コネクタ２３が取り付けられている。 On the other hand, on the bottom surface of the plug case 51, two insertion convex portions 52-1 and 52-2 are provided so as to be detachably inserted into the two insertion concave portions 32-1 and 32-2 on the jack case 31 side. Has been. A light emitting element (for example, a green light emitting diode, hereinafter referred to as “LED”) 13 for determining deterioration of the internal arrester 12 is attached to the upper surface of the plug case 51. The LED 13 is turned on when the arrester 12 is normal, and is turned off when the arrester 12 is deteriorated. A receptacle 14 for determining deterioration of the internal arrester 12 is mounted in the upper surface of the plug case 51. The receptacle 14 includes three check terminals 14a to 14c for inserting a dedicated tester for determining deterioration. Further, an optical connector 23 is attached in the side surface of the plug case 51.

図４は、図３のＳＰＤ１０の内部構造を示す縦断面図である。
ジャックケース３１において、この下部の突出部３３−２内に装着されたレールストッパ３６−２には、ばね３６ａが取り付けられている。このばね３６ａの付勢力により、レールストッパ３６−２の先端部が、突出部３３−２の内側に突出している。ジャックケース３１内の中央には、略長方形のプリント基板３８が水平に取り付けられている。プリント基板３８の表面の両端部には、線路側の端子台３９−１と保護対象機器側の端子台３９−２とが固定され、その線路側の端子台３９−１の表面が、ジャックケース３１の左側面から露出し、その保護対象機器側の端子台３９−２の表面が、ジャックケース３１の右側面から露出している。プリント基板３８の裏面には、２つの直列抵抗４０−１，４０−２が搭載されている。更に、プリント基板３８の表面の略中央には、プラグ５０を電気的に接続するためのコネクタ４１が搭載されている。 4 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the SPD 10 of FIG.
In the jack case 31, a spring 36 a is attached to the rail stopper 36-2 mounted in the lower protrusion 33-2. Due to the urging force of the spring 36a, the tip of the rail stopper 36-2 protrudes inside the protrusion 33-2. A substantially rectangular printed circuit board 38 is horizontally attached to the center of the jack case 31. A line-side terminal block 39-1 and a protection-device-side terminal block 39-2 are fixed to both ends of the surface of the printed circuit board 38, and the surface of the line-side terminal block 39-1 is a jack case. The surface of the terminal block 39-2 on the protection target device side is exposed from the right side surface of the jack case 31. Two series resistors 40-1 and 40-2 are mounted on the back surface of the printed circuit board 38. Further, a connector 41 for electrically connecting the plug 50 is mounted at substantially the center of the surface of the printed circuit board 38.

一方、プラグケース５１内には、略方形のプリント基板５７が垂直に取り付けられている。プリント基板５７の下部には、ジャック３０側のコネクタ４１へ挿入するためのプリント基板端子部５３が形成されている。プリント基板５７上には、第１電極、中間電極及び第２電極を有する３極形アレスタ１２と、ＬＥＤ１３と、レセプタクル１４と、抵抗５４と、２つのヒューズ５５−１，５５−２と、４つのツェナーダイオード５６−１〜５６−４とが搭載され、これらがプリント基板端子部５３に電気的に接続されている。 On the other hand, a substantially square printed circuit board 57 is vertically mounted in the plug case 51. A printed circuit board terminal portion 53 for insertion into the connector 41 on the jack 30 side is formed in the lower portion of the printed circuit board 57. On the printed circuit board 57, a tripolar arrester 12 having a first electrode, an intermediate electrode and a second electrode, an LED 13, a receptacle 14, a resistor 54, two fuses 55-1, 55-2, 4 Two Zener diodes 56-1 to 56-4 are mounted, and these are electrically connected to the printed circuit board terminal portion 53.

アレスタ１２の近傍には、センサ部２０を構成する集光レンズ２１が配設されている。集光レンズ２１は、光ファイバ２２を介して光コネクタ２３に接続されている。 In the vicinity of the arrester 12, a condensing lens 21 constituting the sensor unit 20 is disposed. The condenser lens 21 is connected to the optical connector 23 via the optical fiber 22.

図５は、図４のＳＰＤ１０の回路図である。
ジャック３０側において、接地線３により接地される２つのアース端子３４−１，３４−２間は、アース端子接続バー３５により、電気的に接続されている。線路側の端子台３９−１は、２つの端子３９Ｌ１，３９Ｌ２を有し、更に、保護対象機器側の端子台３９−２も、２つの端子３９Ｔ１，３９Ｔ２を有している。一方の端子３９Ｌ１は、直列抵抗４０−１を介して、一方の端子３９Ｔ１に接続されている。他方の端子３９Ｌ２は、直列抵抗４０−２を介して、他方の端子３９Ｔ２に接続されている。 FIG. 5 is a circuit diagram of the SPD 10 of FIG.
On the jack 30 side, the two ground terminals 34-1 and 34-2 that are grounded by the ground wire 3 are electrically connected by a ground terminal connection bar 35. The terminal block 39-1 on the line side has two terminals 39L1 and 39L2, and the terminal block 39-2 on the protection target device side also has two terminals 39T1 and 39T2. One terminal 39L1 is connected to one terminal 39T1 via a series resistor 40-1. The other terminal 39L2 is connected to the other terminal 39T2 via a series resistor 40-2.

直列抵抗４０−１，４０−２は、プラグ５０側のツェナーダイオード５６−１〜５６−４に流れる電流を抑制する素子である。コネクタ４１は、５つの端子４１ａ〜４１ｅを有している。端子４１ａは端子３９Ｌ１に接続されている。同様に、端子４１ｂは端子３９Ｔ１に、端子４１ｃはアース端子接続バー３５に、端子４１ｄは端子３９Ｌ２に、更に、端子４１ｅは端子３９Ｔ２に、それぞれ接続されている。 The series resistors 40-1 and 40-2 are elements that suppress the current flowing through the Zener diodes 56-1 to 56-4 on the plug 50 side. The connector 41 has five terminals 41a to 41e. The terminal 41a is connected to the terminal 39L1. Similarly, the terminal 41b is connected to the terminal 39T1, the terminal 41c is connected to the ground terminal connection bar 35, the terminal 41d is connected to the terminal 39L2, and the terminal 41e is connected to the terminal 39T2.

