JP3479764B2 - 同軸避雷器 - Google Patents
同軸避雷器Info
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- JP3479764B2 JP3479764B2 JP26146498A JP26146498A JP3479764B2 JP 3479764 B2 JP3479764 B2 JP 3479764B2 JP 26146498 A JP26146498 A JP 26146498A JP 26146498 A JP26146498 A JP 26146498A JP 3479764 B2 JP3479764 B2 JP 3479764B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、１０Ｂａｓｃ―５
などのＬＡＮに用いる同軸トランシーバやサーバを雷サ
ージから防護するための同軸避雷器に関するものであ
る。
などのＬＡＮに用いる同軸トランシーバやサーバを雷サ
ージから防護するための同軸避雷器に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図４は、１０Ｂａｓｅ―５などのＬＡＮ
において、同軸用トランシーバやハブなどの通信機器の
雷防護を目的として使用されている従来の一般的な同軸
避雷回路の構成を示す図である。これは、別棟間など、
ある程度離れた場所間を接続するＬＡＮの例であり、左
のＡ側と右のＢ側に通信機器を対向接続した状況を示し
たものである。
において、同軸用トランシーバやハブなどの通信機器の
雷防護を目的として使用されている従来の一般的な同軸
避雷回路の構成を示す図である。これは、別棟間など、
ある程度離れた場所間を接続するＬＡＮの例であり、左
のＡ側と右のＢ側に通信機器を対向接続した状況を示し
たものである。
【０００３】１は同軸ケーブルであり、1-1はその外部
導体、1-2はその中心導体である。２は同軸トランシー
バであり、2-1はその内部回路、2-2は同軸トランシーバ
２を同軸ケーブル１に接続するためのタップコネクタで
ある。３はハブなどの通信機器であり、3-1はその内部
回路、3-2はその電源避雷器、3-3はその通信機器のフレ
ーム接地端子である。４は同軸トランシーバ２と通信機
器３を接続する通信ケーブル、５は電源線である。６は
同軸ケーブル１の終端抵抗器で、6-1はその終端抵抗、6
-2は同軸コネクタである。
導体、1-2はその中心導体である。２は同軸トランシー
バであり、2-1はその内部回路、2-2は同軸トランシーバ
２を同軸ケーブル１に接続するためのタップコネクタで
ある。３はハブなどの通信機器であり、3-1はその内部
回路、3-2はその電源避雷器、3-3はその通信機器のフレ
ーム接地端子である。４は同軸トランシーバ２と通信機
器３を接続する通信ケーブル、５は電源線である。６は
同軸ケーブル１の終端抵抗器で、6-1はその終端抵抗、6
-2は同軸コネクタである。
【０００４】７’は同軸避雷器であり、7'-1はその接地
端子、7'-2はその接地端子7'-1と外部導体1-1との間に
接続した避雷素子、7'-3は中心導体1-2と外部導体1-1と
の間に接続した避雷素子、7'-4は同軸コネクタである。
８は通信機器３のフレーム接地端子3-3と同軸避雷器７'
の接地端子7'-1を接続するための接地線である。
端子、7'-2はその接地端子7'-1と外部導体1-1との間に
接続した避雷素子、7'-3は中心導体1-2と外部導体1-1と
の間に接続した避雷素子、7'-4は同軸コネクタである。
８は通信機器３のフレーム接地端子3-3と同軸避雷器７'
の接地端子7'-1を接続するための接地線である。
【０００５】９は通信機器３に外付けした電源線用避雷
器であり、9-1は電源避雷器、9-2はその接地端子であ
る。１０は電源避雷器９と通信機器３のフレーム接地端
子3-3を接続する接地線である。
器であり、9-1は電源避雷器、9-2はその接地端子であ
る。１０は電源避雷器９と通信機器３のフレーム接地端
子3-3を接続する接地線である。
【０００６】 また、Ｇ１はＡ側の通信機器３の接地、
Ｇ２はＡ側の同軸避雷器７´の接地、Ｇ３はＢ側の同軸
避雷器７´の接地、Ｇ４はＢ側の通信機器３の接地であ
る。Ｚ１，Ｚ２はそれぞれ同軸ケーブル１の中心導体１
―２、外部導体１―１のインピーダンス、Ｒは終端抵抗
６―１の抵抗値である。
Ｇ２はＡ側の同軸避雷器７´の接地、Ｇ３はＢ側の同軸
避雷器７´の接地、Ｇ４はＢ側の通信機器３の接地であ
る。Ｚ１，Ｚ２はそれぞれ同軸ケーブル１の中心導体１
―２、外部導体１―１のインピーダンス、Ｒは終端抵抗
６―１の抵抗値である。
【０００７】さて、図４において、Ａ側の通信機器３の
電源線５から雷サージ電流Ioが侵入したとき、通信機器
３は内部の電源避雷器3-2又は外付けした電源線用避雷
器９で防護できる。しかし、通信機器３の接地Ｇ１と同
軸避雷器７'の接地Ｇ２が別々になっていると、通信機
