JP2019193367A - Separator incorporating spd - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、過電流分離器及び熱分離器からなる分離器を内蔵したSPD(Surge Protective Device)に関するものである。 The present invention relates to an SPD (Surge Protective Device) incorporating a separator comprising an overcurrent separator and a heat separator.
図7は、この種の分離器内蔵型SPDの従来技術を示す構成図である。
図7において、SPD100は、単相交流電圧が印加される一方の交流線路151と接地点Gとの間に接続された過電流分離器111,熱分離器121,酸化金属バリスタ(:MOV、以下、単にバリスタともいう)131からなる第1の直列回路と、他方の交流線路152と接地点Gとの間に接続された過電流分離器112,熱分離器122,バリスタ132からなる第2の直列回路とを備え、これら第1,第2の直列回路間には故障検出回路140が接続されている。
FIG. 7 is a block diagram showing a conventional technique of this type of separator built-in SPD.
In FIG. 7, an SPD 100 includes an
ここで、過電流分離器111,112は、短絡電流等の過電流により溶断する電流ヒューズによって構成され、熱分離器121,122は、バリスタ131,132の劣化に伴う発熱によりその端子との間の電気的接続部(半田)が溶融して分離する導体または温度ヒューズによって構成されている。
Here, the
故障検出回路140には、交流線路151と152との間の電圧が過電流分離器111,112及び熱分離器121,122を介して印加されている。
例えば、バリスタ131または132が劣化して発熱し、熱分離器121または122が分離された場合や、バリスタ131または132に過電流が流れて過電流分離器111または112が溶断した場合には、故障検出回路140への印加電圧が変化する。故障検出回路140はこれらの印加電圧が正常時とは異なることから、SPD100の故障(バリスタ131または132の劣化等)を電気的に検出して故障表示や警報接点出力を行っている。
A voltage between the
For example, when the
上記の従来技術では、過電流分離器111,112や熱分離器121,122の動作による回路の遮断と停電による故障検出回路140への給電回路の遮断とを判別することができない。このため、停電時に故障検出回路140がSPD100の故障表示や警報接点出力を行ってしまうおそれがあった。
In the above prior art, it is not possible to determine whether the circuit is interrupted due to the operation of the
なお、特許文献1には、熱分離器としての温度ヒューズと過電流分離器としての切り離し導体とからなる分離器を酸化金属バリスタ(酸化亜鉛バリスタ)に直列に接続した直撃雷用SPDが記載されている。
図8は、この直撃雷用SPDの概略的な回路構成図であり、200はSPD、201,202は交流線路と接地点とにそれぞれ接続される端子、203はバリスタ、204は温度ヒューズ204Aと、電流ヒューズとして機能する切り離し導体204Bとからなる分離器、205は分離器204の動作を表示する表示部である。
Patent Document 1 describes a direct lightning SPD in which a separator composed of a thermal fuse as a thermal separator and a disconnected conductor as an overcurrent separator is connected in series to a metal oxide varistor (zinc oxide varistor). ing.