プラグ５０側において、プリント基板端子部５３は、コネクタ４１側の４つの端子４１ａ〜４１ｅにそれぞれ接続される４つの端子５３ａ〜５３ｅを有している。端子５３ａは、リード線１１−１を介して、３極形アレスタ１２の第１電極に接続されている。端子５３ｂは、直列接続された線間電圧吸収用の２つのツェナーダイオード５６−２，５６−１、第１接続点Ｎ１、第２接続点Ｎ２、及び２つのヒューズ５５−１，５５−２を介して、端子５３ｃに接続されている。第２接続点Ｎ２は、ＬＥＤ１３のアノード・カソードを介して、レセプタクル１４中のチェック端子１４ｂに接続されている。 On the plug 50 side, the printed circuit board terminal portion 53 has four terminals 53a to 53e connected to the four terminals 41a to 41e on the connector 41 side, respectively. The terminal 53a is connected to the first electrode of the tripolar arrester 12 via the lead wire 11-1. The terminal 53b includes two Zener diodes 56-2 and 56-1 for absorbing line voltage connected in series, a first connection point N1, a second connection point N2, and two fuses 55-1 and 55-2. To the terminal 53c. The second connection point N2 is connected to the check terminal 14b in the receptacle 14 via the anode / cathode of the LED 13.

端子５３ｃは、直列接続されたヒューズ５５−２及びリード線１１−２を介して、アレスタ１２の中間電極に接続されている。この端子５３ｃは、抵抗５４を介して、レセプタクル１４中の２つのチェック端子１４ａ，１４ｃにも接続されている。端子５３ｄは、リード線１１−３を介して、アレスタ１２の第２電極に接続されている。更に、端子５３ｅは、直列接続された線間電圧吸収用の２つのツェナーダイオード５６−４，５６−３を介して、第１接続点Ｎ１に接続されている。 The terminal 53c is connected to the intermediate electrode of the arrester 12 via the fuse 55-2 and the lead wire 11-2 connected in series. The terminal 53c is also connected to the two check terminals 14a and 14c in the receptacle 14 via a resistor 54. The terminal 53d is connected to the second electrode of the arrester 12 via the lead wire 11-3. Further, the terminal 53e is connected to the first connection point N1 through two Zener diodes 56-4 and 56-3 for absorbing line voltage connected in series.

アレスタ１２の近傍に配置された集光レンズ２１は、光ファイバ２２を介して光コネクタ２３に接続されている。これらの集光レンズ２１、光ファイバ２２及び光コネクタ２３により構成されるセンサ部２０は、周辺の電気回路から、電気的に絶縁されている。 The condenser lens 21 disposed in the vicinity of the arrester 12 is connected to the optical connector 23 via the optical fiber 22. The sensor unit 20 constituted by the condenser lens 21, the optical fiber 22, and the optical connector 23 is electrically insulated from the peripheral electric circuit.

（実施例１の動作）
図１において、保護対象機器２に接続された線路１に、一定電圧以上の雷サージ電圧Ｖｓが印加されると、この雷サージ電圧Ｖｓがリード線１１−１を介して、ＳＰＤ１０内のアレスタ１２に印加される。すると、アレスタ１２が放電し、このアレスタ１２を流れる雷サージ電流Ｖｓが、リード線１１−２及び接地線３を介して、接地側へ放流される。そのため、雷サージ電圧Ｖｓが保護対象機器２に印加されないので、この保護対象機器２が雷サージ電圧Ｖｓから保護される。 (Operation of Example 1)
In FIG. 1, when a lightning surge voltage Vs of a certain voltage or higher is applied to the line 1 connected to the protection target device 2, the lightning surge voltage Vs is transferred to the arrester 12 in the SPD 10 via the lead wire 11-1. To be applied. Then, the arrester 12 is discharged, and the lightning surge current Vs flowing through the arrester 12 is discharged to the ground side via the lead wire 11-2 and the ground wire 3. Therefore, since the lightning surge voltage Vs is not applied to the protection target device 2, this protection target device 2 is protected from the lightning surge voltage Vs.

ここで、図５の回路図を参照しつつ、ＳＰＤ１０の具体的な動作について説明する。
図５のＳＰＤ１０において、例えば、線路側端子台３９−１中の端子３９Ｌ１に雷サージ電圧Ｖｓが印加された場合、この雷サージ電圧Ｖｓが、第１経路（即ち、コネクタ４１中の端子４１ａ→プリント基板端子部５３中の端子５３ａ→アレスタ１２の第１電極→アレスタ１２の中間電極→ヒューズ５５−２→プリント基板端子部５３中の端子５３ｃ→コネクタ４１中の端子４１ｃ→アース端子接続バー３５→アース端子３４−１）で印加されるので、アレスタ１２中の第１電極及び中間電極間が放電し、前記の第１経路で雷サージ電流Ｉｓが流れ、アース側へ放流される。そのため、保護対象機器側端子台３９−２中の端子３９Ｔ１へ、雷サージ電流Ｉｓが流れない。 Here, the specific operation of the SPD 10 will be described with reference to the circuit diagram of FIG.
In the SPD 10 of FIG. 5, for example, when the lightning surge voltage Vs is applied to the terminal 39L1 in the line side terminal block 39-1, this lightning surge voltage Vs is applied to the first path (that is, the terminal 41a in the connector 41 → Terminal 53a in printed circuit board terminal portion 53 → first electrode of arrester 12 → intermediate electrode of arrester 12 → fuse 55-2 → terminal 53c in printed circuit board terminal portion 53 → terminal 41c in connector 41 → ground terminal connection bar 35 → Because it is applied at the ground terminal 34-1), the first electrode and the intermediate electrode in the arrester 12 are discharged, and the lightning surge current Is flows through the first path and is discharged to the ground side. Therefore, the lightning surge current Is does not flow to the terminal 39T1 in the protection target device side terminal block 39-2.