器３と同軸ケーブル１との間に電位差V1が発生し、同軸
トランシーバ２の内部回路2-1や通信機器３の内部回路3
-1が故障するという問題があった。
電源線５から雷サージ電流Ioが侵入したとき、通信機器
３は内部の電源避雷器3-2又は外付けした電源線用避雷
器９で防護できる。しかし、通信機器３の接地Ｇ１と同
軸避雷器７'の接地Ｇ２が別々になっていると、通信機
器３と同軸ケーブル１との間に電位差V1が発生し、同軸
トランシーバ２の内部回路2-1や通信機器３の内部回路3
-1が故障するという問題があった。
【０００８】そこで、この問題を回避するために、図４
に示したように、接地線８および１０を用いて、同軸避
雷器７'の接地端子7'-1と通信機器３のフレーム接地端
子3-3や電源避雷器９の接地端子9-2との間を接続してい
る。これにより、通信機器３と同軸ケーブル１との間に
雷サージの電位差V1が生じた場合には、同軸避雷器７'
の接地端子7'-1と同軸ケーブル１の外部導体1-1との間
の避雷素子7'-2が動作して、その電位差V1が解消され
る。
に示したように、接地線８および１０を用いて、同軸避
雷器７'の接地端子7'-1と通信機器３のフレーム接地端
子3-3や電源避雷器９の接地端子9-2との間を接続してい
る。これにより、通信機器３と同軸ケーブル１との間に
雷サージの電位差V1が生じた場合には、同軸避雷器７'
の接地端子7'-1と同軸ケーブル１の外部導体1-1との間
の避雷素子7'-2が動作して、その電位差V1が解消され
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来では、この
同軸避雷器７'の接地端子7'-1と同軸ケーブル１の外部
導体1-1との間に挿入する避雷素子7'-2の設計条件が明
確でないため、バリスタやガス避雷管などの様々な動作
条件、種類の避雷素子が用いられていた。
同軸避雷器７'の接地端子7'-1と同軸ケーブル１の外部
導体1-1との間に挿入する避雷素子7'-2の設計条件が明
確でないため、バリスタやガス避雷管などの様々な動作
条件、種類の避雷素子が用いられていた。
【００１０】このため、避雷素子7'-2の動作開始電圧が
低すぎると、通信機器３などに漏電や地絡などの電源系
の事故が発生したときに、接地端子の電位が上昇して同
軸ケーブル１に危険な電圧が侵入したり、接地系から避
雷素子7'-2を経由してノイズ電流が侵入し、通信機器３
が誤動作するという問題があった。一方、この避雷素子
7'-2の動作電圧が高すぎると、通信機器３と同軸ケーブ
ル１との間の電位差V1が解消できずに、機器が故障する
という問題があった。
低すぎると、通信機器３などに漏電や地絡などの電源系
の事故が発生したときに、接地端子の電位が上昇して同
軸ケーブル１に危険な電圧が侵入したり、接地系から避
雷素子7'-2を経由してノイズ電流が侵入し、通信機器３
が誤動作するという問題があった。一方、この避雷素子
7'-2の動作電圧が高すぎると、通信機器３と同軸ケーブ
ル１との間の電位差V1が解消できずに、機器が故障する
という問題があった。
【００１１】次に、電源系などから侵入した雷サージ電
流によって上記避雷素子7'-2が動作すると、図４に示す
電流I1〜I3のように、同軸ケーブル１に雷サージ電流が
流入するが、同軸ケーブル１の中心導体1-2や外部導体1
-1のインピーダンスＺ１，Ｚ２、および終端抵抗Ｒの影
響によって、中心導体1-2と外部導体1-1との間に雷サー
ジ電圧V2,V3が生じることになる。
流によって上記避雷素子7'-2が動作すると、図４に示す
電流I1〜I3のように、同軸ケーブル１に雷サージ電流が
流入するが、同軸ケーブル１の中心導体1-2や外部導体1
-1のインピーダンスＺ１，Ｚ２、および終端抵抗Ｒの影
響によって、中心導体1-2と外部導体1-1との間に雷サー
ジ電圧V2,V3が生じることになる。
【００１２】そこで、この雷サージ電圧V2,V3による同
軸トランシーバ２の故障を防止するため、同軸避雷器7'
には中心導体1-2と外部導体1-1との間に別の避雷素子7'
-3が挿入されている。
軸トランシーバ２の故障を防止するため、同軸避雷器7'
には中心導体1-2と外部導体1-1との間に別の避雷素子7'
-3が挿入されている。
【００１３】しかし、この避雷素子7'-3についても、雷
サージに対するトランシーバの耐力が明確でなく、ま
た、侵入する雷サージ電流の大きさが不明であったた
め、数V〜数百Vで動作する様々な半導体素子が用いられ
ていた。このため、せっかく同軸避雷器７'を使用して
も、同軸トランシーバ２を防護できなかったり、少し大
きな雷サージ電流が同軸ケーブル１に侵入すると同軸ト
ランシーバ２が故障するという問題があった。
サージに対するトランシーバの耐力が明確でなく、ま
た、侵入する雷サージ電流の大きさが不明であったた
め、数V〜数百Vで動作する様々な半導体素子が用いられ
ていた。このため、せっかく同軸避雷器７'を使用して
も、同軸トランシーバ２を防護できなかったり、少し大