FIG. 8 is a schematic circuit diagram of the direct lightning SPD. 200 is an SPD, 201 and 202 are terminals connected to an AC line and a ground point, 203 is a varistor, and 204 is a
また、図9はこの直撃雷用SPDの動作説明図であり、(a)は温度ヒューズ204Aの溶断時の動作、(b)は切り離し導体204Bの分離時の動作を示している。なお、これらの図において、203aはその内部にバリスタ203が埋設されている充填材、206は警報を出力するためのマイクロスイッチ、207はコイルばねである。
FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of this direct lightning SPD. FIG. 9A shows the operation when the
この従来技術では、コイルばね207の復元力を利用して、温度ヒューズ204Aの溶断時(図9(a))と切り離し導体204Bの分離時(図9(b))とで表示部205をほぼ同じストロークだけ移動させることにより、表示部205の先端部を外部に突出させて動作表示を行うと共に、マイクロスイッチ206をオン操作して警報接点出力を行っている。
In this conventional technique, the restoring force of the
前述したように、図7の従来技術では、故障検出回路140が電気的に故障を検出しているのに対し、特許文献1に記載された図8,図9の従来技術では、温度ヒューズ204Aの溶断による機械的動作と切り離し導体204Bの分離による機械的動作とのオア条件により、故障表示や警報接点出力を可能にしている。
As described above, in the conventional technique of FIG. 7, the
しかしながら、図8,図9に示した従来技術において、電流ヒューズとして機能する切り離し導体204Bは板状の導体であるため、大きな短絡電流を遮断できない。そのため、従来技術による直撃雷用SPDは、外部過電流分離器(電流ヒューズ)を直撃雷用SPDに直列に接続する必要がある。また、この場合において、故障表示や警報接点出力を行う場合、外部分離器からも故障表示や警報接点出力を行う必要がある。
そこで、本発明の解決課題は、大きな短絡電流を遮断できる過電流分離器及び熱分離器の両方をSPD内部に実装し、過電流分離器または熱分離器の何れか一方、あるいは両方が動作した際に、故障表示及び/または警報接点出力を行う分離器内蔵型SPDを提供することにある。
However, in the prior art shown in FIGS. 8 and 9, the
Therefore, the problem to be solved by the present invention is that both an overcurrent separator and a heat separator capable of interrupting a large short-circuit current are mounted inside the SPD, and either one or both of the overcurrent separator and the heat separator are operated. It is another object of the present invention to provide an SPD with a built-in separator that performs fault indication and / or alarm contact output.
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、過電流によるヒューズ本体の溶融時にストライカーが外部に突出する過電流分離器としての電流ヒューズと、バリスタの過熱時に前記バリスタの端子から分離する熱分離器としての導体と、前記バリスタと、からなる直列回路を備え、
前記過電流分離器の機械的動作または前記熱分離器の機械的動作に基づいて故障を検出する分離器内蔵型SPDにおいて、
外部に突出した前記ストライカーにより打撃され、第1のばねの復元力に抗しながら一定方向に移動する第1のスライダーと、
前記第1のスライダーの前記一定方向への移動によりオンされる警報接点出力用のスイッチと、
前記導体の分離時に前記導体との係止が解除されて第2のばねの復元力により前記一定方向に移動し、前記第1のスライダーを前記一定方向に移動させる第2のスライダーと、を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 separates the current fuse as an overcurrent separator in which a striker protrudes to the outside when the fuse body melts due to overcurrent and the terminal of the varistor when the varistor is overheated. A series circuit comprising a conductor as a heat separator and the varistor,
In the SPD with a built-in separator that detects a failure based on the mechanical operation of the overcurrent separator or the mechanical operation of the thermal separator,
A first slider that is struck by the striker protruding outward and moves in a certain direction while resisting the restoring force of the first spring;
A switch for alarm contact output that is turned on by the movement of the first slider in the fixed direction;
A second slider that is unlocked when the conductor is separated and moves in the fixed direction by a restoring force of a second spring, and moves the first slider in the fixed direction. It is characterized by that.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載した分離器内蔵型SPDにおいて、前記第1のスライダーの前記一定方向への移動により前記第1のスライダーとの係止が解除されて移動可能な動作表示用の表示部を、更に備えたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the SPD with a built-in separator according to the first aspect, the first slider is released from being locked with the first slider and is movable. A display unit for displaying an operation is further provided.
請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に記載した分離器内蔵型SPDにおいて、前記直列回路の一対の端子のうちの一方の端子が交流線路または直流線路に接続され、他方の端子が接地点または中性線に接続されることを特徴とする。
The invention according to
請求項4に係る発明は、請求項3に記載した分離器内蔵型SPDを複数備え、各SPDの前記一方の端子を複数の交流線路または直流線路のうちの異なる線路にそれぞれ接続したことを特徴とする。
The invention according to claim 4 is provided with a plurality of SPDs with built-in separator according to
本発明によれば、過電流分離器または熱分離器の機械的動作を確実に検出して故障表示や警報接点出力を行うことができる。
特に、特許文献1に記載された従来技術に比べて、外部過電流分離器を接続する必要が無くなり、分離器内蔵型SPD単体で短絡電流の大きい電源に接続することが可能である。
According to the present invention, it is possible to reliably detect the mechanical operation of the overcurrent separator or the heat separator and perform failure display and alarm contact output.
In particular, compared to the prior art described in Patent Document 1, it is not necessary to connect an external overcurrent separator, and it is possible to connect to a power source having a large short-circuit current by a single SPD with a built-in separator.