又、線路側端子台３９−１中の端子３９Ｌ２に雷サージ電圧Ｖｓが印加された場合、この雷サージ電圧Ｖｓが、第２経路（即ち、コネクタ４１中の端子４１ｄ→プリント基板端子部５３中の端子５３ｄ→アレスタ１２の第２電極→アレスタ１２の中間電極→ヒューズ５５−２→プリント基板端子部５３中の端子５３ｃ→コネクタ４１中の端子４１ｃ→アース端子接続バー３５→アース端子３４−１）で印加されるので、アレスタ１２中の第２電極及び中間電極間が放電し、前記の第２経路で雷サージ電流Ｉｓが流れ、アース側へ放流される。そのため、保護対象機器側端子台３９−２中の端子３９Ｔ２へ、雷サージ電流Ｉｓが流れない。 Further, when the lightning surge voltage Vs is applied to the terminal 39L2 in the line side terminal block 39-1, this lightning surge voltage Vs is applied to the second path (ie, the terminal 41d in the connector 41 → the printed circuit board terminal portion 53). Terminal 53d → second electrode of arrester 12 → intermediate electrode of arrester 12 → fuse 55-2 → terminal 53c in printed circuit board terminal 53 → terminal 41c in connector 41 → earth terminal connection bar 35 → earth terminal 34-1 ), The discharge is caused between the second electrode and the intermediate electrode in the arrester 12, and the lightning surge current Is flows through the second path and is discharged to the ground side. Therefore, the lightning surge current Is does not flow to the terminal 39T2 in the protection target device side terminal block 39-2.

アレスタ１２やツェナーダイオード５６−１〜５６−４が劣化した場合、これらに過大電流が流れてヒューズ５５−１，５５−２が切れるので、ＳＰＤ１０における焼損事故等の発生を防止できる。 When the arrester 12 and the Zener diodes 56-1 to 56-4 are deteriorated, an excessive current flows through them and the fuses 55-1 and 55-2 are blown, so that the occurrence of a burnout accident or the like in the SPD 10 can be prevented.

ＳＰＤ１０が劣化しているか否かを判定する場合、専用テスタをレセプタクル１４へ接続する。すると、専用テスタからレセプタクル１４中のチェック端子１４ａ又は１４ｃへテスト電流が入力される。ヒューズ５５−１，５５−２が切れていない場合、入力されたテスト電流は、抵抗５４→ヒューズ５５−２，５５−１→ＬＥＤ１３→レセプタクル１４中のチェック端１４ｂ、という経路で流れるので、ＬＥＤ１３が点灯する。これにより、ＳＰＤ１０が正常である、と外部から判定できる。ヒューズ５５−１，５５−２が切れている場合、ＬＥＤ１３が消灯状態になるので、ＳＰＤ１０が劣化している、と外部から判定できる。 When determining whether the SPD 10 is deteriorated, a dedicated tester is connected to the receptacle 14. Then, a test current is input from the dedicated tester to the check terminal 14 a or 14 c in the receptacle 14. When the fuses 55-1 and 55-2 are not blown, the input test current flows through the path of the resistor 54 → the fuses 55-2 and 55-1 → the LED 13 → the check end 14 b in the receptacle 14. Lights up. Thereby, it can be determined from the outside that the SPD 10 is normal. When the fuses 55-1 and 55-2 are blown, the LED 13 is turned off, so that it can be determined from the outside that the SPD 10 has deteriorated.

図１において、ＳＰＤ１０内のアレスタ１２が動作して雷サージ電流Ｉｓを処理した際には、放電によりアレスタ１２自身が発光する。このアレスタ１２が放つ光Ｌｔは、集光レンズ２１で集められ、この集められた光信号Ｐｓが、光ファイバ２２を経由して光コネクタ２３から出力され、光ファイバ２４を経由して管理装置６０へ送られる。 In FIG. 1, when the arrester 12 in the SPD 10 operates to process the lightning surge current Is, the arrester 12 itself emits light due to discharge. The light Lt emitted by the arrester 12 is collected by the condenser lens 21, and the collected optical signal Ps is output from the optical connector 23 via the optical fiber 22, and the management device 60 via the optical fiber 24. Sent to.

管理装置６０では、光ファイバ２４から送られてくる光信号Ｐｓを、光入力端子６１から入力する。入力された光信号Ｐｓは、Ｏ／Ｅ変換部６２により、デジタル電気信号に変換され、制御部６３へ入力される。制御部６３は、ＳＰＤ１０内のアレスタ１２の動作回数である放電回数を記憶し、演算により、その記憶した放電回数と劣化判定基準値とを比較し、ＳＰＤ１０の交換要否判定を行って判定結果を記憶する。更に、制御部６３は、入力部６４からの入力指示に基づき、表示部６５に、放電回数を表示したり、ＳＰＤ１０の交換推奨表示等を行う。 In the management device 60, the optical signal Ps transmitted from the optical fiber 24 is input from the optical input terminal 61. The input optical signal Ps is converted into a digital electrical signal by the O / E converter 62 and input to the controller 63. The control unit 63 stores the number of discharges that is the number of operations of the arrester 12 in the SPD 10, compares the stored number of discharges with a deterioration determination reference value by calculation, determines whether the SPD 10 needs to be replaced, and determines the result. Remember. Further, based on an input instruction from the input unit 64, the control unit 63 displays the number of discharges on the display unit 65, a replacement recommendation display of the SPD 10, and the like.

（実施例１の効果）
本実施例１のセンサ部２０を用いたサージ検出方法、ＳＰＤ１０、及びこのＳＰＤ管理システムによれば、次の（１）〜（４）のような効果がある。 (Effect of Example 1)
According to the surge detection method using the sensor unit 20 of the first embodiment, the SPD 10, and the SPD management system, there are the following effects (1) to (4).

（１）センサ部２０は、集光レンズ２１、光ファイバ２２及び光コネクタ２３により構成したので、部品点数が少なく、センサ処理手順が簡単で、構成を簡素化でき、小型化が可能になる。 (1) Since the sensor unit 20 includes the condenser lens 21, the optical fiber 22, and the optical connector 23, the number of components is small, the sensor processing procedure is simple, the configuration can be simplified, and the size can be reduced.

（２）センサ部２０は、集光レンズ２１、光ファイバ２２及び光コネクタ２３という光部品で構成し、電気回路を設けていないので、センサ部２０への電源供給又はバッテリ内蔵が不要となる。 (2) The sensor unit 20 is composed of optical components such as a condenser lens 21, an optical fiber 22, and an optical connector 23 and is not provided with an electric circuit. Therefore, it is not necessary to supply power to the sensor unit 20 or to incorporate a battery.

