JP2014064360A - 三極型ｓｐｄ素子を備えたサージ電流逆流防止回路とカウンターシステム - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトでありながら高電圧用の放電素子として使用でき、電子基板内に搭載できるので、弁電盤内のブレーカー、コンセント、ＯＡタップコンセント、電子基板の回路に各々搭載し、ケーブルに流れるサージ電流を、三極素子の直列・並列接続素子を通じて全てニアバイアース接続することができ、高圧電力回路、低圧電力回路、照明回路、蓄電池回路、通信回路の直流回路をサージ電流の逆流から保護する。
【解決手段】酸化亜鉛素子１ａを複数積層し、最低電圧と応答開始電圧を調整することのできる素子を、電極板１ｂとリード棒２を一体にした電極を、素子１の両端に配置することで二極素子とし、各々二極素子のマイナス極とマイナス極を直列接続した素子を三極素子１とし、三極ＳＰＤ素子１は、大地にアースされたセンター素子を中間極としてこれに積層して接合された正極と負極との三極の放電素子１ａとから構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、落雷や静電気によって発生する外部サージ電流から、発電システム(風力・太陽光・振動・ノイズ・光フィバー発電)及び、蓄電池(バッテリー、ＥＶ・ＰＨＶ・コンデンサー)や、ＬＥＤ・ＣＰ・監視カメラ、精密機器を含む全ての、電子機器等を保護するための避雷技術に関し、とくにパソコンや携帯電話等に使用されているごく小型の電子基板にも搭載することができる３極型ＳＰＤ素子を備えたサージ電流逆流防止回路とカウンター回路システムを、複数のブレーカー、コンセントに搭載し、しかも、電子機器内部の交流回路や、直流回路、通信回路、センサー回路、無線回路に搭載し、基板内の等電位ボンディングアース回路にノイズ電流を放電し、しかも、建築物の水平アース極と垂直アース極の等電位アース極に放電し、更に、敷地内の水平地層と垂直地層を等電位アース接続したアース極に放電し、大地に埋設しているアース極から落雷電流がアースケーブルから逆流を防止した三極避雷器構造とアース接続回路への接続工法に関する技術である。

落雷によって発生する外部サージ電流等（以下、単にノイズ電流と言う）から電子機器を保護するために、避雷器やノイズ電流カット機器を接続することが一般的に行われている。一般的に用いられる避雷器は、放電素子としての所定のギャップ又は、酸化亜鉛セラミック・半導体素子等を介して相対する一対の電極をブレーカーの近傍に備え、落雷等によって発生するノイズ電流がある程度限界を越えると、この電極間にて過電圧電流を放電し、ＯＡタップコンセン内に装備している素子は、静電気サージレベルの電流を電線間に取り付け、トランスのアース極に放電し、電子機器等を保護するようにされている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平４−１５１４６０号公報 特許第４４４１７２号公報

しかしながら、ギャップ式放電素子は、放電した時の反射波(続流)が発生し、電子基板内にはノイズの原因とされ、電子機器内の部品と、データにノイズが回り込み、トラブル原因とされ使用されていなかった。アースケーブルと大地に接地してあるアース板との線路抵抗値（ビル内に配線されたケーブルの階数に応じた長さの違いによって生じるインピーダンス抵抗値）が変動するため、避雷器と接続されたプラスケーブル、マイナスケーブル及びアースケーブルにもノイズ電流が流れ、世界で製造されている避雷器(ＳＰＤ)素子は、プラス極からもマイナス極からも放電が可能な素子であり、極性がない構造であるために、建築物に落雷すると、敷地内のアース極が等電位アース接続していないアース板から、アースケーブルに逆流し、避雷器とマイナス極と接続しているマイナス電線と電力回路のトランスのマイナス極のアース極(Ｎ)に落雷電流が流れる接続する構造になっていることで、落雷した時に、落雷電流が、電力回路のトランスのアース極と、機器基板内のマイナス電線から、電子基板内の通信ケーブルのマイナス回路のどちらかの電位の低いケーブルに流れる事で、電子基板が破壊されているのが実状である。また、ビルに直雷あるいはその近隣に落雷すると、大地電圧が上昇することで、大地に埋設している複数のアース極から、近隣の電柱のトランスのアース極か、敷地内のトランスのアース極に落雷電流が流れる事により、雷サージ電流がアースケーブルを逆流して機器を破壊していた。

このような、ノイズ電流の発生により、放電素子としての電極間において過電圧電流の放電が行われるタイプの避雷器においては、放電の度ごとに電極が激しく損傷し、避雷器としての性能が徐々に劣化し、避雷器の交換が必要になる。

従来の電子基板内に使用されている避雷器が破壊される一因として、避雷器の放電素子が二極構造であり、ノイズ電流を逃すルートが、電線のプラスと、マイナスの線間に放電する構造で、接続工法しか考えられていなかった一極放電しかない事である。
すなわち、サージ電流を流すルートが複数ルート無いことに原因がある。そこで、雷の直撃によるサージ電流や、雷由来の誘導サージ電流等によって電子機器が損傷することを防止するため、定格の異なる複数の避雷器を取り付けた分電盤がある。この分電盤は交流電力系区画と、弱電の電話線、光通信・センサー・信号の直流回路からなる、電子回路等の低周波通信線も同時に収容し、全ての電線か又は、電子基板内に、避雷器による雷サージの除去を行うこともできる。これによって、ファクシミリやパソコン等、電灯線及び電話線等と複数の線が接続されている機器の場合であっても、電源線又は低周波通信線の一方に雷サージが生じても分電盤内の避雷器によって機器を保護することができる。

また、雷によるノイズ電流の他に、人体に帯電する静電気や携帯電話等から発信される電磁波が電線ケーブルやブレーカー、商用電源コンセントに流れ、電気機器の基板に放流されることで、機器及び記憶データ等が損傷するといった被害が発生する。しかしながら、機器が破壊された原因であるノイズ電流が雷によるものなのか、静電気あるいは電磁波によるものなのかという判別ができないばかりでなく、ノイズ電流が流れたこと自体をブレーカー本体と一体となった避雷器とカウンター又は、ＯＡタップコンセントと電子機器の素子で、トリプル保護するシステムも電子基板も監視システム回路も、確認することができないという問題もあった。

そこで、本発明者は特許文献２をもって、この問題を解消するサージ電流の回避回路放電管を提案している。この発明は、「大地にアースされたセンター素子を中心としてこれを包囲して配置された環状の放電素子と、該放電素子に電子機器の電源ケーブル、通信ケーブル、アンテナ線、電話線又はネットワークケーブル等の線路抵抗の異なるケーブルを接続してニアバイアース化し、線路抵抗が最小となるケーブルに過剰電流を放流させること」を特徴とし、屋外から引き込まれる全ての電線に対する避雷を行うことができるばかりでなく、機器にノイズ電流が流れたことを確認できることは無論のこと、機器が破壊された原因であるノイズ電流が雷によるものなのか静電気によるものなのか、施工者の帯電、メンテナンス業者の帯電、ビル設計上の問題なのか等、人為的に引き起こされたものなのかという判別を可能にしたものである。

また、現在、低炭素排出社会を構築するための発電技術として、自然エネルギーである太陽光、風力、水力、水素、地熱、水位潮流を利用した発電システム、振動発電・ノイズ発電・宇宙から到来するマイクロ波をアンテナで受信して、その電波を電力に変換するシステム等が開発されている。

一方、ガソリン等の化石燃料を使用して駆動するエンジンを搭載した自動車、船舶、航空機等は、蓄電池とモーターによるエンジンの全電気化、または、化石燃料エンジンとモーターを併用したハイブリッド化が進んでいる。

このように、エネルギー資源の化石燃料からの脱却が推進される中で、自然エネルギーにより発電した電力の蓄電、光通信や無線システムで管理する際に新たな問題が発生している。