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
まず、図1は本発明の第1実施形態に係る分離器内蔵型SPDの原理的な構成図である。図1において、SPD1は、一対の端子11,12間に接続された過電流分離器2と、熱分離器3と、バリスタ4との直列回路を備えている。ここで、端子11,12は、外部の交流線路または直流線路の一線と接地点または中性線とにそれぞれ接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, FIG. 1 is a principle configuration diagram of a separator built-in type SPD according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the SPD 1 includes a series circuit of an
過電流分離器2は、短絡電流等の過電流により溶断する電流ヒューズであり、溶断時にストライカー(棒状部材)が外部に突出して隣接部材を打撃する機能を有している。また、熱分離器3は、バリスタ4の発熱によりその端子との間の電気的接続部(半田)が溶融して分離する導体である。なお、バリスタ4は酸化亜鉛バリスタ等の酸化金属バリスタである。
The
この実施形態では、過電流分離器2の溶断時に発生する機械的動作または熱分離器3の分離時に発生する機械的動作の何れか一方の動作(オア論理5)により、過電流やバリスタ4の過熱等を示すSPD1の故障表示と警報接点出力とを動作させる。
次に、SPD1の具体的な構成を、図2〜図5に基づいて説明する。
In this embodiment, either an overcurrent or a varistor 4 is detected by either one of a mechanical operation that occurs when the
Next, a specific configuration of the SPD 1 will be described with reference to FIGS.
図2は、SPD1の正常時における各部の配置構造を示す構成図である。図2において、20はストライカーを内蔵した電流ヒューズであり、21はヒューズ本体、22は電流ヒューズ20の溶断時に外部に突出可能なストライカーである。この電流ヒューズ20は、図示されていないヒューズホルダーによってフレーム10に保持されている。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an arrangement structure of each part when the SPD 1 is normal. In FIG. 2, 20 is a current fuse with a built-in striker, 21 is a fuse body, and 22 is a striker that can protrude to the outside when the
フレーム10の内部には酸化金属バリスタ40が収容されており、その一方の端子41には、正面から見てほぼL字形であって、ばね性を持つ金属板からなる導体30の一端部が半田付けされている。なお、バリスタ40の他方の端子(図示せず)は接地点または中性線に接続されている。
導体30の他端部は電流ヒューズ20の一方の電極21aに接続され、電流ヒューズ20の他方の電極21bは交流線路または直流線路に接続されている。
A
The other end of the
電流ヒューズ20とバリスタ40の端子41との間には、正面から見てほぼL字形の第1のスライダー23と第2のスライダー31とが並置されている。
第1のスライダー23は、プラスチック製の基片24から突設された第1の受け部26及び第2の受け部25と操作凸部27とを有すると共に、基片24の上端部には、故障表示用の表示部55の係止凹部55aに係止する係止凸部24aを備えている。なお、表示部55には、ばね(図示せず)によって図2の右方向へ移動させる力が常に働いている。
Between the
The
このスライダー23は、電流ヒューズ20のストライカー22により第1の受け部26を打撃することで全体が図2の下方に移動可能であり、下方への移動時に操作凸部27が後述の回動レバー50を駆動する機能を備えている。また、基片24の一部は断面コ字形に形成されており、その内部空間には後述する第1のばね29が収容されている。
The
第2のスライダー31は、正面から見てほぼI字形に形成されており、その一部は断面コ字形に形成されていてその内部空間には後述の第2のばね32が収容されている。このスライダー31は、ばね32の復元力により下方に移動するように付勢されているが、平常時は、上端部に形成された係止溝31aが導体30の内側の係止爪30aに係止しており、これによって下方への移動が拘束されている。
そして、係止爪30aが係止溝31aから外れると、ばね32の復元力によってスライダー31が下方へ移動し、その下端部が第1のスライダー23の第2の受け部25を押圧してスライダー23を下方に移動させる機能を有する。
The
When the locking
第1のスライダー23の操作凸部27の下方には回動レバー50が配置され、その受けアーム51の先端が操作凸部27により押圧されると回動レバー50が回動するようになっている。回動レバー50は右端部にスイッチ操作片52を備えており、回動時にスイッチ操作片52がマイクロスイッチ53のアクチュエータ54を押圧して警報接点出力を発生させる。
A
次に、図3に基づいて、第1のスライダー23及び第2のスライダー31を駆動する機構を更に説明する。