（３）センサ部１０の構造が簡素で小型化が可能であるので、従来の小型化が要求される通信用ＳＰＤに対して、容易に組み込んで内蔵できる。 (3) Since the structure of the sensor unit 10 is simple and can be reduced in size, it can be easily incorporated and incorporated into a conventional communication SPD that requires reduction in size.

（４）ＳＰＤ１０と管理装置６０とを、メタル線ではなく光ファイバ２４で結線する（即ち、光ファイバ２４を敷設する）ので、敷設部分に電気ノイズが誘起される心配が無い。 (4) Since the SPD 10 and the management device 60 are connected by the optical fiber 24 instead of the metal wire (that is, the optical fiber 24 is laid), there is no concern that electrical noise is induced in the laying portion.

（実施例２の構成）
図６は、本発明の実施例２におけるＳＰＤの概略を示す構成図であり、実施例１を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。 (Configuration of Example 2)
FIG. 6 is a configuration diagram showing an outline of the SPD in the second embodiment of the present invention. Elements common to the elements in FIG. 1 showing the first embodiment are denoted by common reference numerals.

本実施例２のＳＰＤ１０Ａでは、実施例１のセンサ部２０に代えて、これとは構成の異なるセンサ部２０Ａが設けられている。本実施例２のセンサ部２０Ａは、実施例１と同様の集光レンズ２１、光ファイバ２２及び光コネクタ２３と、新たに追加された光発生手段７０Ａと、を有している。光発生手段７０Ａは、アレスタ１２に接続されたリード線１１−２の一部に形成されたリード線屈曲部１１ａと、このリード線屈曲部１１ａに当接配置された圧電素子７１と、この圧電素子７１の一端７１ａと他端７１ｂとの間に直列に接続された電流制限用の抵抗７２及び発光素子（例えば、ＬＥＤ）７３からなる分流回路と、を有している。圧電素子７１は、ピエゾ素子とも言われ、リード線屈曲部１１ａに発生する振動を電圧に変換する素子である。ＬＥＤ７３は、例えば、電流が２０ｍＡ位で点灯する特性を有している。その他の構成は、実施例１と同様である。 In the SPD 10A of the second embodiment, a sensor unit 20A having a different configuration from that of the sensor unit 20 of the first embodiment is provided. The sensor unit 20A of the second embodiment includes the same condenser lens 21, optical fiber 22, and optical connector 23 as those of the first embodiment, and newly added light generating means 70A. The light generating means 70A includes a lead wire bent portion 11a formed on a part of the lead wire 11-2 connected to the arrester 12, a piezoelectric element 71 disposed in contact with the lead wire bent portion 11a, and the piezoelectric element. A shunt circuit including a current limiting resistor 72 and a light emitting element (for example, LED) 73 connected in series between one end 71 a and the other end 71 b of the element 71 is provided. The piezoelectric element 71 is also referred to as a piezoelectric element, and is an element that converts vibration generated in the lead wire bending portion 11a into a voltage. For example, the LED 73 has a characteristic of lighting at a current of about 20 mA. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

（実施例２の動作）
アレスタ１２のリード線１１−２に雷サージ電流Ｉｓが通過した際、アレスタ１２のリード線１１−２にリード線屈曲部１１ａが存在すると、そのリード線屈曲部１１ａの付近では、雷サージ電流Ｉｓの電磁力が強くなる。そのため、その電磁力によってリード線屈曲部１１ａに、図６中の矢印で示すような振動が発生する。この振動によって、リード線屈曲部１１ａに当接配置した圧電素子７１が押圧され、圧電素子７１の両端７１ａ，７１ｂ間に電圧が発生する。圧電素子７１の両端７１ａ，７１ｂには、ＬＥＤ７３を有する分流回路が結線されているので、分流回路に電流Ｉｐが流れる。 (Operation of Example 2)
When the lightning surge current Is passes through the lead wire 11-2 of the arrester 12, if the lead wire bent portion 11a exists in the lead wire 11-2 of the arrester 12, the lightning surge current Is near the lead wire bent portion 11a. The electromagnetic force of becomes stronger. Therefore, the electromagnetic force causes a vibration as shown by an arrow in FIG. 6 in the lead wire bent portion 11a. Due to this vibration, the piezoelectric element 71 placed in contact with the lead wire bending portion 11 a is pressed, and a voltage is generated between both ends 71 a and 71 b of the piezoelectric element 71. Since a shunt circuit having an LED 73 is connected to both ends 71a and 71b of the piezoelectric element 71, a current Ip flows through the shunt circuit.

例えば、圧電素子７１の両端７１ａ，７１ｂ間に、０．５Ｖ程度の電圧が発生するよう、リード線屈曲部１１ａにおける屈曲の程度を設定しておく。圧電素子７１が押圧されると、この圧電素子７１の両端７１ａ，７１ｂ間に、０．５Ｖ程度の電圧が発生するが、この時、分流回路における抵抗７２の抵抗値を２５Ωに設定しておけば、ＬＥＤ７３に２０ｍＡ程度の電流Ｉｐが流れ、ＬＥＤ７３が発光する。 For example, the degree of bending in the lead wire bending portion 11a is set so that a voltage of about 0.5 V is generated between both ends 71a and 71b of the piezoelectric element 71. When the piezoelectric element 71 is pressed, a voltage of about 0.5 V is generated between both ends 71a and 71b of the piezoelectric element 71. At this time, the resistance value of the resistor 72 in the shunt circuit can be set to 25Ω. For example, a current Ip of about 20 mA flows through the LED 73, and the LED 73 emits light.

ＬＥＤ７３が発光すると、この光Ｌｕが集光レンズ２１で集められ、この集光レンズ２１から出力される光信号Ｐｓが、光ファイバ２２を経由して光コネクタ２３から出力される。出力された光信号Ｐｓは、図１に示す光ファイバ２４を経由して管理装置６０へ送られる。 When the LED 73 emits light, the light Lu is collected by the condenser lens 21, and an optical signal Ps output from the condenser lens 21 is output from the optical connector 23 via the optical fiber 22. The output optical signal Ps is sent to the management device 60 via the optical fiber 24 shown in FIG.