きな雷サージ電流が同軸ケーブル１に侵入すると同軸ト
ランシーバ２が故障するという問題があった。
【００１４】さらに、同軸避雷器７'は同軸コネクタ7'-
4を用いて同軸ケーブルlに取り付けているが、従来の同
軸コネクタ7'-4はＮ形コネクタまたはＢＮＣコネクタを
用いて接続するものしかなく、その都度、同軸ケーブル
１を切断してコネクタを取り付けた上で同軸避雷器７'
への接続を行わざるを得ず、取り付け作業に時間がかか
る上に、コネクタ部分での伝送損失が増大するという問
題があった。
4を用いて同軸ケーブルlに取り付けているが、従来の同
軸コネクタ7'-4はＮ形コネクタまたはＢＮＣコネクタを
用いて接続するものしかなく、その都度、同軸ケーブル
１を切断してコネクタを取り付けた上で同軸避雷器７'
への接続を行わざるを得ず、取り付け作業に時間がかか
る上に、コネクタ部分での伝送損失が増大するという問
題があった。
【００１５】 本発明は以上のような点に鑑みてなされ
たものであり、その第１の目的は、接地端子と同軸ケー
ブル外部導体間の避雷素子として、漏電、地絡、ノイズ
等に関して安全な動作電圧を確保しつつ、通信機器の雷
耐力の実態に即した最適な避雷素子を適用した同軸避雷
器を提供することにある。
たものであり、その第１の目的は、接地端子と同軸ケー
ブル外部導体間の避雷素子として、漏電、地絡、ノイズ
等に関して安全な動作電圧を確保しつつ、通信機器の雷
耐力の実態に即した最適な避雷素子を適用した同軸避雷
器を提供することにある。
【００１６】 第２の目的は、同軸ケーブルの中心導体
と外部導体間の避雷素子として、伝送信号に悪影響を及
ぼさずに、かつ、通信機器の雷耐力にマッチングした低
い電圧レベルに抑制できる避雷素子を適用して、装置の
故障を未然に防止できるようした同軸避雷器を提供する
ことにある。
と外部導体間の避雷素子として、伝送信号に悪影響を及
ぼさずに、かつ、通信機器の雷耐力にマッチングした低
い電圧レベルに抑制できる避雷素子を適用して、装置の
故障を未然に防止できるようした同軸避雷器を提供する
ことにある。
【００１７】 第３の目的は、接続作業に同軸ケーブル
を切断することなくその接続が行われるようにして、作
業性の向上を図りおよび伝送損失に影響が少ないように
した同軸避雷器を提供することにある。
を切断することなくその接続が行われるようにして、作
業性の向上を図りおよび伝送損失に影響が少ないように
した同軸避雷器を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】このために第１の発明
は、接地端子と同軸ケーブルの外部導体との間に第１の
避雷素子を有し、該同軸ケーブルの中心導体と外部導体
との間に第２の避雷素子を有する同軸避雷器であって、
前記第１の避雷素子として、動作開始電圧がＤＣ２００
Ｖ以上、抑制電圧が１．５ＫＶ以下であり、８×２０μ
Ｓの雷サージ電流波形に対して１ＫＡ以上の耐力を有す
るバリスタを用い、前記第２の避雷素子として、動作開
始電圧１０Ｖ以下で並列接続したときの静電容量が３０
ｐＦ以下となるような小形バリスタを３個以上並列接続
したものを用いて構成した。
は、接地端子と同軸ケーブルの外部導体との間に第１の
避雷素子を有し、該同軸ケーブルの中心導体と外部導体
との間に第２の避雷素子を有する同軸避雷器であって、
前記第１の避雷素子として、動作開始電圧がＤＣ２００
Ｖ以上、抑制電圧が１．５ＫＶ以下であり、８×２０μ
Ｓの雷サージ電流波形に対して１ＫＡ以上の耐力を有す
るバリスタを用い、前記第２の避雷素子として、動作開
始電圧１０Ｖ以下で並列接続したときの静電容量が３０
ｐＦ以下となるような小形バリスタを３個以上並列接続
したものを用いて構成した。
【００１９】第２の発明は、第１の発明において、前記
第２の避雷素子を、動作開始電圧10V以下で静電容量が3
0pF以下の小形バリスタと動作開始電圧が10V〜20Vのア
バランシェダイオードとを並列接続したものに置換して
構成した。
第２の避雷素子を、動作開始電圧10V以下で静電容量が3
0pF以下の小形バリスタと動作開始電圧が10V〜20Vのア
バランシェダイオードとを並列接続したものに置換して
構成した。
【００２０】第３の発明は、第１又は第２の発明におい
て、前記第１及び第２の避雷素子をプリント基板に実装
し、同軸タップコネクタを用いて前記同軸ケーブルに接
続して構成した。
て、前記第１及び第２の避雷素子をプリント基板に実装
し、同軸タップコネクタを用いて前記同軸ケーブルに接
続して構成した。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明では、通信機器に使用する
AClOOV電源系で漏電や地絡事故が発生しても、それらの
異常電圧が同軸ケーブルに侵入しないように、同軸避雷
器の接地端子と外部導体間の第１の避雷素子として、動
作開始電圧が200V以上のバリスタを用いる。また、この
バリスタは、最大抑制電圧に関しても、通信機器の雷サ
ージ耐力の実力に合わせて1.5KV以下の電圧に抑えるこ