その問題とは、
（１）国内外において、特に日本では、近年、雷対策が法制化された中で、分電盤内に、ＳＰＤ（クラス１、クラス２を並列接続）を取り付けることと、等電位ボンディングアースバーを取り付けることが義務付けられた。これは分電盤から分岐されたコンセント内部に等電位アース極を取り付ける法律であるが、ＯＡタップコンセント内部の電子基板内の電力回路には、低レベルのサージ電流又は静電気以下のノイズ電流や、ブレーカーのＯＮ、ＯＦＦ時のノイズ電流から守る程度のサージアブソーバーＳＰＤが取り付けられているだけである。したがって、雷、静電気、電磁波の過剰電流のハイレベルから低レベルを制御できる容量の素子（大、中、小、極小）を並列接続した回路が搭載されていない。しかも、交流回路電線を接続するケーブル回路は、プラス極とマイナス極の線間に従来の電圧で動作する基板を前提に設計している同じ動作電圧のＳＰＤが１個又は複数個取り付けられているのが現状で、パソコンやタブレット端末、携帯電話、スマートフォン、ＬＥＤ照明・太陽光発電基板・風力発電基板・ＥＶ充電システムにおいても等電位ボンディング接続された単独アース極に、雷サージ、静電気サージ、電磁波サージ電流を逃がす対策が施されていない。
ましてや、ＬＥＤ・ＥＶ・ＰＨＶ充電システムを取り付ける作業では、ブレーカーをオフにして蛍光灯の電線を切断し、ＬＥＤ照明の電源に接続し、しかも、ＥＶ・ＰＨＶと接続した電線を分電盤に接続する作業時に、作業者に帯電している静電気と、電線を入線時の摩擦抵抗で発生し、電線内に帯電した静電気は、ブレーカーの一次側に取り付けている避雷器は、作業時にはブレーカーをオフにし、接続することで、静電気の流れるアースが切断された状態で、しかも、過剰電流を大地の等電位アースに流すための避雷器が、一次側に接続されている事で、二次側と切り離され回路では、分電盤内の避雷器も、電子機器内の避雷器は、線間避雷器しか取り付けていないとするならば、動作しないし、トランスと接続しているアースに流れない欠点がある。
（２）電子基板内の部品の消費電力を下げるために、低電圧化及び低電流仕様に改善改良され、携帯電話やデジタル放送等の電波が高周波や超高周波の電波が発信され、電線から侵入し電子機器内のデータが誤作動している中で、更に、静電気や雷サージ電流等の過剰電流に対して脆弱になっている。ましてや近隣から自社ビルや自宅の風力発電・太陽光発電から発電された直流電流を家庭用・業務用蓄電池（ＥＶ・ＰＨＶを含む）に蓄電し、交流に変換するためのインバーター回路からのノイズ電流には、発電業界・ＥＶ業界・電子機器業界も、取り付ける地域の海抜を考慮していない基板設計であり、携帯電話基地局が林立する建築ビルの屋上に取り付けられていることで、複雑に発信されている電波の周波数が異なるため電子機器基板内には対策がなされていない。

したがって、デジタル放送の電波や携帯電話の電波、そして、直流から交流又は交流から直流に変換する太陽光発電・風力発電から発電した直流を蓄電池に蓄えるためのインバーター回路から発信される電磁波と、雷・静電気サージ電流に対する保護対策が不十分であったことで、ハード面ばかりでなく、ソフトまでも破壊されている。

しかしながら、近年の電子部品は、前述したように、電圧と電流値が極めて低く設定され、従来の分電盤内に取り付けているＳＰＤ（避雷器）クラス１、クラス２の素子は大きすぎて電子基板にサイズが適合せず収納できないという欠点と、そもそも応答開始電圧と応答速度が厳密に考慮されていないという問題があった。

本発明者はこれまで、あらゆる電子基板のノイズ電流（落雷・雷・静電気・電磁波））対策システムを提案してきた中で、下記の問題点について考察した。
その問題点とは、
（１）現在、電子基板内に集積して回路を形成している電子部品は、サイズも極小かつ消費電力も極少になってきいている。従来は、静電気ノイズの２０００Ｖ程度の制限電圧に耐える基板が世界的な標準とされてきたが、電子基板と回路に２０００Ｖ以上の雷サージ電流を回避できる避雷素子は搭載されていない。しかも、避雷器（ＳＰＤ素子）の容量を上げた素子を搭載したとしても、電線間に接続する事で、リード棒が腐食し、漏電の危険性が大きい。
対策として、避雷器(ＳＰＤ素子)を大型にし、電子基板内に搭載する事は、基板とケースのスペースが無く、電子基板内に搭載したとしても、ノイズでソフトが誤動作するために、電源は、外部電源にし、搭載することは不可能である。
（２）現在のノートパソコンやタブレットパソコン、携帯電話本体には電源回路は収納されていない。このため、避雷機器（ＳＰＤ素子）をＡＣ電源アダプターに取り付けておく必要がある。

電子基板の表裏面、又は裏面に、板状のＳＰＤ素子を複数枚積層することで、例え、災害時での停電で、翌日、電力が送電されたときに、高電圧に対応できる避雷器の取り付け部位の省スペース化を図ることで、電子機器内部にノイズ電流が流れる事を防ぐことができる。 したがって、本発明に係る避雷基板は、片面には、電子部品を配置し、制限電圧のノイズ対策三極素子を配置し、基板の表又は、裏面には、基板の大きさに合わせたＳＰＤ素子を３極素子として配置し、さらに、カウンター回路を搭載することで、電子基板内のノイズ電流をアース極に流し、漏電かノイズ電流かを判別でき、アースケーブルからのノイズ電流を三極素子の直列・並列接続することで、ノイズ電流を、アースケーブルからの逆流防止回避回路を、電子機器内部の電源基板と、通信回路・ネットワーク回路・センサー回路に搭載し、等電位ボンディングアース極と二アバイアース接続することで、落雷した時にも、アースケーブルからの逆流を防止できる。

尚、本発明者は、素子の直列・並列接続回路で回避できることをブレーカー回路で実証済みであり、電子基板内に収納できる素子構造を分電盤内部のブレーカー内部や、コンセント内部、ＯＡタップコンセント内部と、電子基板内の回路に搭載し、ケーブルに流れるサージ電流を、三極素子の直列・並列接続素子を通じて、全てニアバイアース接続することで、高圧電力回路と、低圧電力回路(分電盤回路)と、コンセント回路(ＯＡタップコンセントを含む)と、電子機器内部の電子基板に取り付けている避雷器素子の４か所と、照明回路・蓄電池回路・通信回路（火災報知器・監視カメラ・全ての無線ケーブル・センサーケーブル・光通信ネットワークケーブル・テレビケーブル等々の回路）の全ての直流回路を保護することができると考察した。

また、前記避雷ボードを、屋外に配備される全ての電子機器に搭載することと、屋外に立設されるポールへの落雷対策として、複数本組み合わせたポールの頂上に避雷針を接続し、大地に埋設している基礎杭と鉄筋とアース極をニアバイアース接続し、ポールの梁と梁の中間点に、風力発電・太陽光発電のパネルを止めることで、直撃雷を防止し、落雷電流をアース極から大地に流すことができるばかりでなく、これをフィルター回路に流すことで発電できる可能性があると考察した。

現在の発電システムは、山間地の風力発電所、太陽光発電所、水力発電所、沿岸地の火力発電所、原子力発電所等の大型の発電設備で発電された電気を、最も電力を消費する都市部等の遠隔地まで送電線で送るものである。したがって、送電線から発生するノイズ対策は、発電所から変電所までの送電路間のみ施せばよいという認識であった。しかしながら、近年は太陽光発電装置や小型風力発電装置等の自家発電装置が一般家屋にまで普及しこれが急増しており、これら自家発電におけるノイズ対策は急務である。すなわち、全ての電子機器において、高レベルから低レベルまでのノイズ領域に対する防御が肝要であり、しかも、太陽光発電・風力発電・ノイズ発電や、振動発電で使用する電子基板は、雷サージ電流も、静電気対策、電磁波対策が成されていない事が現状で、対策の急務が必要である。

このように、発電インフラは我々の生活圏内の身近な場所に増加していることにより、電子部品だけでなく、ブレーカー内にも、コンセント内にも、そして、電子機器内部にも、雷サージとノイズサージを直列並列接続した素子で回避し、しかも、アースケーブルからの逆流を防止できるＳＰＤ素子を備えた電力回路、電源回路、センサー回路、通信回路を並列接続する事と、サージカウンター回路により、漏電やサージを計数しながら監視することは、例えば防火対策として有用である。つまり、戸外に設置された太陽光発電装置や風力発電装置から電線を建物内に入線することになるが、発電装置に落雷すると、この入線された電線を経由して屋内に雷電流が流れて火災を招くおそれがある。

又、例えば、災害によりテレビ局、携帯電話局が破壊され、被災地が情報孤立化したような場合、遠隔地に情報を送信するためには、テレビ・電話・無線・携帯電話のアンテナと、センサーからデータを自家発電システムの数系統で発電し、これら発電された電気を蓄電池に溜めることができる予備回路を備えたシステムと、電気自動車や携帯電話に充電できるコンセント等の完備と、道路に溢れた水の水位を計測する水位計が不可欠であり、このような設備を建物に付設したり、地下街、地下駐車場、街灯、空き地等に発電機能付きのデータセンターを配備し、データセンター間を通信する情報通信システムの必要性が高まっている。