（リード線屈曲部１１ａを設けると、その付近で電磁力が強くなる理由）
図７（ａ）〜（ｃ）は、図６の動作説明図である。 (Reason why when the lead wire bent portion 11a is provided, the electromagnetic force increases in the vicinity thereof)
7A to 7C are explanatory diagrams of the operation of FIG.

図７（ａ）は、ビオ・サバールの法則を示す図である。
リード線屈曲部１１ａに電流Ｉが流れる時、リード線屈曲部１１ａにおける微小区間Δｓ（＝リード線屈曲部１１ａ上の微小区間の長さと電流の方向の向きを持つベクトル）が、距離γ‘（＝微小区間Δｓから地点ｘへ向かう距離γのベクトル）だけ離れた地点ｘに作る微弱磁界ΔＢは、次式（１）で与えられる。 FIG. 7A is a diagram showing Bio-Savart's law.
When the current I flows through the lead wire bent portion 11a, the minute section Δs (= the vector having the length of the minute section on the lead wire bent portion 11a and the direction of the current) in the lead wire bent portion 11a is a distance γ ′ ( = Weak magnetic field ΔB created at a point x separated by a distance γ from the minute interval Δs toward the point x) is given by the following equation (1).

図７（ｂ）は、電流Ｉが流れるリード線屈曲部１１ａが、地点ｘに位置する圧電素子７１箇所に作る磁界Ｂ（＝微弱磁界ΔＢの総和）を説明する図である。 FIG. 7B is a diagram for explaining a magnetic field B (= total sum of weak magnetic fields ΔB) formed at 71 locations of the piezoelectric element located at the point x by the lead wire bending portion 11a through which the current I flows.

リード線屈曲部１１ａを微小区間Δｓ１〜Δｓ１２に分ける。先ず、微小区間Δｓ１を基に、式（１）から微弱磁界ΔＢ１を求める。同様に、各微小区間Δｓ２〜Δｓ１２を基に、式（１）から各微弱磁界ΔＢ２〜ΔＢ１２を求める。これにより、微弱磁界ΔＢ１〜ΔＢ１２の総和の磁界Ｂが求まる。 The lead wire bent portion 11a is divided into minute sections Δs1 to Δs12. First, the weak magnetic field ΔB1 is obtained from the equation (1) based on the minute interval Δs1. Similarly, the weak magnetic fields ΔB2 to ΔB12 are obtained from the equation (1) based on the small intervals Δs2 to Δs12. Thereby, the magnetic field B of the sum total of the weak magnetic fields ΔB1 to ΔB12 is obtained.

図７（ｃ）は、電流Ｉが流れるリード線屈曲部１１ａに発生するローレンツ力Ｆを説明する図である。 FIG. 7C is a diagram for explaining the Lorentz force F generated in the lead wire bending portion 11a through which the current I flows.

長さＬのリード線屈曲部１１ａに電流Ｉが流れると、このリード線屈曲部１１ａから磁界Ｂが発生し、次式（２）のローレンツ力Ｆが生じる。
Ｆ＝Ｉ×Ｂ×Ｌ（２） When the current I flows through the lead wire bent portion 11a having the length L, a magnetic field B is generated from the lead wire bent portion 11a, and a Lorentz force F of the following equation (2) is generated.
F = I × B × L (2)

前記で微弱磁界ΔＢ１〜ΔＢ１２の総和の磁界Ｂが求められているので、この式（２）から、地点ｘに位置する圧電素子７１箇所に働く力Ｆが求まる。このように、リード線屈曲部１１ａの様々な布設形状において、ある地点ｘで働く力Ｆをシミュレーションできるので、このシミュレーションにより、最適な布設形状や距離を設計すれば良いことになる。 Since the total magnetic field B of the weak magnetic fields ΔB <b> 1 to ΔB <b> 12 has been obtained as described above, the force F acting on the 71 piezoelectric element locations located at the point x can be obtained from this equation (2). As described above, since the force F acting at a certain point x can be simulated in various laying shapes of the lead wire bent portion 11a, an optimal laying shape and distance can be designed by this simulation.

圧電素子７１を配置した地点ｘに力Ｆが働き、この力Ｆによって圧電素子７１が振動し、圧電素子７１の両端７１ａ，７１ｂ間に電圧が発生する。この電圧により、ＬＥＤ７３が発光する。 A force F acts on the point x where the piezoelectric element 71 is disposed, and the piezoelectric element 71 vibrates by this force F, and a voltage is generated between both ends 71 a and 71 b of the piezoelectric element 71. This voltage causes the LED 73 to emit light.

（実施例２の効果）
本実施例２のセンサ部２０Ａを用いたサージ検出方法、ＳＰＤ１０Ａ、及びこのＳＰＤ管理システムによれば、次の（ａ）、（ｂ）のような効果がある。 (Effect of Example 2)
According to the surge detection method using the sensor unit 20A of the second embodiment, the SPD 10A, and the SPD management system, there are the following effects (a) and (b).

（ａ）アレスタ１２の動作時に、リード線１１−１，１１−２に雷サージ電流Ｉｓが流れると、光発生手段７０Ａ中のＬＥＤ７３が発光するようにしたので、実施例１に比べて部品点数が増加するものの、実施例１と略同様の効果が期待できる。 (A) When the arrester 12 is operated, if the lightning surge current Is flows through the lead wires 11-1 and 11-2, the LED 73 in the light generating means 70A emits light. However, substantially the same effect as in Example 1 can be expected.

（ｂ）動作時の放電により発光するアレスタ１２に代えて、バリスタ等の非発光形の避雷素子に対しても、その動作をセンサ部２０Ａにより検出できる。 (B) In place of the arrester 12 that emits light by discharge during operation, the operation of a non-light-emitting type lightning protection element such as a varistor can be detected by the sensor unit 20A.

（実施例３の構成）
図８は、本発明の実施例３におけるＳＰＤの概略を示す構成図であり、実施例２を示す図６中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。 (Configuration of Example 3)
FIG. 8 is a configuration diagram showing an outline of the SPD in the third embodiment of the present invention. Elements common to the elements in FIG. 6 showing the second embodiment are denoted by common reference numerals.