とができるものとする。
AClOOV電源系で漏電や地絡事故が発生しても、それらの
異常電圧が同軸ケーブルに侵入しないように、同軸避雷
器の接地端子と外部導体間の第１の避雷素子として、動
作開始電圧が200V以上のバリスタを用いる。また、この
バリスタは、最大抑制電圧に関しても、通信機器の雷サ
ージ耐力の実力に合わせて1.5KV以下の電圧に抑えるこ
とができるものとする。
【００２２】同軸ケーブルの中心導体と外部導体間の第
２の避雷素子については、同軸トランシーバの回路の耐
力よりも低い電圧に雷サージを抑制でき、なおかつ、静
電容量が十分小さく同軸ケーブルの伝送信号に悪影響を
及ぼさないような避雷素子を使用する。このとき、小形
バリスタを複数個並列に接続するか、もしくは、その小
形バリスタと低電圧動作、小静電容量のアバランシェダ
イオードとを並列に接続した回路とする。
２の避雷素子については、同軸トランシーバの回路の耐
力よりも低い電圧に雷サージを抑制でき、なおかつ、静
電容量が十分小さく同軸ケーブルの伝送信号に悪影響を
及ぼさないような避雷素子を使用する。このとき、小形
バリスタを複数個並列に接続するか、もしくは、その小
形バリスタと低電圧動作、小静電容量のアバランシェダ
イオードとを並列に接続した回路とする。
【００２３】また、上記の２個の避雷素子はプリント基
板に実装し、同軸トランシーバと同様、タップコネクタ
を用いて同軸ケーブルに取り付けられるようにする。
板に実装し、同軸トランシーバと同様、タップコネクタ
を用いて同軸ケーブルに取り付けられるようにする。
【００２４】以上の構成とすることで、通信機器と同軸
ケーブルの間に雷サージによる電位差が発生した場合に
は、第１の避雷素子であるバリスタが動作して電位差を
解消するため、通信機器の故障を未然に防止できる。ま
た通信機器の電源系に漏電事故などが発生しても、それ
らの電源系の異常電圧が同軸ケーブルや対向する通信装
置に侵入することはない。
ケーブルの間に雷サージによる電位差が発生した場合に
は、第１の避雷素子であるバリスタが動作して電位差を
解消するため、通信機器の故障を未然に防止できる。ま
た通信機器の電源系に漏電事故などが発生しても、それ
らの電源系の異常電圧が同軸ケーブルや対向する通信装
置に侵入することはない。
【００２５】同軸ケーブルに雷サージが侵入した場合で
も、第２の避雷素子が動作して電位差を抑制するため、
同軸トランシーバの故障を防止できる。さらに、信送信
号にも悪影響を与えない。
も、第２の避雷素子が動作して電位差を抑制するため、
同軸トランシーバの故障を防止できる。さらに、信送信
号にも悪影響を与えない。
【００２６】また、同軸タップコネクタは、同軸ケーブ
ルに中心導体用、外部導体用の針を挿入するだけで同軸
避雷器を取り付けられるので、同軸ケーブルをその都度
切断する必要がないため、取り付け作業性が良く、また
コネクタ部での伝送損失への影響も少ない。
ルに中心導体用、外部導体用の針を挿入するだけで同軸
避雷器を取り付けられるので、同軸ケーブルをその都度
切断する必要がないため、取り付け作業性が良く、また
コネクタ部での伝送損失への影響も少ない。
【００２７】以下、詳しく説明する。図１は、本発明の
実施の形態を示す同軸ＬＡＮ用避雷装置の構成を示す図
であり、７が本発明の同軸避雷器である。7-1は同軸避
雷器接地端子、7-2はその同軸避雷器接地端子7-1と同軸
ケーブル１の外部導体1-1との間の避雷素子（第１の避
雷素子）、7-3は同軸ケーブル１の中心導体1-2と外部導
体1-1との間の避雷素子（第２の避雷素子）、7-5は同軸
避雷器７のタップコネクタである。
実施の形態を示す同軸ＬＡＮ用避雷装置の構成を示す図
であり、７が本発明の同軸避雷器である。7-1は同軸避
雷器接地端子、7-2はその同軸避雷器接地端子7-1と同軸
ケーブル１の外部導体1-1との間の避雷素子（第１の避
雷素子）、7-3は同軸ケーブル１の中心導体1-2と外部導
体1-1との間の避雷素子（第２の避雷素子）、7-5は同軸
避雷器７のタップコネクタである。
【００２８】まず、避雷素子7-2に必要な特性を明らか
にするため、各種の通信装置と同軸ケーブル間の雷サー
ジ耐力を調べた。10Base-5などのＬＡＮに用いる同軸ケ
ーブルは長さが500ｍ以下と短く、配線場所もビルとビ
ルの間よりもビル内に配線される場合が多いため、雷サ
ージは同軸ケーブルよりも電源系から誘導雷として侵入
する可能性が高い。
にするため、各種の通信装置と同軸ケーブル間の雷サー
ジ耐力を調べた。10Base-5などのＬＡＮに用いる同軸ケ
ーブルは長さが500ｍ以下と短く、配線場所もビルとビ
ルの間よりもビル内に配線される場合が多いため、雷サ
ージは同軸ケーブルよりも電源系から誘導雷として侵入
する可能性が高い。
【００２９】そこで、電源系の雷サージ試験に用いられ
る1.2×50／８×20μSのコンビネーション波形を用い
て、国内外の通信機器４社および同軸トランシバーバ２
社について、雷サージ耐力試験を実施した。この結果、