例えば、現在の地域別の天気予報による雷雨情報は、ライトニング・ロケーション・システムとして、緯度、経度による観測結果を元にしているものであるが、地域のどの道路の、どの家屋の、どのビルのどのフロアに、落雷の影響が出ているのかという情報は得られない。したがって、自分が今どの海抜のどのビルにいるのか、そのビルの耐震設計は震度何度まで対策されているのかということも分からない。

現在は、放射能汚染物濃度を情報として逐次配信するシステムも無い。携帯機器で自分が今いる位置で、放射能の汚染測定できたとしても、手遅れである。原発の半径、何メートル間隔で四方八方にセンサーを配備し、知らせるシステムでない限り非難は不可能である。また、自動車のカーナビ位置情報に海抜情報は含まれていない、また、降雨による道路上の水位情報を得る手段もない。

このような水位情報や海抜情報を得ることができれば、運転者は、集中豪雨等により冠水した道路情報をリアルタイムに知ることや現在走行中の海抜を知り得ることで、津波等の自然災害からの逃避方向の的確な判断が可能になる。

本発明者は、今後、電気自動車が普及して行く中で、充電中や走行中の雷対策、静電気対策、電磁波対策、電子機器内部の基板の安全性確保に対応する技術を提案してきたが、街灯・道路指示ポール、建築物の屋上や玄関等に水位センサーやノイズセンサー、放射能センサー、監視カメラを取り付け、さらに通信手段を組み合わせて、複数のリカバリー電源の、太陽光発電・風力発電・振動発電・ノイズ発電で自己発電した電力を、基板に供給したり、蓄電池に蓄える設備を製作し、この設備からリアルタイムな災害情報をデータセンター、テレビ局、ＧＰＳ、携帯電話のワンセグ受信システムに発信することを考察した。

すなわち、市街地等における落雷や地震、冠水等のリアルタイムな災害情報を送信システムがこれまでに存在しておらず、有事における救命救急情報や食糧や飲料水の備蓄情報等をリアルタイムに得ることができる総合的な災害情報システムが開発されていない。

上記のような災害情報をリアルタイムに得ることができれば、冠水している道路に侵入することを防ぐことができ、例えば、車両内部の蓄電池や電子機器がショートして基板が破壊されて数多くの車両が停止し、有事における交通網が混乱することも避けることができる。駐停車する場合においても然りである。

以上のように、現在、水害等が発生した際に、現在いる位置からどちらの方向が海抜が高く、移動に際して的確に判断できる位置情報の情報知得のためのインフラが存在しない、そこで、本発明者は、前記したような災害情報発信設備を、建物、道路標識、街灯に整備することを着想した。

地域のデータを送信し、携帯端末で受信するシステムの技術は、現在先行技術として、水道システムや、下水道管理システムなどの、あらゆる分野で利用されているが、上記データ通信は、あくまでも、情報端末が、携帯電話や、コンピュータの限られた通信データであり、監視カメラなどの河川の水位データやため池の水位データを通信回線を使用し送信しているに過ぎないのである。

上記システムの弱点は何かと考察すると、ある区間の水位データをデータセンターに配信するだけの非常におおまかなものである。しかしながら、地域の数メーターや数十メーター単位の膨大なスモールデータを蓄えるためには巨大なサーバーが必要であり、距離的には、数十キロから数百キロの間隔で細かなデータを配信することを考えた場合、データを処理するスピードと容量のサーバーが存在しない中では製品化でき無かったのが現状であった。

また、本発明者は、タブレット端末や、スマートフォン、ワンセグ携帯端末の充電器内の電子基板に取り付けるノイズ対策用ＳＰＤ素子を現状の大きさよりもさらに小型化しながらも容量を同じにするために、電子基板の表裏面に、異なる素子を複数枚重ねた酸化亜鉛素子の三極ＳＰＤ素子や金属製の放電突起付き円形リングＳＰＤと、酸化亜鉛素子を円形リングにした素子を、金属製の放電突起付き円形リングＳＰＤと、センターアース受電極を、挟み付け、固定した、二極の一極を電力供給回路とし、残りの極をセンターアース極とし、（円形ＳＰＤのアース極を積層することで、三極にすることも可能）電子器内部の電子基板に配置したり、応答開始電圧を高くした素子を並列接続した素子を、コンセントや、分電盤内に付設したり、また、ブレーカー内に、ＳＰＤ素子と、カウンター回路を搭載し、カウンターを取り付けることで、漏電場所、ノイズ電流のレベルの高低を監視し、雷・静電気ノイズを侵入防止システムとし、アースケーブルからの逆流・回り込み防止回路を、基板内とコンセントとブレーカーで防止するシステムについて考察した。

さらに、屋外に立設される金属製ポールの先端に避雷針を取り付け、落雷対策システムと電線・通信・センサーケーブルに各々三極ＳＰＤ素子と円形放電ギャップ素子の直列・並列接続回路と電線をニアバイアースすることで、ノイズ対策システムと監視システムと、ノイズ発電システムを電源とし、街灯、電柱、一般家屋、ビルに付設したセンサーが感知した災害情報や建物の耐震情報、飲料水、食料、寝具、日用必需品の備蓄情報等を、無線・有線通信システムでデータセンターに送信し、データセンターを介してエリアワンセグ放送網、地上波テレビ放送網を使って、携帯端末やＧＰＳにリアルタイムな情報を送信すること、携帯端末所持者からのリアルタイムな災害情報を取得するシステムについて考察した。

本発明者は、太陽光発電、風力発電、ノイズ発電、光ファイバー発電、振動発電等で発電した電気を基板に送電したり、蓄電池に蓄え、ノイズ電流を除去した電力を交流回路に流す際に、ＥＶ（電気自動車）やＰＨＶの電源回路に、雷（落雷電流、誘導雷）や、電源ＯＮ、ＯＦＦ時の開閉サージや、静電気、電磁波（地上デジタル放送・デジタル携帯電話の電波）の全てのサージ電流に対して無防備であること、また、従来のＳＰＤ（避雷器）素子は落雷電流と、誘導雷サージ電流には対応できるが、電子機器基板の省エネルギー化と、部品開発による動作電圧の低電圧化で、最低応答開始電圧が高過ぎ、且つ応答速度が遅いという欠点があることを指摘する。そのような、蓄電池とモーターとコンピュータと通信システムが搭載され、データセンターで監視するシステムは過剰電流に脆弱であること。つまり、パソコンや自動車内のメモリーは雷等のサージ電流に対して無防備であること、また、従来のＳＰＤ（避雷器）素子は、サージ電流に対する応答開始電圧レベル（１４００Ｖ〜５０００Ｖ）が高過ぎ、且つ応答速度が遅いという欠点があることを指摘する。

本発明は、電子機器にノイズ電流が流れたことを確認できることは無論のこと、機器が破壊された原因であるノイズ電流が雷によるものなのか、帯電等で生じる静電気のように人為的に引き起こされたものなのかという判断が可能になる。サージ電流の逆流を防止する。コンパクトでありながら高電圧用の放電素子として使用でき、電子基板内に搭載できるので、分電盤内のブレーカー、コンセント、ＯＡタップコンセント、電子基板の回路に各々搭載し、ケーブルに流れるサージ電流を、三極素子の直列・並列接続素子を通じて全てニアバイアース接続することができ、高圧電力回路、低圧電力回路、照明回路、蓄電池回路、通信回路の直流回路をサージ電流の逆流、アースからの回り込みサージ電流から保護することを目的とする。

地球温暖化対策の改良技術として電子機器の消費電力を削減することに世界中の技術者が取り組んでいるが、電子基板内に侵入してくるノイズ電流の中のうちアースケーブルからの侵入を忘れている。したがって、電子基板の両面に応答開始電圧の異なるＳＰＤ素子を並列接続し、さらにＳＰＤ素子を二極・三極素子にすることが肝要である。