本実施例３のＳＰＤ１０Ｂでは、実施例２のセンサ部２０Ａに代えて、これとは構成の異なるセンサ部２０Ｂが設けられている。本実施例３のセンサ部２０Ｂは、実施例２と同様の集光レンズ２１、光ファイバ２２及び光コネクタ２３と、実施例２の光発光手段７０Ａとは異なる構成の光発生手段７０Ｂと、を有している。光発生手段７０Ｂは、アレスタ１２に接続されたリード線１１−２の２つの接続点Ｎ１，Ｎ２間に直列に接続された電流制限用の抵抗７４及び発光素子（例えば、ＬＥＤ）７５からなる分流回路と、を有している。 In the SPD 10B of the third embodiment, a sensor unit 20B having a different configuration from that of the sensor unit 20A of the second embodiment is provided. The sensor unit 20B of the third embodiment includes a condenser lens 21, an optical fiber 22, and an optical connector 23 similar to those of the second embodiment, and a light generating unit 70B having a configuration different from the light emitting unit 70A of the second embodiment. Have. The light generating means 70B is a shunt consisting of a current limiting resistor 74 and a light emitting element (for example, LED) 75 connected in series between two connection points N1 and N2 of the lead wire 11-2 connected to the arrester 12. And a circuit.

この分流回路において、例えば、ＬＥＤ７５は、分流回路に流れる電流Ｉｑが２０ｍＡ位で点灯する特性を有している。１０００Ａ前後の雷サージ電流Ｉｓが流れたことを検出することを目的にする場合、リード線１１−２の接続点Ｎ１，Ｎ２間の抵抗値Ｒ１は、５×１０^−４Ω、抵抗７４の抵抗値Ｒ２は２５Ωに設定されている。抵抗値Ｒ１は、リード線１１−２の材料や太さ（径）で調整される。その他の構成は、実施例２と同様である。 In this shunt circuit, for example, the LED 75 has a characteristic of lighting when the current Iq flowing through the shunt circuit is about 20 mA. When it is intended to detect that a lightning surge current Is of about 1000 A flows, the resistance value R1 between the connection points N1 and N2 of the lead wire 11-2 is 5 × 10 ⁻⁴ Ω, and the resistance of the resistor 74 The value R2 is set to 25Ω. The resistance value R1 is adjusted by the material and thickness (diameter) of the lead wire 11-2. Other configurations are the same as those of the second embodiment.

（実施例３の動作）
アレスタ１２が放電してリード線１１−２に雷サージ電流Ｉｓ（例えば、１０００．０２Ａ）が流れると、この雷サージ電流Ｉｓの一部が分流して分流回路に電流Ｉｑ（例えば、０．０２＝２０ｍＡ）が流れ、ＬＥＤ７５が発光する。ＬＥＤ７５が発光すると、この光Ｌｕが集光レンズ２１で集められ、この集光レンズ２１から出力される光信号Ｐｓが、光ファイバ２２を経由して光コネクタ２３から出力される。出力された光信号Ｐｓは、図１に示す光ファイバ２４を経由して管理装置６０へ送られる。 (Operation of Example 3)
When the arrester 12 is discharged and a lightning surge current Is (for example, 1000.02A) flows through the lead wire 11-2, a part of the lightning surge current Is is shunted and a current Iq (for example, 0.02) flows in the shunt circuit. = 20 mA) flows, and the LED 75 emits light. When the LED 75 emits light, the light Lu is collected by the condenser lens 21, and an optical signal Ps output from the condenser lens 21 is output from the optical connector 23 via the optical fiber 22. The output optical signal Ps is sent to the management device 60 via the optical fiber 24 shown in FIG.

なお、前記のように、抵抗値Ｒ１が５×１０^−４Ω、及び、抵抗値Ｒ２が２５Ωの仕様の場合、例えば、雷サージ電流Ｉｓが１００Ａ程度であると、分流回路に流れる電流Ｉｑが小さいので、ＬＥＤ７５は点灯しない。又、例えば、雷サージ電流Ｉｓが３０００Ａ程度であると、分流回路に流れる電流Ｉｑが大きくなり、ＬＥＤ７５が損傷するおそれがある。そのため、実際には、どの位の雷サージ電流Ｉｓを検出することにするのかによって、分流比率が最適になるよう、抵抗値Ｒ１，Ｒ２を設定したり、あるいは、大きな雷サージ電流Ｉｓが流れた場合でもＬＥＤ７５が破壊されないよう、例えば、抵抗７４に対して直列にヒューズを設ける等の工夫を行うと良い。 As described above, when the resistance value R1 is 5 × 10 ⁻⁴ Ω and the resistance value R2 is 25Ω, for example, if the lightning surge current Is is about 100 A, the current Iq flowing through the shunt circuit is Since it is small, the LED 75 is not lit. Further, for example, if the lightning surge current Is is about 3000 A, the current Iq flowing through the shunt circuit increases, and the LED 75 may be damaged. Therefore, in actuality, depending on how much lightning surge current Is is to be detected, resistance values R1 and R2 are set so that the shunt ratio is optimal, or a large lightning surge current Is flows. In order to prevent the LED 75 from being destroyed even in such a case, for example, a device such as providing a fuse in series with the resistor 74 may be used.

（実施例３の効果）
本実施例３のセンサ部２０Ｂを用いたサージ検出方法、ＳＰＤ１０Ｂ、及びこのＳＰＤ管理システムによれば、実施例２と略同様の効果がある。 (Effect of Example 3)
According to the surge detection method using the sensor unit 20B of the third embodiment, the SPD 10B, and this SPD management system, there are substantially the same effects as the second embodiment.

（実施例４の構成）
図９は、本発明の実施例４におけるＳＰＤの概略を示す構成図であり、実施例３を示す図８中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。 (Configuration of Example 4)
FIG. 9 is a configuration diagram showing an outline of the SPD in the fourth embodiment of the present invention. Elements common to the elements in FIG. 8 showing the third embodiment are denoted by the same reference numerals.