同軸ケーブルと通信機器間の耐力は最低でも1.5KV以上
の耐力があった。従って、避雷素子7-2については、動
作開始電圧並びに雷サージ電流が流れたときの抑制電圧
を1.5KV以下とする必要がある。
る1.2×50／８×20μSのコンビネーション波形を用い
て、国内外の通信機器４社および同軸トランシバーバ２
社について、雷サージ耐力試験を実施した。この結果、
同軸ケーブルと通信機器間の耐力は最低でも1.5KV以上
の耐力があった。従って、避雷素子7-2については、動
作開始電圧並びに雷サージ電流が流れたときの抑制電圧
を1.5KV以下とする必要がある。
【００３０】一方、動作開始電圧の最小値に関しては、
IEC950において、AClOOVを使用する通信機器の通信線避
雷器の場合、電源系に漏電や地絡などの事故が発生した
場合を想定して、動作開始電圧DC160V以上の避雷素子を
使用するように規定しており、この考え方を採用すれ
ば、避雷素子7-2も動作開始電圧160V以上でなければな
らない。
IEC950において、AClOOVを使用する通信機器の通信線避
雷器の場合、電源系に漏電や地絡などの事故が発生した
場合を想定して、動作開始電圧DC160V以上の避雷素子を
使用するように規定しており、この考え方を採用すれ
ば、避雷素子7-2も動作開始電圧160V以上でなければな
らない。
【００３１】雷サージ電流耐力に関しては、電源系から
8×20μSの電流波形で波高値2KA程度の雷サージ電流が
侵入した場合について、ＡおよびＢ側装置の接地抵抗値
Ｒをそれぞれ10Ωとすると、同軸ケーブル１に流入する
雷サージ電流は約1KAになると推定される。
8×20μSの電流波形で波高値2KA程度の雷サージ電流が
侵入した場合について、ＡおよびＢ側装置の接地抵抗値
Ｒをそれぞれ10Ωとすると、同軸ケーブル１に流入する
雷サージ電流は約1KAになると推定される。
【００３２】以上のことから、避雷素子7-2としては、
動作開始電圧が200V〜1KV程度で、約1KAの雷サージ電流
が流れても抑制電圧が1.5KV以下となるものが適してお
り、信頼性、経済性を考慮すると、直径10〜20mmφのバ
リスタが適切と考えられる。
動作開始電圧が200V〜1KV程度で、約1KAの雷サージ電流
が流れても抑制電圧が1.5KV以下となるものが適してお
り、信頼性、経済性を考慮すると、直径10〜20mmφのバ
リスタが適切と考えられる。
【００３３】ここで、避雷素子7-2にガス避雷管を用い
ると、万が一、雷サージと同時に電源系の漏電や地絡電
圧が加わった場合、雷サージが通過した後も、導通状態
になったガス避雷管にAC電流が継続して流れる現象が起
こり、焼損に至る危険性があるが、避雷素子7-2に上記
のように動作開始電圧が200V以上のバリスタを用いれ
ば、万が一、雷サージと同時に電源系の漏電や地絡電圧
が加わっても、電圧が200V以上に保持されるため、雷サ
ージの通過後は元の開放状態に戻り、そのような問題は
発生しない。なお、この通信機器と同軸ケーブル外部導
体間の避雷素子7-2は、同軸ケーブル等の伝送特性には
影響を及ほさない部分であるため、静電容量が若干大き
くても問題ない。
ると、万が一、雷サージと同時に電源系の漏電や地絡電
圧が加わった場合、雷サージが通過した後も、導通状態
になったガス避雷管にAC電流が継続して流れる現象が起
こり、焼損に至る危険性があるが、避雷素子7-2に上記
のように動作開始電圧が200V以上のバリスタを用いれ
ば、万が一、雷サージと同時に電源系の漏電や地絡電圧
が加わっても、電圧が200V以上に保持されるため、雷サ
ージの通過後は元の開放状態に戻り、そのような問題は
発生しない。なお、この通信機器と同軸ケーブル外部導
体間の避雷素子7-2は、同軸ケーブル等の伝送特性には
影響を及ほさない部分であるため、静電容量が若干大き
くても問題ない。
【００３４】次に、同軸ケーブルの外部導体と中心導体
間に挿入する避雷素子7-3に必要な特性を明らかにする
ため、各種の同軸トランシーバの雷サージ耐力を調べ
た。国内外２社について、雷サージ耐力試験の結果、同
軸ケーブルの中心導体と外部導体間の雷サージ耐力は約
40Vであり、メーカ間の差異は見られなかった。さら
に、同軸ケーブルに8×20μSの電流波形で波高値約1KA
の雷サージ電流が流入した場合について、避雷素子7-3
に流入する電流を実際のケーブルで実験した結果、外部
導体の約1/5の電流が流れることが判明した。
間に挿入する避雷素子7-3に必要な特性を明らかにする
ため、各種の同軸トランシーバの雷サージ耐力を調べ
た。国内外２社について、雷サージ耐力試験の結果、同
軸ケーブルの中心導体と外部導体間の雷サージ耐力は約
40Vであり、メーカ間の差異は見られなかった。さら
に、同軸ケーブルに8×20μSの電流波形で波高値約1KA
の雷サージ電流が流入した場合について、避雷素子7-3
に流入する電流を実際のケーブルで実験した結果、外部
導体の約1/5の電流が流れることが判明した。