そこで本発明の請求項１記載の三極型ＳＰＤ素子を備えたサージ電流逆流防止回路は、酸化亜鉛素子の表面面積を電子基板の制限電圧に対応する面積にするために、酸化亜鉛素子を複数積層し、最低電圧と応答開始電圧を調整することのできる素子を、電極板とリード棒を一体にした電極を、複数枚の素子の両端に配置することで、二極素子とし、各々二極素子のマイナス極とマイナス極を直列接続した素子を三極素子とし、当該三極ＳＰＤ素子は、大地にアースされたセンター素子を中間極としてこれに積層して接合された正極と負極との三極の放電素子とから構成し、該放電素子に電子機器等の電源ケーブル、アンテナ線、電話線又はネットワークケーブル等の線路抵抗の異なるケーブルを接続してニアバイアース化し、線路抵抗が最小となる線路に過剰電流を放流させることを特徴とする。

請求項２記載の三極型ＳＰＤ素子を備えたサージ電流回避回路は、絶縁素材で梱包した素子を、電子基板ボードの表面又は裏面に取り付け、電力ケーブルと接続しているコネクターと並列接続することで、電子基板内にノイズ電流のうち静電気サージ電流、電源のオン・オフ時のサージ電流の侵入を防止し、アースケーブルにカレントセンサーを取り付け、制限電圧を越えたサージ電流放電回数又は漏電回数をカウントするカウンター回路を設けたことを特徴とする。

請求項３記載の三極型ＳＰＤ素子を備えたサージ電流回避回路は、電子基板内に侵入する静電気サージ電流、スイッチの開閉サージ電流に対応する請求項１記載の三極型ＳＰＤ素子を、電子基板ボードの表又は裏面に配置し、雷サージ電流を防止するために、電子基板内の応答開始電圧（２３０Ｖから応答し、２０ＫＡまで対応）対応素子を複数枚重ねた一対の素子の放電極とアース極同士を直列接続し、２セットの放電極とリード棒とアース極と接続したアースリード棒を絶縁素材で梱包した３極ＳＰＤ素子を電子基板ボードの表又は裏面に取り付け、さらに、電力ケーブルと接続しているコネクターと三極型ＳＰＤ素子を並列接続することで、電子基板内に、ノイズ電流のうち雷サージ電流のスモール電流と、静電気サージ、電源のオン・オフ時に発生するサージ電流の侵入防止し、アースケーブルに、カレントセンサーを取り付け、制限電圧と、漏電時の電流の流れでカウントすることを特徴とする。

請求項４記載の三極型ＳＰＤ素子を備えたサージ電流回避回路は、応答開始電圧を同じにする同形の酸化亜鉛素子を五枚積層し、アース極に接続する一枚目と三枚目と五枚目の素子に電極板で挟み、全体を絶縁素材で梱包し、三枚目と五枚目の電極板を電線に接続することで、応答開始電圧を低レベルから中レベルの電圧に応答してアース極に放電させ、さらに、アースケーブルからのノイズ電流を基板の面積に合わせた酸化素子を複数枚積層することで、素子の抵抗によるノイズ電流の逆流を防止し、さらに、基板内の電力回路と通信・無線・センサー回路基板を搭載した、マザーボードの各回路に取り付け、回避回路素子のアース極を全て等電位ボンディングアースに接続し、接続されたアース極から建築設備の各フロアの水平アース極と各階の垂直アース極と大地に埋設している等電位ボンディングアース極をニアバイアース接続し、敷地内等電位ボンディングアース極に放電し、さらに、雷サージ・静電気サージ・漏電電流をカウンター回路で監視することを特徴とする。

請求項５記載の三極型ＳＰＤ素子を備えたと監視回路システムは、高圧放電管を受電設備に取り付け、高圧用、二極式ギャップ放電管と低圧用放電システムＳＰＤとして、円形・正方形・長方形の酸化亜鉛素子の内側を円形にくり抜き、電極板に支柱を取り付け、該支柱の先端に、円形放電極をハンダで固定し、前記に酸化亜鉛素子の裏面に放電極から放電された電流を受電できる金属製電極板を二段に積層した凸型受電極の先端に、円形素子から放電させる素子と請求項１乃至請求項３記載のいずれかに記載の三極素子とを組み合わせ、(直列・並列接続した素子)カウンター及び、カウンター回路をブレーカー内とコンセント回路内（ＯＡタップコンセント又は、フロアコンセント回路)と、電子機器内部(太陽光発電・風力発電・蓄電池・ネットワーク機器・テレビ・通信・計装・精密機器・医療機器・携帯電話充電機器・全ての電子基板内に)に、請求項１乃至請求項４記載のいずれかの素子の面積を大きくした二極素子の一方に、ケーブルと接続された素子Ａと素子Ｂが並列接続されたマイナス極から、放電された合成放電電流を放電し、しかも、素子Ｃのマイナス極に接続されている建築設備の各フロアの水平アース極と、各階の垂直アース極と、大地に埋設している等電位ボンディングアース極を接続した敷地内等電位ボンディングアース極に放電し、さらに、カウンター回路に、雷サージ・静電気サージ・漏電電流をカウンター回路で監視する回路を備え、アースケーブルからの逆流防止システム回路が電子基板内に搭載されたことを特徴とする。

請求項６記載の三極型ＳＰＤ素子を備えた監視回路システムは、円形リング内に突起物を少なくとも一か所か、又は、突起物の長さの異なるリングを複数枚積層した円形リングを、同様にリング形状にした酸化亜鉛素子ＳＰＤの上に配置し、円形リング状にした酸化亜鉛素子ＳＰＤの下には、円形リング状内の突起物から放電されるサージ電流を受電できる円形センターアース極を配置したことを特徴とし、ノイズカットＳＰＤ素子と、フィルター回路を接続した電源回路と、センサー回路、通信回路に各々上記ＳＰＤ素子と回路を配置し、素子から流れるノイズ電流を大地に埋設している等電位アース極とポールを並列接続し、並列接続されたアースケーブルに、さらにリストバントを並列接続し、カウンター回路のカレントセンサーを等電位アースケーブルに貫通し、カレントセンサーからのデータをカウンター回路に流し、カウンター回路に送られたデータと、各々センサーからのデータをシールドアースされた金属製ボックス内に取り付けているマイコンに接続することで、直撃雷、誘導雷、静電気、電磁波が侵入防止されたボックス内に電子基板を収納し、センサー回路と電源回路と蓄電池回路に流れる全てのノイズの侵入防止し、且つ、蓄電池からのノイズを屋外の電力会社の商用電源ケーブルにノイズ電流を送電防止された電子基板と、ポール先端に直撃雷した雷電流をポール先端の避雷針と、ポールと等電位アース極をニアバイアースに流し、金属製ボックス内の電子機器、蓄電池に接続している全ての電線から流れてくるサージ電流を電子基板内に侵入防止するケーブルからの逆流防止システム回路が電子基板内に搭載されたことを特徴とする。

請求項７記載の三極型ＳＰＤ素子を備えた監視回路システムは、円形リングと、放電素子の厚みを一律にした素子を複数枚積層することで放電電圧と応答開始電が異なる素子として、円形酸化亜鉛素子をサンドイッチ様に挟みこんだ二個の素子のマイナス極を直列接続し、さらに、各三極とアース極にリード端子を設けて三極素子とした三極円形放電素子ＳＰＤを、電子機器と接続しているコンセント回路に接続し、さらに、カウンター回路を取り付けたボックス内部の等電位アース極に、リストバンド回路を設け、遠隔地に配置されたボックス内の煙センサーからの信号と、ガスセンサーからの信号と、ボックス外に取り付けた水位計センサーからの信号と、雷サージ電流を監視するセンサーからの信号と、監視カメラからの映像と、放射能測定したデータ信号を受信するためのＣＰＵを収納し、該ボックス内に、商用電力供給回路と蓄電池回路と無線・有線システム回路を備えた電子機器を収納し、且つ、太陽光発電・風力発電、振動発電、ノイズ発電回路から発電した電力を基板に、送電したり、蓄電する蓄電池に送電し、しかも、水密に設け、電力会社と有線ケーブルを接続するスペースを区画し、雷・静電気・電磁波対策された電子基板を収納し、データセンターの少なくとも二局間以上と通信することを特徴とする。

請求項８記載のアースケーブルからの逆流防止システム回路が電子基板内に搭載されたＳＰＤ素子と監視回路システム及びワンセグデーター通信システムは、請求項６に記載したボックスを、避雷針と一体化した金属ポールの上層に取り付け、さらに、センターポールに複数アームを取り付けたアームに、風力発電・太陽光パネル、ＬＥＤ照明、無線アンテナ、水位センサー、放射能センサー、監視カメラを取り付け、蓄電池専用ボックスに蓄電された直流を交流回路に変換する回路を設け、コンセントを収納し、携帯電話やＥＶへの電力供給源とし、充電情報を伝送することを特徴とする。