本実施例４のＳＰＤ１０Ｃでは、実施例３のセンサ部２０Ｂに代えて、これとは構成の異なるセンサ部２０Ｃが設けられている。本実施例４のセンサ部２０Ｃは、実施例３と同様の集光レンズ２１、光ファイバ２２及び光コネクタ２３と、実施例３の光発光手段７０Ｂとは異なる構成の光発生手段７０Ｃと、を有している。光発生手段７０Ｃは、アレスタ１２に接続されたリード線１１−２に対して平行に配置された所定の長さの線路部７６と、この線路部７６の両端間に直列に接続された電流制限用の抵抗７７及び発光素子（例えば、ＬＥＤ）７８からなるＬＥＤ回路と、を有している。線路部７６は、リード線１１−２に流れる雷サージ電流Ｉｓによって発生する磁界Ｂにより誘起され誘導電流Ｉｒを流す導体である。 In the SPD 10C of the fourth embodiment, a sensor unit 20C having a different configuration from that of the sensor unit 20B of the third embodiment is provided. The sensor unit 20C of the fourth embodiment includes a condenser lens 21, an optical fiber 22, and an optical connector 23 similar to those of the third embodiment, and a light generating unit 70C having a configuration different from the light emitting unit 70B of the third embodiment. Have. The light generation means 70 </ b> C includes a line portion 76 having a predetermined length arranged in parallel to the lead wire 11-2 connected to the arrester 12, and a current limit connected in series between both ends of the line portion 76. And an LED circuit including a light emitting element (for example, LED) 78. The line portion 76 is a conductor that is induced by the magnetic field B generated by the lightning surge current Is flowing in the lead wire 11-2 and flows the induced current Ir.

前記ＬＥＤ回路において、例えば、ＬＥＤ７８は、ＬＥＤ回路に流れる誘導電流Ｉｒが２０ｍＡ位で点灯する特性を有している。そのため、ＬＥＤ回路に２０ｍＡ程度の誘導電流Ｉｒが流れるように、線路部７６の長さ、及び抵抗７７の抵抗値等が設定されている。その他の構成は、実施例３と同様である。 In the LED circuit, for example, the LED 78 has a characteristic of being lit when the induced current Ir flowing through the LED circuit is about 20 mA. Therefore, the length of the line portion 76 and the resistance value of the resistor 77 are set so that an induced current Ir of about 20 mA flows through the LED circuit. Other configurations are the same as those of the third embodiment.

（実施例４の動作）
アレスタ１２が放電してリード線１１−２に雷サージ電流Ｉｓが流れると、このリード線１１−２の周囲に磁界Ｂが発生する。すると、リード線１１−２に対して平行に敷設された線路部７６に磁界Ｂが誘起され、図９中の矢印方向に誘導電流Ｉｒが流れるので、ＬＥＤ７８が発光する。ＬＥＤ７８が発光すると、この光Ｌｕが集光レンズ２１で集められ、この集光レンズ２１から出力される光信号Ｐｓが、光ファイバ２２を経由して光コネクタ２３から出力される。出力された光信号Ｐｓは、図１に示す光ファイバ２４を経由して管理装置６０へ送られる。 (Operation of Example 4)
When the arrester 12 is discharged and a lightning surge current Is flows through the lead wire 11-2, a magnetic field B is generated around the lead wire 11-2. Then, the magnetic field B is induced in the line portion 76 laid parallel to the lead wire 11-2, and the induced current Ir flows in the direction of the arrow in FIG. 9, so that the LED 78 emits light. When the LED 78 emits light, the light Lu is collected by the condenser lens 21, and an optical signal Ps output from the condenser lens 21 is output from the optical connector 23 via the optical fiber 22. The output optical signal Ps is sent to the management device 60 via the optical fiber 24 shown in FIG.

（実施例４の効果）
本実施例４のセンサ部２０Ｃを用いたサージ検出方法、ＳＰＤ１０Ｃ、及びこのＳＰＤ管理システムによれば、実施例３と略同様の効果がある。 (Effect of Example 4)
According to the surge detection method using the sensor unit 20C of the fourth embodiment, the SPD 10C, and this SPD management system, there are substantially the same effects as the third embodiment.

なお、リード線１１−２と平行な線路部７６は、コイル状に形成しても良い。コイル状にすれば、誘起される誘導電流Ｉｒが大きくなり、ＬＥＤ７８の点灯が容易になる。 The line portion 76 parallel to the lead wire 11-2 may be formed in a coil shape. If the coil is formed, the induced current Ir induced is increased, and the LED 78 is easily turned on.

図１０は、本発明の実施例５におけるＳＰＤ管理システムを示す概略の構成図であり、実施例１を示す図１〜図４中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。 FIG. 10 is a schematic configuration diagram illustrating an SPD management system according to the fifth embodiment of the present invention. Elements common to the elements in FIGS. 1 to 4 illustrating the first embodiment are denoted by common reference numerals. .

このＳＰＤ管理システムでは、例えば、図２〜図４に示す通信用のＳＰＤ１０が複数（例えば、１０−１〜１０−１６）、隣接して図３に示すＤＩＮレール３７上に固定されている。各ＳＰＤ１０−１〜１０−１６は、各第２光ファイバ２４を介して、図１に示す管理装置６０に接続されている。管理装置６０は、各ＳＰＤ１０−１〜１０−１６の光ファイバ２４から送られてくる光信号Ｐｓをそれぞれ入力し、各ＳＰＤ１０−１〜１０−１６の動作状態及び動作履歴を管理する管理機能（例えば、アレスタ１２の動作回数、ＳＰＤ１０−１〜１０−１６の交換要否判定、前記動作回数の表示、及びＳＰＤ１０−１〜１０−１６の交換推奨表示等）を有している。なお、複数のＳＰＤ１０−１〜１０−１６は、実施例２〜４の構成のＳＰＤ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃであっても良い。 In this SPD management system, for example, a plurality of communication SPDs 10 shown in FIGS. 2 to 4 (for example, 10-1 to 10-16) are adjacently fixed on the DIN rail 37 shown in FIG. Each SPD 10-1 to 10-16 is connected to the management device 60 shown in FIG. 1 via each second optical fiber 24. The management device 60 receives an optical signal Ps transmitted from the optical fiber 24 of each of the SPDs 10-1 to 10-16, and manages the operation state and operation history of each of the SPDs 10-1 to 10-16 ( For example, the number of operations of the arrester 12, determination of necessity of replacement of SPDs 10-1 to 10-16, display of the number of operations, replacement recommendation display of SPDs 10-1 to 10-16, and the like. The plurality of SPDs 10-1 to 10-16 may be SPDs 10A, 10B, and 10C having the configurations of the second to fourth embodiments.