【００３５】従って、避雷素子7-3に対しては、約200A
の雷サージ電流に対して制限電圧が40V以下となるよう
な特性が必要になる。
の雷サージ電流に対して制限電圧が40V以下となるよう
な特性が必要になる。
【００３６】さらに、この避雷素子7-3については、同
軸ケーブルの伝送信号に悪影響を及ぼさないようにする
必要がある。挿入損失や反射減衰量（VSWR）を極力少な
く抑えるという観点から、避雷素子7-3の静電容量許容
値を調べた結果、VSWRによる制限が厳しく、VSWRを1.1
以下とするには、避雷素子の静電容量を30pF以下とする
必要があることが判った。
軸ケーブルの伝送信号に悪影響を及ぼさないようにする
必要がある。挿入損失や反射減衰量（VSWR）を極力少な
く抑えるという観点から、避雷素子7-3の静電容量許容
値を調べた結果、VSWRによる制限が厳しく、VSWRを1.1
以下とするには、避雷素子の静電容量を30pF以下とする
必要があることが判った。
【００３７】従来、通信線用の避雷素子としては、ガス
避雷管、バリスタ、双方方向サイリスタpnpn素子、半導
体素子などが用いられている。このうち、ガス避雷管や
双方向サイリスタpnpn素子は、製造上、抑制電圧が100V
程度以下のものを実現するのが困難である。
避雷管、バリスタ、双方方向サイリスタpnpn素子、半導
体素子などが用いられている。このうち、ガス避雷管や
双方向サイリスタpnpn素子は、製造上、抑制電圧が100V
程度以下のものを実現するのが困難である。
【００３８】バリスタに関しては、最近、動作開始電圧
が数V〜数十Vで静電容量も小さな小形バリスタが開発さ
れているが、小形バリスタ単体では、流入する雷サージ
電流が増大すると抑制電圧が大きくなる問題がある。
が数V〜数十Vで静電容量も小さな小形バリスタが開発さ
れているが、小形バリスタ単体では、流入する雷サージ
電流が増大すると抑制電圧が大きくなる問題がある。
【００３９】半導体素子についても、アバランシェ効果
を利用したアバランシェダイオードは、単体では静電容
量が数pF〜数十pFと小さく動作開始電圧も数十Vと低い
ものがあるが、雷サージ電流が増大すると抑制電圧が大
きくなるという問題があり、また、抑制電圧の低いツェ
ナーダイオードでは、静電容量が数100pFと大きい問題
があった。
を利用したアバランシェダイオードは、単体では静電容
量が数pF〜数十pFと小さく動作開始電圧も数十Vと低い
ものがあるが、雷サージ電流が増大すると抑制電圧が大
きくなるという問題があり、また、抑制電圧の低いツェ
ナーダイオードでは、静電容量が数100pFと大きい問題
があった。
【００４０】 そこで、複数個の避雷素子を並列に挿入
接続した場合について、雷サージ電流を注入して雷サー
ジ電圧抑圧特性を調べた。この結果、３０ｐＦ以下の静
電容量で、８×２０μＳの電流波形で波高値２００Ａの
電流を流したとき抑制電圧が４０Ｖ以下となるのは、動
作開始電圧１０Ｖ以下の小形バリスタを３〜４個以上の
並列接続して用いるか、又は上記小形バリスタと動作開
始電圧１０Ｖ〜２０Ｖの逆阻止形アバランシェダイオー
ドとを並列接続した場合のみであることが判明した。
接続した場合について、雷サージ電流を注入して雷サー
ジ電圧抑圧特性を調べた。この結果、３０ｐＦ以下の静
電容量で、８×２０μＳの電流波形で波高値２００Ａの
電流を流したとき抑制電圧が４０Ｖ以下となるのは、動
作開始電圧１０Ｖ以下の小形バリスタを３〜４個以上の
並列接続して用いるか、又は上記小形バリスタと動作開
始電圧１０Ｖ〜２０Ｖの逆阻止形アバランシェダイオー
ドとを並列接続した場合のみであることが判明した。
【００４１】避雷素子7-3として、４個の小形バリスタ
１１を並列接続した場合を図２の(a)に、２個の小形バ
リスタ１１と２個のアバランシェダイオード１２を並列
接続した場合を図２の(b)に示し、雷サージ電圧、電流
抑制特性の実験結果を図３に示した。
１１を並列接続した場合を図２の(a)に、２個の小形バ
リスタ１１と２個のアバランシェダイオード１２を並列
接続した場合を図２の(b)に示し、雷サージ電圧、電流
抑制特性の実験結果を図３に示した。
【００４２】図３から、避雷素子7-3としては、図２の
(a)に示すように３個以上の小形バリスタ１１を並列に
接続した回路とするか、または、図(b)に示すように２
個の小形バリスタ１１と２個のアバランシェダイオード
１２を並列に接続した回路を用いる必要があることが判
る。なお、図３において、はアバランシェダイオード
単体、は小形バリスタ単体、は小形バリスタ２個並
列、は小形バリスタ４個並列、は小形バリスタ２個
並列にアバランシェダイオード並列、はブリッジダイ
オードとツェナーダイオードの組み合わせた特性を示し
ている。
(a)に示すように３個以上の小形バリスタ１１を並列に
接続した回路とするか、または、図(b)に示すように２
個の小形バリスタ１１と２個のアバランシェダイオード
１２を並列に接続した回路を用いる必要があることが判
る。なお、図３において、はアバランシェダイオード