請求項９記載のアースケーブルからの逆流防止システム回路が電子基板内に搭載された三極型ＳＰＤ素子を備えたサージ電流監視回路システム及びワンセグデーター通信システムは、請求項６に記載したボックスをＥＶ・ＰＨＶ内部に収納し、且つ、センサーを取り付け、運転席で監視したり、閉塞された車庫や、立体駐車場内に取り付け、監視センタールームで監視した情報をデータセンターに送信し、ワンセグテレビ局、地上波テレビ局、インターネットでリアルタイムに情報を送信することを特徴とする。

請求項１０記載のアースケーブルからの逆流防止システム回路を電子基板内に搭載した三極型ＳＰＤ素子を備えたサージ電流監視回路システムは、屋内駐車場、地下駐車場、屋外スポーツ施設、敷地の広い公園スペース、山間地、道路・高速道路、鉄道・新幹線・トンネルにポールを取り付け、電車・新幹線・移動車、携帯電話に送信することを特徴とする。

請求項１１記載の三極型ＳＰＤ素子を備えたサージ電流監視回路システムは、ボックス内に等電位ボンディング端子を設け、全てのシールドケーブルのシールドから流れるノイズ電流を等電位アース極に接続しているアースケーブルをマグネットに貫通させ、アースケーブルに流れるノイズ電流をコイルに電磁誘導するノイズ電流を、コンバーターでリサイクル発電し、しかも、電源ケーブルには落雷用ＳＰＤを取り付け、基板内に、ノイズフィルターと、雷サージや静電気の少量のサージ電流である２３０Ｖからでも反応するＳＰＤを取り付け、無線回路・センサー回路又は通信回路にも、ＳＰＤを取り付け、全てのノイズを大地に埋設しているポールと接地極を等電位接続したアース極に直撃雷電流と誘導雷サージ電流と、施工者の放電する静電気サージ電流と、近隣から発信されている電磁波を全て大地に流し、ポールの近隣に異常発生している情報を伝送することを特徴とするアースケーブルからの逆流防止システム回路を電子基板内に搭載したことを特徴とする。

本発明は、以下の優れた効果がある。
（１）地域の一般家庭から事業所まで、全ての建築物に、防災情報と、防災対策された建築情報と、避難場所の非常食や、家庭用品、発電システム等の細目情報を、一極データセンターに集めて送信システムでは無いので、データが少量で送れる。
（２）需要者が現在居る場所の位置情報や半径数キロ内の生活情報だけでなく、建築物情報、イベント会場、スポーツ施設への落雷情報や、交通情報や、地域はもとより、隣国からの放射能漏れ情報を、放送するシステムも、ソフトとハードの電子機器が無かったことで、観光客や、地元の住民にも解りやすく防災時の誘導が放送できるためには、街の道路や建築物の地下、屋上に、発電機能付き、雷センサーと水位計と、放射能センサーと、監視カメラを取り付け、センサーからの情報を、無線・有線システムで送信し、且つ、データセンターに送られてきた情報を、ワンセグテレビのコンテンツに貼り付け、テレビ電波を放送する事で、携帯端末に受信できるシステムであり、現在のテレビの雷情報は、日本地図上で落雷した場所の回数が情報として開示されているだけで、何番地のどの広場や、道路や、建築物に落雷したかの情報があれば、コンビニに充電しているＥＶの電源を抜くこともできるし、道路の冠水情報等を瞬時に確認できるシステムをＧＰＳにも搭載することで、漏電災害や感電による事故を防ぐことができる。
（３） 電子基板を搭載した全ての電子機器で、屋内や屋外に安心安全の情報を、歩行者、自転車、バイク、自動車、電車、全ての人が、自分のいる位置で、携帯電話や、地上デジタル放送、インターネットで、リアルタイムで、落雷・竜巻・防災や、避難場所の情報、食糧備蓄情報、津波情報は、今まであったが、落雷情報として何丁目の何番地のどのビルまで落雷情報を、限られた地域のスモール情報をワンセグテレビ電波で、瞬時に放送し、端末で開示できるシステムは、地域の公園、スポース施設、祭り、イベント広場で、落雷情報が詳細に報道できる。
（４）ＥＶ、ＰＨＶ等の電気自動車や、一般家庭に取り付けている蓄電池の設置場所の水位と、高速道路、国道、県道、市道に流れて来る雨水の、道路冠水情報を、リアルタイムで情報開示できる。
そして、放射能に汚染された、空気を、原子力発電所から、数メーター単位で放射能情報を観測でき、情報を細かく提供できる。
また、上記システムの電子機器内部の電子部品は、どの様な災害でも、発電することできる。送電が切れることが無く、発電システムを電柱や道路標識に接続することで、街灯の電力を今までの化石燃料や原子力発電システム等々で供給することなく、スモール発電システムとして、避難者の携帯電話や電気自動車の充電システムにも対応できる。

本発明では、ＬＥＤの電源等に使用される電子基板の狭小なスペース内に配置できなかった雷サージ対応の二極又は三極ギャップ式素子、又は、酸化亜鉛の二極素子を、一対の二極式酸化亜鉛素子のマイナス極とマイナス極を直列接合することで三極素子を構成し、基板の表面の省スペースボードに配置し、三極のうちの二極を電線ケーブルの正負極に各々接続し、残りの一極をアース極に接続してニアバイアース化することで、アース極からのサージ電流の逆流を防止する。

しかも、素子の大きさを、基板ボードの面積と同じ面積に素子を加工した、応答開始電圧の高電圧のサージ電流にも反応出来る素子を、金属板とサンドイッチ様に重ね、プラスチックケース又は絶縁素材で被覆し、電子基板の表又は裏面に配置することで、表の基板に取り付けた三極素子は、低レベルのサージ電流を、電線のプラスとマイナス線に流れる静電気サージ電流や、スイッチの開閉サージを三極端子のアース極に流し、落雷電流は回避できないが、雷サージの１５００Ｖから反応し、４０ＫＡのサージ電流を、電子基板の表又は裏面に配置した基板の寸法と略同一サイズの三極素子を電線のプラス線とマイナス線に、各々並列接続することで、サージ電流をアース極に流し、アース極からコンセントに接続しているマイナス極に流し、しかも、複数枚積層した素子を、三等分し、三極素子の二極を電線ケーブルにニアバイ接続し、残りの一極をアース極に接続することで、アース極からのサージ電流の逆流防止回路とし、等電位アース極に流しながら放電する。

また、円形放電ギャップ素子と、直列接続した素子、又は、並列接続した素子を、コンセントボックス、又は、ＯＡコンセンセント内や、ブレーカー内のケースにカレントセンサーを収納し、カウンターを取り付けることで、雷サージ・静電気・電磁波の過剰電流を、ブレーカー・コンセント・電子基板内で守り、しかも、等電位アース極に流れた、サージ電流、漏電電流をカウンター回路で監視する。

そして、その電子基板を全ての、有機ＥＬ・ＬＥＤ照明・太陽光発電・風力発電・蓄電池・ＥＶ・ＰＨＶの充電ボックス・クーラー・ＣＰ・ネットワーク・テレビ・照明・センサー・信号回路・監視テレビ・火災報知器・放送・無線・精密機器・電気自動車や、プラグインハイブリット車等々、の電子機器内の電子基板として、ノイズカウンターで監視し、電子部品を収納する基板の設計する場合に、制限電圧の低レベルから高レベルの素子を配置と、構造と、アース極からの周り込の技術で、電力回路・通信回路・受信回路・センサー回路に取り付ける事が出来ない素子から、新素子は、ギャップ式放電管の面と面を対向させてリング内に収納させる構造であり、基板内に収納する事も、直列・並列接続する理論が開発されていな構造との結論であり、今まで、本発明者も、建築物内の、何か所の分電盤・コンセントで守るのかを考察してきたが、この考え方は、停電や、瞬停時の電子基板内に侵入するノイズと雷のレベルの中の、どのレベルを守るのかを考察していない理論であった事で、電子基板内に収納する素子の大きさの面積を基板内の表又は、裏面のスペースに配置する事で、落雷電流は対応しないとしても、誘導雷サージと、スイッチのオン・オフと、計画停電や、瞬停時から、電源を入れる時のノイズにも対応し、カウンター回路で漏電や、ノイズ・雷サージをカウンターで監視することで、安心安全システムを提供できる。