第1のスライダー23の基片24の内部空間には、前述した第1のばね29が配置されている。ばね29の上端部は基片24の裏側に一体的に形成されたストッパー24bに当接し、ばね29の下端部はフレーム10に一体的に形成されたストッパー10aに当接している。
また、第2のスライダー31の内部空間には、前述した第2のばね32が配置されている。ばね32の上端部はフレーム10に一体的に形成されたストッパー10bに当接し、ばね32の下端部はスライダー31の底部のストッパー31bに当接している。
スライダー23,31の両側には、これらの上下方向の移動を円滑にするために適宜なガイド部材がフレーム10と一体的に設けられているが、図面が煩雑にならないように、これらのガイド部材の図示を省略してある。
Next, a mechanism for driving the
The
The
Appropriate guide members are provided integrally with the
上記のように、ばね29の下端部はストッパー10aにより拘束され、かつ、ばね29の上端部はスライダー23のストッパー24bに当接しているので、スライダー23を上方へ移動させる方向の復元力が蓄積される。
一方、導体30の係止爪30aがスライダー31の係止溝31aに係止している図3の状態において、上端部がストッパー10bにより拘束されて下端部がスライダー31のストッパー31bに当接しているばね32には、第2のスライダー31を下方へ移動させる方向の復元力が蓄積されることになる。
As described above, since the lower end of the
On the other hand, in the state of FIG. 3 in which the locking
次いで、この第1実施形態の動作を、図4,図5を参照しつつ説明する。
図4は、過電流により電流ヒューズ20が溶断してストライカー22が下方へ突出した状態の動作説明図である。
この場合には、前述したようにストライカー22が受け部26を打撃することにより、第1のスライダー23はばね29を縮めながら下方へ移動する。これにより、係止凸部24aが係止凹部55aから外れるので、表示部55はばね力により右側に移動する。従って、表示部55の適宜な位置、例えば図4の上面に動作表示マークを付しておけば、外部からこの動作表示マークを見てSPD1が動作したこと(故障が発生したこと)を確認可能である。
Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is an operation explanatory diagram in a state where the
In this case, as described above, when the
また、スライダー23が下方へ移動することにより、回動レバー50が回動してマイクロスイッチ53をオンすることにより、外部に警報接点出力を発生させることができる。
なお、図4の状態では、ばね29の復元力により、スライダー23には上方へ移動しようとする力が働いている。
Further, when the
In the state of FIG. 4, a force to move upward is exerted on the
次に、図5は、バリスタ40の過熱により、端子41と導体30の一端部とを電気的に接続していた半田が溶融して導体30が端子41から分離した状態の動作説明図である。
この場合、導体30はそのばね性により、図の手前方向に移動するように端子41から分離する。これにより、導体30の係止爪30aが第2のスライダー31の係止溝31aから外れるため、スライダー31は、前述したばね32の復元力により下方へ移動し、スライダー31の下端部が受け部25ひいては第1のスライダー23の全体を下方へ押圧する。
その後の動作は、図4と同様であり、表示部55による故障表示、及び、マイクロスイッチ53による警報接点出力を行わせることができる。
Next, FIG. 5 is an operation explanatory diagram in a state where the solder that electrically connected the terminal 41 and one end of the
In this case, the
The subsequent operation is the same as that in FIG. 4, and the failure display by the
次に、図6は本発明の第2実施形態に係る分離器内蔵型SPDの原理的な構成図である。
本発明は、第1実施形態として説明したように交流線路または直流線路の一線と接地点Gまたは中性線との間に接続して使用するほか、交流線路または直流線路が二線、三線、四線の場合でも第1実施形態と同様の原理によって適用可能である。
Next, FIG. 6 is a principle configuration diagram of a separator built-in type SPD according to the second embodiment of the present invention.
As described in the first embodiment, the present invention is used by connecting between one line of an AC line or a DC line and a ground point G or a neutral line, and the AC line or the DC line is composed of two lines, three lines, Even in the case of four wires, the same principle as in the first embodiment can be applied.