単体、は小形バリスタ単体、は小形バリスタ２個並
列、は小形バリスタ４個並列、は小形バリスタ２個
並列にアバランシェダイオード並列、はブリッジダイ
オードとツェナーダイオードの組み合わせた特性を示し
ている。
【００４３】次に、同軸タップコネクタ7-5には、例え
ばAMP社製同軸タップコネクタ228752-1を用いる。同軸
ケーブル１の外被の外側から中心導体および外部導体用
のプローブを挿入することで、プリント基板の電気回路
と同軸ケーブル１の中心導体1-2、外部導体1-1との接続
が可能となる。上記の避雷素子7-2,7-3は、同軸タップ
コネクタ7-5に嵌合するプリント基板に実装される。AMP
社製同軸タップコネクタ228752-1を用いて、プリント基
板の回路と同軸ケーブルの雷サージ電流耐力を調べた結
果、プリント基板と外部導体および中心導体の接続部で
それぞれ数KA、数100A以上の耐力が確認された。
ばAMP社製同軸タップコネクタ228752-1を用いる。同軸
ケーブル１の外被の外側から中心導体および外部導体用
のプローブを挿入することで、プリント基板の電気回路
と同軸ケーブル１の中心導体1-2、外部導体1-1との接続
が可能となる。上記の避雷素子7-2,7-3は、同軸タップ
コネクタ7-5に嵌合するプリント基板に実装される。AMP
社製同軸タップコネクタ228752-1を用いて、プリント基
板の回路と同軸ケーブルの雷サージ電流耐力を調べた結
果、プリント基板と外部導体および中心導体の接続部で
それぞれ数KA、数100A以上の耐力が確認された。
【００４４】
【発明の効果】以上のように本発明では、接地端子と同
軸ケーブルの外部導体との間に動作開始電圧が２００Ｖ
以上で抑制電圧１．５ＫＶ以下の第１の避雷素子を有す
るようにしているので、その接地端子と通信機器のフレ
ーム接地端子を接地線で接続することにより、通信機器
と同軸ケーブルの間の電位差を抑えることができ、通信
機器と同軸トランシーバ間のインタフェース回路が故障
することはない。また、通信機器の電源系で漏電や地路
などの事故が発生しても、その異常電圧が同軸ケーブル
に侵入したり、対向装置に波及することはない。
軸ケーブルの外部導体との間に動作開始電圧が２００Ｖ
以上で抑制電圧１．５ＫＶ以下の第１の避雷素子を有す
るようにしているので、その接地端子と通信機器のフレ
ーム接地端子を接地線で接続することにより、通信機器
と同軸ケーブルの間の電位差を抑えることができ、通信
機器と同軸トランシーバ間のインタフェース回路が故障
することはない。また、通信機器の電源系で漏電や地路
などの事故が発生しても、その異常電圧が同軸ケーブル
に侵入したり、対向装置に波及することはない。
【００４５】また、同軸ケーブルの中心導体と外部導体
間の第２の避雷素子として、数100Aの雷サージ電流に付
しても抑制電圧が40V以下を保ち、しかも30pF以下の微
少静電容量の小形バリスタやアバランシェダイオードを
用いているため、伝送信号に悪影響を与えずに、トラン
シーバやハブなとの通信装置を雷サージから防護でき
る。
間の第２の避雷素子として、数100Aの雷サージ電流に付
しても抑制電圧が40V以下を保ち、しかも30pF以下の微
少静電容量の小形バリスタやアバランシェダイオードを
用いているため、伝送信号に悪影響を与えずに、トラン
シーバやハブなとの通信装置を雷サージから防護でき
る。
【００４６】さらに、同軸避雷器をタップコネクタを用
いて同軸ケーブルに接続するので、同軸ケーブルに中心
導体用、外部導体用の針を挿入するだけで同軸避雷器を
取り付けることができ、同軸ケーブルをその都度切断す
る必要がないため、取り付け作業性が良く、コネクタ部
での伝送損失への影響も少ないメリットがある。
いて同軸ケーブルに接続するので、同軸ケーブルに中心
導体用、外部導体用の針を挿入するだけで同軸避雷器を
取り付けることができ、同軸ケーブルをその都度切断す
る必要がないため、取り付け作業性が良く、コネクタ部
での伝送損失への影響も少ないメリットがある。
【図１】 本発明の実施の形態の同軸ＬＡＮ用避雷回路
の回路図である。
の回路図である。
【図２】 (a),(b)は同軸避雷器の避雷素子7-2,7-3の接
続図である。
続図である。
【図３】 雷サージ抑制特性を示す図である。
【図４】 従来の同軸ＬＡＮ用避雷回路の回路図であ
る。
る。
１：同軸ケーブル、1-1：外部導体、1-2：中心導体
２：同軸トランシーバ、2-1：同軸トランシーバ内部回
路、2-2：同軸トランシーバ用タップコネクタ ３：通信機器、3-1：通信機器の内部回路、3-2：通信機
器の電源避雷器、3-3：通信機器のフレーム接地端子 ４：同軸トランシーバと通信機器を接続する通信ケーブ
ル ５：電源線、 ６：同軸ケーブルの終端抵抗器、6-1：その終端抵抗、6
-2：同軸コネクタ ７：同軸避雷器、7-1：接地端子、7-2：第１の避雷素
子、7-3：第２の避雷素子、7-5：同軸タップコネクタ ８：接地線 ９：電源用避雷器、9-1：電源避雷器、9-2：電源用避雷