フィルターと、酸化亜鉛素子２個を直列接続した、三極素子を電線とフィルターに接続することで、電線からのノイズ電流を、カウンター回路のセンサーの反応を低レベルにすることで、センサーに流れる電流を、整流装置に接続することで、蓄電池に充電する事が可能であり、無駄なノイズ電流を大地に捨てていた技術から、リサイクル発電する発電システムとしての発電が可能である。

本発明に係る三極酸化亜鉛ＳＰＤ素子の一実施例を示す（ａ）は斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。 本発明に係る三極酸化亜鉛ＳＰＤ素子の他の実施例を示す斜視図である。 本発明に係る三極酸化亜鉛ＳＰＤ素子をマザーボードに取り付けた状態を示す（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面断面図である。 本発明に係るカウンター回路と、三極型ＳＰＤ素子を備えたサージ電流逆流防止回路を搭載したブレーカーを示す（ａ）は斜視図、（ｂ）は回路図である。 本発明に係る三極酸化亜鉛ＳＰＤ素子の他の実施例（ギャップ式）を示す分解斜視図、（ｂ）は接合状態を示す側面図である。 本発明に係る三極酸化亜鉛ＳＰＤ素子の他の実施例（ギャップ式）を示す分解斜視図、（ｂ）は接合状態を示す側面図である。 本発明に係る三極酸化亜鉛ＳＰＤ素子を備えたサージ電流逆流防止回路とカウンター回路を搭載した、スマートフォン・ＰＣ用電源アダプターを模式的に示す正面図である。 直撃雷対策避雷針付、等電位ボンディングポールに風力発電と、太陽光発電と、蓄電池の電源基板の面図である。 ビル建築物の屋上の避雷針付風力発電架台、及び、落雷対策等電位ボンディング架台ポール実施例を示す面図である。 屋外に立設されるポールへの落雷対策を説明する模式的に示す説明図である。 本発明に係る各種センサーを備えたデータセンターの一実施例を模式的に示す説明図である。

以下に、本発明の実施の形態を図面で示す実施例に基づいて説明する。
図１乃至図３に示すように、本発明の請求項１記載の三極型ＳＰＤ素子を備えたサージ電流逆流防止回路は、酸化亜鉛素子の表面面積を電子基板の制限電圧に対応する面積にするために、酸化亜鉛素子１ａを複数積層し、最低電圧と応答開始電圧を調整することのできる素子を、電極板１ｂとリード棒２を一体にした電極を、複数枚の素子１の両端に配置することで、二極素子とし、各々二極素子のマイナス極とマイナス極を直列接続した素子を三極素子とし、当該三極ＳＰＤ素子は、大地にアースされたセンター素子を中間極としてこれに積層して接合された正極と負極との三極の放電素子とから構成して、電子基板（マザーボード）３に搭載し、この放電素子１に電子機器等の電源ケーブル回路、アンテナ線回路、電話線回路又はネットワークケーブル回路に、ＳＰＤを取り付け、ＳＰＤの各ケーブル接続する端子等に線路抵抗の異なるケーブルを接続してニアバイアース化し、ＳＰＤのマイナス極に線路抵抗が最小となるアースケーブルを二ヤバイアース接続し、過剰電流を大地に接続している等電位アース極に放流させる。

図４に示すように、三極型ＳＰＤ素子１を備えたサージ電流回避回路は、絶縁素材で梱包した素子を、電子基板３の表面又は裏面に取り付け、電力ケーブルと接続しているコネクターと並列接続することで、ブレーカーと一体と成ったＳＰＤとカウンターボックス内で、ノイズ電流のうち静電気サージ電流、電源のオン・オフ時のサージ電流の侵入を防止し、しかも、クラス１、クラス２の素子と並列接続し、アースケーブルにカレントセンサー６ａを取り付け、制限電圧を越えたサージ電流放電回数又は漏電回数をカウントするカウンター回路６を供えたＯＡタップコンセント・電子基板内にＳＰＤをトリプルに二ヤバイアース接続し、大地に埋設している、等電位ボンディングアース極に放電する回路を設ける。

三極型ＳＰＤ素子１を備えたサージ電流回避回路は、電子基板３内に侵入する静電気サージ電流、スイッチの開閉サージ電流に対応する三極型ＳＰＤ素子１を、電子基板３の表面に配置し、雷サージ電流を防止するために、電子基板３内の応答開始電圧（２３０Ｖから応答し、２０ＫＡまで対応）対応素子を複数枚重ねた一対の素子の放電極とアース極のアース極を直列接続し、２セットの放電極１ａとリード棒２とアース極と接続したアースリード棒を絶縁素材で梱包した３極ＳＰＤ素子１を電子基板ボード３の裏面に取り付け、さらに、電力ケーブルと接続しているコネクターと三極型ＳＰＤ素子１を並列接続することで、電子基板３内に、ノイズ電流のうち雷サージ電流のスモール電流と、静電気サージ、電源のオン・オフ時に発生するサージ電流の侵入防止し、アースケーブルに、カレントセンサー６ａを取り付け、制限電圧と、漏電時の電流の流れでカウントする。

三極型ＳＰＤ素子３を備えたサージ電流回避回路は、応答開始電圧を同じにする同形の酸化亜鉛素子１ａを五枚積層し、アース極に接続する一枚目と三枚目と五枚目の素子に電極板で挟み、全体を絶縁素材で梱包し、三枚目と五枚目の電極板を電線に接続することで、応答開始電圧を低レベルから中レベルの電圧に応答してアース極に放電させ、さらに、アースケーブルからのノイズ電流を基板の面積に合わせた酸化素子を複数枚積層することで、素子の抵抗によるノイズ電流の逆流を防止し、さらに、基板３内の電力回路と通信・無線・センサー回路基板を搭載した、マザーボード３の各回路に取り付け、回避回路素子のアース極を全て等電位ボンディングアースに接続し、接続されたアース極から建築設備の各フロアの水平アース極と各階の垂直アース極と大地に埋設している等電位ボンディングアース極をニアバイアース接続し、敷地内等電位ボンディングアース極に放電し、さらに、雷サージ・静電気サージ・漏電電流をカウンター回路６で監視する。

図５に示すように、三極型ＳＰＤ素子１を備えた監視回路システムは、高圧放電管を受電設備に取り付け、高圧用、二極式ギャップ放電管と低圧用放電システムＳＰＤとして、円形・正方形・長方形の酸化亜鉛素子の内側を円形にくり抜き、電極板１ｂに支柱２を取り付け、支柱２の先端に、円形放電極１ｃをハンダで固定し、前記に酸化亜鉛素子の裏面に放電極から放電された電流を受電できる金属製電極板１ｂを二段に積層した凸型受電極の先端に、円形素子から放電させる素子と三極素子１とを組み合わせ、(直列・並列接続した素子)カウンター及び、カウンター回路６をブレーカー５内とコンセント回路内（ＯＡタップコンセント９又は、フロアコンセント回路)と、電子機器内部(太陽光発電・風力発電・蓄電池・ネットワーク機器・テレビ・通信・計装・精密機器・医療機器・携帯電話充電機器・全ての電子基板内に)に、いずれかの素子１の面積を大きくした二極素子の一方に、ケーブルと接続された素子同士が並列接続されたマイナス極から、放電された合成放電電流を放電し、さらに、素子のマイナス極に接続されている建築設備１５の各フロアの水平アース極と、各階の垂直アース極と、大地に埋設している等電位ボンディングアース極を接続した敷地内等電位ボンディングアース極に放電し、さらに、カウンター回路６に、雷サージ・静電気サージ・漏電電流をカウンター回路で監視する回路を備え、アースケーブルからの逆流防止システム回路を電子基板３内に搭載する。

図８乃至図１１に示すように、三極型ＳＰＤ素子１を備えた監視回路システムは、セラミックケース１ｃ内に突起物１ｅを少なくとも一か所か、又は、突起物１ｅの長さの異なる酸化亜鉛リング１ａを複数枚積層し、同形状の酸化亜鉛素子板１ｄと積層し、その下に酸化亜鉛リング１ａ内の突起物１ｅから放電されるサージ電流を受電できる円形センターアース極１ｂを配置し、ノイズカットＳＰＤ素子と、フィルター回路を接続した電源回路と、センサー回路、通信回路に各々上記ＳＰＤ素子と回路を配置し、素子から流れるノイズ電流を大地に埋設している等電位アース極とポールを並列接続し、並列接続されたアースケーブルに、さらにリストバントを並列接続し、カウンター回路６のカレントセンサー６ａを等電位アースケーブルに貫通し、カレントセンサー６ａからのデータをカウンター回路６に流し、カウンター回路６に送られたデータと、各々センサーからのデータをシールドアースされた金属製ボックス４内に取り付けているマイクロコンピュータに接続することで、直撃雷、誘導雷、静電気、電磁波が侵入防止されたボックス内に電子基板３を収納し、センサー回路と電源回路と蓄電池回路に流れる全てのノイズの侵入防止し、且つ、蓄電池１４からのノイズを屋外の電力会社の商用電源ケーブルにノイズ電流を送電防止された電子基板３と、ポール１０先端に直撃雷した雷電流をポール先端の避雷針１１と、ポール１０と等電位アース極をニアバイアースに流し、金属製ボックス４内の電子機器、蓄電池１４に接続している全ての電線から流れてくるサージ電流を電子基板３内に侵入防止するケーブルからの逆流防止システム回路が電子基板内に搭載されている。尚、図中、２６は監視カメラである。