このようなＳＰＤ管理システムによれば、１つの管理装置６０により、複数のＳＰＤ１０−１〜１０−１６の動作状態及び動作履歴を一括して管理することができる。 According to such an SPD management system, the operation state and operation history of a plurality of SPDs 10-1 to 10-16 can be collectively managed by one management device 60.

（実施例１〜５の他の変形例）
本発明は、上記実施例１〜５に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（Ａ）、（Ｂ）のようなものがある。 (Other variations of Examples 1 to 5)
This invention is not limited to the said Examples 1-5, A various utilization form and deformation | transformation are possible. For example, the following forms (A) and (B) are available as usage forms and modifications.

（Ａ）図２〜図４に示す通信用のＳＰＤ１０は、図示以外の他の形状、構造、回路構成等に変更しても良い。例えば、集光レンズ２１は、集光機能を有する光スリーブや光コネクタ等の他の集光部材であっても良い。又、実施例１〜５では、通信用のＳＰＤ１０、１０−１〜１０−１６について説明したが、本発明は、電源用のＳＰＤについても適用できる。電源用のＳＰＤの場合、避雷素子としては、アレスタ１２の他に、バリスタ等も使用されるので、このバリスタ等の近傍にセンサ部２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを設けても良い。 (A) The SPD 10 for communication shown in FIGS. 2 to 4 may be changed to other shapes, structures, circuit configurations, etc. than those shown in the drawings. For example, the condensing lens 21 may be another condensing member such as an optical sleeve or an optical connector having a condensing function. In the first to fifth embodiments, the communication SPDs 10 and 10-1 to 10-16 have been described. However, the present invention can also be applied to a power supply SPD. In the case of a power supply SPD, a varistor or the like is used as a lightning protection element in addition to the arrester 12, and therefore the sensor units 20, 20A, 20B, and 20C may be provided in the vicinity of the varistor or the like.

（Ｂ）図１及び図１０に示す管理装置６０は、図示以外の他の回路構成に変更しても良い。 (B) The management device 60 shown in FIGS. 1 and 10 may be changed to a circuit configuration other than that illustrated.

１線路
２保護対象機器
３接地線
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０−１〜１０−１６ＳＰＤ
１１−１，１１−２リード線
１２アレスタ
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃセンサ部
２１集光レンズ
２２，２４第１、第２光ファイバ
２３光コネクタ
６０管理装置
７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ光発生手段
７１圧電素子
７３，７５，７８ＬＥＤ
７６線路部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Line 2 Equipment to be protected 3 Ground line 10, 10A, 10B, 10C, 10-1 to 10-16 SPD
11-1, 11-2 Lead wire 12 Arrester 20, 20A, 20B, 20C Sensor unit 21 Condensing lens 22, 24 First, second optical fiber 23 Optical connector 60 Management device 70A, 70B, 70C Light generating means 71 Piezoelectric Element 73, 75, 78 LED
76 Track section

Claims

When a lightning surge current enters the line connected to the protection target device due to a lightning surge voltage, the lightning surge current is reduced by the operation of a lightning arrester connected by a lead wire between the line and the ground line. When detecting the lightning surge current intrusion when discharging to the side to protect the device to be protected,
A detection process for detecting an optical signal by detecting light generated from the lightning protection element itself during operation of the lightning protection element, or light generated from a light emitting element based on the lightning surge current flowing in the lead wire;
Optical output processing for outputting the extracted optical signal from an optical output terminal via an optical fiber;
A surge detection method comprising:

Between the line connected to the protection target device and the ground line, connected by a lead wire, and when a lightning surge current enters the line by a lightning surge voltage, the lightning surge current is passed through the lead wire, A lightning protection element that protects the device to be protected by discharging to the ground line side,
During operation of the lightning arrester, a sensor unit that detects light generated in response to the lightning surge current, or light generated in response to the lightning surge current, and extracts an optical signal;
A surge protection device characterized by comprising:

The sensor unit is
A condensing member that condenses the light generated from the lightning arrester itself and extracts the optical signal during operation of the lightning arrester;
An optical output terminal connected to the output side of the light condensing member via a first optical fiber and outputting the optical signal input to the first optical fiber to the outside;
The surge protection device according to claim 2, comprising:

The sensor unit is
A light generating means for generating the light corresponding to the lightning surge current flowing in the lead wire during operation of the lightning arrester;
A condensing member that condenses the light generated by the light generating means and extracts an optical signal;
An optical output terminal connected to the output side of the light condensing member via a first optical fiber and outputting the optical signal input to the first optical fiber to the outside;
The surge protection device according to claim 2, comprising:

The light generating means includes
A lead wire bending portion formed on the lead wire and vibrated by electromagnetic force of the lightning surge current;
A piezoelectric element that is attached to the bent portion of the lead wire and converts the vibration into an electrical signal;
A light emitting element connected to the piezoelectric element, emitting light by the electrical signal, and generating the light corresponding to the lightning surge current;
The surge protection device according to claim 4, comprising:

The light generating means includes
A light emitting element that is connected in parallel to the lead wire, emits light by a shunt current in which the lightning surge current flowing through the lead wire is shunted, and generates the light corresponding to the lightning surge current;
The surge protection device according to claim 4, comprising:

The light generating means includes
A line portion that is arranged in parallel to the lead wire and flows an induced current induced by a magnetic field generated by the lightning surge current flowing in the lead wire;
A light emitting element that is connected to the line portion, emits light by the induced current flowing in the line portion, and generates the light corresponding to the lightning surge current;
The surge protection device according to claim 4, comprising:

One or more of the surge protection devices according to any one of claims 2 to 7,
The operation state and history of the surge protection device are managed based on the optical signal that is connected to the output side of the sensor unit in the surge protection device via a second optical fiber and input to the second optical fiber. A management device to
A surge protection device management system characterized by comprising:

The management device
The management function includes a number of operations of the lightning protection element in the surge protection device, a determination as to whether the surge protection device needs to be replaced, a display of the number of operations, and a replacement recommendation display of the surge protection device. 8. The surge protection device management system according to 8.