器の接地端子 １０：接地線 １１：小形バリスタ １２：アバランシェダイオード
路、2-2：同軸トランシーバ用タップコネクタ ３：通信機器、3-1：通信機器の内部回路、3-2：通信機
器の電源避雷器、3-3：通信機器のフレーム接地端子 ４：同軸トランシーバと通信機器を接続する通信ケーブ
ル ５：電源線、 ６：同軸ケーブルの終端抵抗器、6-1：その終端抵抗、6
-2：同軸コネクタ ７：同軸避雷器、7-1：接地端子、7-2：第１の避雷素
子、7-3：第２の避雷素子、7-5：同軸タップコネクタ ８：接地線 ９：電源用避雷器、9-1：電源避雷器、9-2：電源用避雷
器の接地端子 １０：接地線 １１：小形バリスタ １２：アバランシェダイオード
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 服部 光男
東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日
本電信電話株式会社内
(56)参考文献 特開 平３−222631（ＪＰ，Ａ)
実開 昭54−120638（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭56−17849（ＪＰ，Ｕ)
実開 平２−146943（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02H 9/00 - 9/08
H02H 7/20
Claims (3)
- 【請求項１】接地端子と同軸ケーブルの外部導体との間
に第１の避雷素子を有し、該同軸ケーブルの中心導体と
外部導体との間に第２の避雷素子を有する同軸避雷器で
あって、 前記第１の避雷素子として、動作開始電圧がＤＣ２００
Ｖ以上、抑制電圧が１．５ＫＶ以下であり、８×２０μ
Ｓの雷サージ電流波形に対して１ＫＡ以上の耐力を有す
るバリスタを用い、 前記第２の避雷素子として、動作開始電圧１０Ｖ以下で
並列接続したときの静電容量が３０ｐＦ以下となるよう
な小形バリスタを３個以上並列接続したものを用いたこ
とを特徴とする同軸避雷器。 - 【請求項２】前記第２の避雷素子を、動作開始電圧１０
Ｖ以下で静電容量が３０ｐＦ以下の小形バリスタと動作
開始電圧が１０Ｖ〜２０Ｖのアバランシェダイオードと
を並列接続したものに置換したことを特徴とする請求項
１に記載の同軸避雷器。 - 【請求項３】前記第１及び第２の避雷素子をプリント基
板に実装し、同軸タップコネクタを用いて前記同軸ケー
ブルに接続したことを特徴とする請求項１又は２に記載
の同軸避雷器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26146498A JP3479764B2 (ja) | 1998-09-16 | 1998-09-16 | 同軸避雷器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26146498A JP3479764B2 (ja) | 1998-09-16 | 1998-09-16 | 同軸避雷器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000092696A JP2000092696A (ja) | 2000-03-31 |
| JP3479764B2 true JP3479764B2 (ja) | 2003-12-15 |
Family
ID=17362271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26146498A Expired - Lifetime JP3479764B2 (ja) | 1998-09-16 | 1998-09-16 | 同軸避雷器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3479764B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013247700A (ja) * | 2012-05-23 | 2013-12-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | サージ防護装置 |
| CN118249302A (zh) * | 2024-03-18 | 2024-06-25 | 中国人民解放军63921部队 | 雷电抑制器及其防护方法 |
-
1998
- 1998-09-16 JP JP26146498A patent/JP3479764B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000092696A (ja) | 2000-03-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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