三極型ＳＰＤ素子を備えた監視回路システムは、円形リング１ｃと、放電素子１ａの厚みを一律にした素子を複数枚積層することで放電電圧と応答開始電が異なる素子として、円形酸化亜鉛素子をサンドイッチ様に挟みこんだ二個の素子のマイナス極を直列接続し、さらに、各三極とアース極にリード端子を設けて三極素子とした三極円形放電素子ＳＰＤ１を、電子機器と接続しているコンセント回路に接続し、さらに、カウンター回路６を取り付けたブレーカー４内部の等電位アース極に、リストバンド回路を設け、遠隔地に配置されたボックス２３内の煙センサーからの信号と、ガスセンサーからの信号と、ボックス外に取り付けた水位計センサー２０からの信号と、雷サージ電流を監視するセンサーからの信号と、放射能測定したデータ信号を受信するためのＣＰＵを収納し、ボックス２３内に、商用電力供給回路と蓄電池回路と無線・有線システム回路を備えた電子機器を収納し、且つ、太陽光発電１３、風力発電１２、振動発電、ノイズ発電回路から発電した電力を蓄電する蓄電池１４を水密に設け、電力会社と有線ケーブルを接続するスペースを区画し、雷・静電気・電磁波対策された電子基板３とブレーカー４を収納した複数のボックス２３と、データセンター２４の少なくとも二局間以上と通信する。

アースケーブルからの逆流防止システム回路が電子基板３内に搭載されたＳＰＤ素子１と監視回路システム及びワンセグデーター通信システムは、ブレーカー４を収納したボックス２３を、避雷針１１と一体化した金属ポール１０の上層に取り付け、さらに、センターポールに複数アームを取り付けたアームに、風力発電１２、太陽光パネル１３、ＬＥＤ照明１９、無線アンテナ２１、水位センサー２０、放射能センサー２２を取り付け、蓄電池専用ボックスに蓄電された直流を交流回路に変換する回路を設け、コンセントを収納したボックス２３内にコンセントを収納し、携帯電話やＥＶへの電力供給源とし、充電情報を伝送する。

アースケーブルからの逆流防止システム回路が電子基板内に搭載された三極型ＳＰＤ素子１を備えたサージ電流監視回路システム及びワンセグデーター通信システムは、ボックス２３をＥＶ・ＰＨＶ２５内部に収納し、且つ、水位センサー２０、放射能センサー２２を取り付け、運転席で監視したり、閉塞された車庫や、立体駐車場内に取り付け、監視センタールームで監視した情報をデータセンターに送信し、ワンセグテレビ局、地上波テレビ局、インターネットでリアルタイムに情報を送信する。

アースケーブルからの逆流防止システム回路を電子基板３内に搭載した三極型ＳＰＤ素子１を備えたサージ電流監視回路システムは、屋内駐車場、地下駐車場、屋外スポーツ施設、敷地の広い公園スペース、山間地、道路、トンネルにポールを取り付け、移動車、携帯電話に送信する。

三極型ＳＰＤ素子１を備えたサージ電流監視回路システム、ボックス２３内に等電位ボンディング端子を設け、全てのシールドケーブルのシールドから流れるノイズ電流をリサイクル発電し、電源ケーブルには、ボックス４内に収納した、落雷用ＳＰＤを取り付け、コンセント、又は、電子基板内に、ノイズフィルターと、雷サージや静電気の少量のサージ電流である２３０Ｖからでも反応するＳＰＤを取り付け、センサー回路又はセンサーケーブルにもＳＰＤを取り付け、全てのノイズを大地に埋設しているポールと接地極を等電位接続したアース極に直撃雷電流と誘導雷サージ電流と、施工者の放電する静電気サージ電流と、近隣から発信されている電磁波を全て大地に流し、しかも、ノイズ電流をリサイクルした電源で、突然の災害でも、電力を電子基板に供給できるシステムで、ポールの近隣に異常発生している情報を伝送する。

１ 三極型ＳＰＤ素子
１ａ 酸化亜鉛板
１ｂ 電極板
１ｃ セラミックケース
１ｄ 放電極
１ｅ 酸化亜鉛突起
２ リード棒
２ａ 電線
２ｂ コネクター（オス）
３ 電子基板（マザーボード）
４ ブレーカー（ＳＰＤ付カウンターボックス）
５ 漏電ブレーカースイッチ
６ カウンター回路
６ａ カレントセンサー
７ コンセント
８ コネクター（メス）
９ ＰＣ用電源ケーブル
１０ ポール
１１ 避雷針
１２ 風力発電装置
１３ 太陽光発電装置
１４ 蓄電池
１５ ビル（建物）
１６ 等電位ボンディング避雷針付き風力発電ビル
１７ 鉄骨
１８ アース板
１９ ＬＥＤ照明
２０ 道路水位センサー
２１ 無線アンテナ
２２ 放射能センサー
２３ ボックス（ブレーカー・ノイズセンサー・蓄電池収納）
２４ データ収集基地局
２５ 車両（ＥＶ・ＰＨＶ）
２６ 監視カメラ

Claims (11)