図6の第2実施形態は、分離器内蔵型SPD1Aを二線の交流線路または直流線路151,152と接地点Gとの間に接続して使用する場合のものである。図6において、2A,2Bはストライカー内蔵の電流ヒューズからなる過電流分離器、3A,3Bはばね性を有する金属導体等の熱分離器、4A,4Bは酸化金属バリスタ、5A,5Bはオア論理、6は故障表示回路、11A,11B,12は端子である。
The second embodiment of FIG. 6 is for the case where the separator built-in
この第2実施形態においては、過電流分離器2A、熱分離器3A、及びバリスタ4Aからなるユニットと、過電流分離器2B、熱分離器3B、及びバリスタ4Bからなるユニットとを、前述した図2のような構成にすることにより、過電流分離器の機械的動作と熱分離器の機械的動作とのオア論理5A,5Bを実現することができる。
なお、故障表示回路6は必須のものではないが、例えばLED等を用いることにより、平常時はLEDを点灯させて故障時には消灯させる等の方法により、故障表示を行うことが可能である。
In the second embodiment, the unit including the
Although the
1,1A:分離器内蔵型SPD
2,2A,2B:過電流分離器
3,3A,3B:熱分離器
4,4A,4B,40:バリスタ
5,5A,5B:オア論理
6:故障表示回路
10:フレーム
10a,10b:ストッパー
11,11A,11B,12:端子
20:ストライカー内蔵の電流ヒューズ
21:ヒューズ本体
22:ストライカー
23:第1のスライダー
24:基片
24a:係止凸部
24b:ストッパー
25:第2の受け部
26:第1の受け部
27:操作凸部
29:第1のばね
30:導体
30a:係止爪
31:第2のスライダー
31a:係止溝
31b:ストッパー
32:第2のばね
40:酸化金属バリスタ
41:端子
50:回動レバー
51:受けアーム
52:スイッチ操作片
53:マイクロスイッチ
54:アクチュエータ
55:表示部
55a:係止凹部
151,152:交流線路または直流線路
G:接地点
1,1A: SPD with built-in separator
2, 2A, 2B:
Claims (4)
前記過電流分離器の機械的動作または前記熱分離器の機械的動作に基づいて故障を検出する分離器内蔵型SPDにおいて、
外部に突出した前記ストライカーにより打撃され、第1のばねの復元力に抗しながら一定方向に移動する第1のスライダーと、
前記第1のスライダーの前記一定方向への移動によりオンされる警報接点出力用のスイッチと、
前記導体の分離時に前記導体との係止が解除されて第2のばねの復元力により前記一定方向に移動し、前記第1のスライダーを前記一定方向に移動させる第2のスライダーと、
を備えたことを特徴とする分離器内蔵型SPD。 A series fuse consisting of a current fuse as an overcurrent separator in which a striker projects to the outside when the fuse body melts due to overcurrent, a conductor as a heat separator that separates from the terminal of the varistor when the varistor overheats, and the varistor. With a circuit,
In the SPD with a built-in separator that detects a failure based on the mechanical operation of the overcurrent separator or the mechanical operation of the thermal separator,
A first slider that is struck by the striker protruding outward and moves in a certain direction while resisting the restoring force of the first spring;
A switch for alarm contact output that is turned on by the movement of the first slider in the fixed direction;
A second slider that is unlocked when the conductor is separated and moves in the fixed direction by a restoring force of a second spring, and moves the first slider in the fixed direction;
A separator built-in type SPD characterized by comprising:
前記第1のスライダーの前記一定方向への移動により前記第1のスライダーとの係止が解除されて移動可能な動作表示用の表示部を、更に備えたことを特徴とする分離器内蔵型SPD。 In the SPD with a built-in separator according to claim 1,
A separator-incorporated SPD further comprising a display unit for operation display that is movable when the first slider is unlocked from the first slider by moving in the predetermined direction. .
前記直列回路の一対の端子のうちの一方の端子が交流線路または直流線路に接続され、他方の端子が接地点または中性線に接続されることを特徴とする分離器内蔵型SPD。 In the SPD with a built-in separator according to claim 1 or claim 2,
One of the pair of terminals of the series circuit is connected to an AC line or a DC line, and the other terminal is connected to a ground point or a neutral line.
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