1. 酸化亜鉛素子の表面面積を電子基板の制限電圧に対応する面積にするために、酸化亜鉛素子を複数積層し、最低電圧と応答開始電圧を調整することのできる素子を、電極板とリード棒を一体にした電極を、複数枚の素子の両端に配置することで、二極素子とし、各々二極素子のマイナス極とマイナス極を直列接続した素子を三極素子とし、当該三極ＳＰＤ素子は、大地にアースされたセンター素子を中間極としてこれに積層して接合された正極と負極との三極の放電素子とから構成し、該放電素子に電子機器等の電源ケーブル回路、アンテナ線回路、電話線回路又はネットワークケーブル回路等の線路抵抗の異なるケーブルをＳＰＤの直列並列接続した素子を接続してニアバイアース化し、線路抵抗が最小となる線路に過剰電流を放流させる為の、等電位ボンディングアース極を基板内設け、等電位ボンディングアース極から、落雷時に、アースケーブルに回り込み防止回路を搭載した事を特徴とする三極型ＳＰＤ素子を備えたサージ電流逆流防止回路。
2. 絶縁素材で梱包した三極型ＳＰＤ素子の応答開始電圧の異なる素子で、放電耐量の異なる素子を電子基板ボードの表面又は裏面に、複数直列・並列接続し取り付け、電力ケーブルと接続しているコネクターと並列接続することで、電子基板内にノイズ電流のうち、雷サージ電流と、静電気サージ電流、電源のオン・オフ時のサージ電流と、大地電流が上昇した時に、アースケーブル電子基板内にノイズ電流からの侵入を防止し、アースケーブルにカレントセンサーを取り付け、制限電圧を越えたサージ電流放電回数又は漏電回数をカウントするカウンター回路を設けたことを特徴とする請求項１記載の三極型ＳＰＤ素子を備えたサージ電流回避及び逆流防止回避回路。
3. 電子基板内に侵入する静電気サージ電流、スイッチの開閉サージ電流に対応する請求項１記載の三極型ＳＰＤ素子を、電子基板ボードの表面に配置し、雷サージ電流を防止するために、電子基板内の応答開始電圧（２３０Ｖから応答し、２０ＫＡまで対応）対応素子を複数枚重ねた一対の素子の放電極とアース極のアース極を直列接続し、２セットの放電極とリード棒とアース極と接続したアースリード棒を絶縁素材で梱包した３極ＳＰＤ素子を電子基板ボードの表面又は、裏面に取り付け、さらに、電力ケーブルと接続しているコネクターと三極型ＳＰＤ素子を並列接続することで、電子基板内に、落雷電流以外のノイズ電流のうち雷サージ電流のスモール電流と、静電気サージ、電源のオン・オフ時に発生するサージ電流の侵入防止し、アースケーブルに、カレントセンサーを取り付け、制限電圧と、漏電時の電流の流れでカウントすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の三極型ＳＰＤ素子を備えたサージ電流回避回路。
4. 応答開始電圧を同じにする同形の酸化亜鉛素子を五枚積層し、アース極に接続する一枚目と三枚目と五枚目の素子に電極板で挟み、全体を絶縁素材で梱包し、三枚目と五枚目の電極板を電線に接続することで、応答開始電圧を低レベルから中レベルの電圧に応答してアース極に放電させ、さらに、アースケーブルからのノイズ電流を基板の面積に合わせた酸化素子を複数枚積層することで、素子の抵抗によるノイズ電流の逆流を防止し、さらに、基板内の電力回路と通信・無線・センサー回路基板を搭載した、マザーボードの各回路に取り付け、回避回路素子のアース極を全て等電位ボンディングアースに接続し、接続されたアース極から建築設備の各フロアの水平アース極と各階の垂直アース極と大地に埋設している等電位ボンディングアース極をニアバイアース接続し、敷地内等電位ボンディングアース極に放電し、さらに、雷サージ・静電気サージ・漏電電流をカウンター回路で監視することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の三極型ＳＰＤ素子を備えたサージ電流回避回路。
5. 高圧放電管を受電設備に取り付け、高圧用、二極式ギャップ放電管と低圧用放電システムＳＰＤとして、円形・正方形・長方形の酸化亜鉛素子の内側を円形にくり抜き、電極板に支柱を取り付け、該支柱の先端に、円形放電極をハンダで固定し、前記に酸化亜鉛素子の裏面に放電極から放電された電流を受電できる金属製電極板を二段に積層した凸型受電極の先端に、円形素子から放電させる素子と請求項１乃至請求項３記載のいずれかに記載の三極素子とを組み合わせ、(直列・並列接続した素子)カウンター及び、カウンター回路をブレーカー内とコンセント回路内（ＯＡタップコンセント又は、フロアコンセント回路)と、電子機器内部(太陽光発電・風力発電・蓄電池・ネットワーク機器・テレビ・通信・計装・精密機器・医療機器・携帯電話充電機器・全ての電子基板内に)に、請求項１乃至請求項４記載のいずれかの素子の面積を大きくした二極素子の一方に、ケーブルと接続された素子Ａと素子Ｂが並列接続されたマイナス極から、放電された合成放電電流を放電し、しかも、素子Ｃのマイナス極に接続されている建築設備の各フロアの水平アース極と、各階の垂直アース極と、大地に埋設している等電位ボンディングアース極を接続した敷地内等電位ボンディングアース極に放電し、さらに、カウンター回路に、雷サージ・静電気サージ・漏電電流をカウンター回路で監視する回路を備え、アースケーブルからの逆流防止システム回路が電子基板内に搭載された三極型ＳＰＤ素子を備えたと監視回路システム。
6. 円形リング内に突起物を少なくとも一か所か、又は、突起物の長さの異なるリングを複数枚積層した円形リングを、同様にリング形状にした酸化亜鉛素子ＳＰＤの上に配置し、円形リング状にした酸化亜鉛素子ＳＰＤの下には、円形リング状内の突起物から放電されるサージ電流を受電できる円形センターアース極を配置したことを特徴とし、ノイズカットＳＰＤ素子と、フィルター回路を接続した電源回路と、センサー回路、通信回路に各々上記ＳＰＤ素子と回路を配置し、素子から流れるノイズ電流を大地に埋設している等電位アース極とポールを並列接続し、並列接続されたアースケーブルに、さらにリストバントを並列接続し、カウンター回路のカレントセンサーを等電位アースケーブルに貫通し、カレントセンサーからのデータをカウンター回路に流し、カウンター回路に送られたデータと、各々センサーからのデータをシールドアースされた金属製ボックス内に取り付けているマイコンに接続することで、直撃雷、誘導雷、静電気、電磁波が侵入防止されたボックス内に電子基板を収納し、センサー回路と電源回路と蓄電池回路に流れる全てのノイズの侵入防止し、且つ、蓄電池からのノイズを屋外の電力会社の商用電源ケーブルにノイズ電流を送電防止された電子基板と、ポール先端に直撃雷した雷電流をポール先端の避雷針と、ポールと等電位アース極をニアバイアースに流し、金属製ボックス内の電子機器、蓄電池に接続している全ての電線から流れてくるサージ電流を電子基板内に侵入防止するケーブルからの逆流防止システム回路が電子基板内に搭載された三極型ＳＰＤ素子を備えた監視回路システム。
7. 円形リングと、放電素子の厚みを一律にした素子を複数枚積層することで放電電圧と応答開始電が異なる素子として、円形酸化亜鉛素子をサンドイッチ様に挟みこんだ二個の素子のマイナス極を直列接続し、さらに、各三極とアース極にリード端子を設けて三極素子とした三極円形放電素子ＳＰＤを、電子機器と接続しているコンセント回路に接続し、さらに、カウンター回路を取り付けたボックス内部の等電位アース極に、リストバンド回路を設け、遠隔地に配置されたボックス内の煙センサーからの信号と、ガスセンサーからの信号と、ボックス外に取り付けた水位計センサーからの信号と、雷サージ電流を監視するセンサーからの信号と、監視カメラからの映像と、放射能測定したデータ信号を受信するためのＣＰＵを収納し、該ボックス内に、商用電力供給回路と蓄電池回路と無線・有線システム回路を備えた電子機器を収納し、且つ、太陽光発電・風力発電、振動発電、ノイズ発電回路から発電した電力を蓄電する蓄電池を水密に設け、電力会社と有線ケーブルを接続するスペースを区画し、雷・静電気・電磁波対策された電子基板を収納し、データセンターの少なくとも二局間以上と通信することを特徴とするアースケーブルからの逆流防止システム回路が電子基板内に搭載された三極型ＳＰＤ素子を備えた監視回路システム。
8. 請求項６に記載したボックスを、避雷針と一体化した金属ポールの上層に取り付け、さらに、センターポールに複数アームを取り付けたアームに、風力発電・太陽光パネル、ＬＥＤ照明、無線アンテナ、水位センサー、放射能センサーを取り付け、蓄電池専用ボックスに蓄電された直流を交流回路に変換する回路を設け、コンセントを収納し、携帯電話やＥＶへの電力供給源とし、充電情報を伝送することを特徴とするアースケーブルからの逆流防止システム回路が電子基板内に搭載されたＳＰＤ素子と監視回路システム及びワンセグデーター通信システム。
9. 請求項６に記載したボックスをＥＶ・ＰＨＶ内部に収納し、且つ、センサーを取り付け、運転席で監視したり、閉塞された車庫や、立体駐車場内に取り付け、監視センタールームで監視した情報をデータセンターに送信し、ワンセグテレビ局、地上波テレビ局、インターネットでリアルタイムに情報を送信することを特徴とする、アースケーブルからの逆流防止システム回路が電子基板内に搭載された三極型ＳＰＤ素子を備えたサージ電流監視回路システム及びワンセグデーター通信システム。
10. 屋内駐車場、地下駐車場、屋外スポーツ施設、敷地の広い公園スペース、山間地、道路、トンネルにポールを取り付け、移動車、携帯電話に送信することを特徴とする請求項８記載のサージ電流監視回路システム及びワンセグデーター通信システム。
11. ボックス内に等電位ボンディング端子を設け、全てのシールド電線ケーブルに接続しているアースケーブルから流れるノイズ電流を等電位アース極に接続しているアースケーブルをマグネットに貫通させ、アースケーブルに流れるノイズ電流をコイルに電磁誘導するノイズ電流を、コンバーターでリサイクル発電し、しかも、電源ケーブルには落雷用ＳＰＤを取り付け、基板内に、ノイズフィルターと、雷サージや静電気の少量のサージ電流である２３０Ｖからでも反応するＳＰＤを取り付け、無線回路・センサー回路又は通信回路にも、ＳＰＤを取り付け、全てのノイズを大地に埋設しているポールと接地極を等電位接続したアース極に直撃雷電流と誘導雷サージ電流と、施工者の放電する静電気サージ電流と、近隣から発信されている電磁波を全て大地に流し、ポールの近隣に異常発生している情報を伝送することを特徴とするアースケーブルからの逆流防止システム回路を電子基板内に搭載したことを特徴とする三極型ＳＰＤ素子を備えたサージ電流監視回路システム。

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