JP5112128B2

JP5112128B2 - Ｓｐｄ活線分離装置

Info

Publication number: JP5112128B2
Application number: JP2008075361A
Authority: JP
Inventors: 健七郎三島; 亨高山; 武志圓山; 健治木本
Original assignee: Otowa Electric Co Ltd
Current assignee: Otowa Electric Co Ltd
Priority date: 2008-03-24
Filing date: 2008-03-24
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2028-03-24
Also published as: JP2009231064A

Description

本発明は、雷撃によるサージ電圧を吸収して電気機器を保護するＳＰＤ（Surge Protective Device：サージ防護デバイス）に故障が発生した場合、そのＳＰＤを電源線路から活線状態で切り離すＳＰＤ活線分離装置に関する。

雷害を防止する目的から、図７に示すように、単相または三相交流電路から工場や一般家庭に引き込まれる電源線路１と大地との間に、雷撃による過渡的な過電圧であるサージ電圧を吸収して電気機器などの負荷２を保護するデバイスとしてＳＰＤ３が設置されている（例えば、特許文献１参照）。特に、直撃雷用ＳＰＤの場合、そのＳＰＤ３を主幹ブレーカ４の一次側に設置するのが望ましい。このＳＰＤ用素子としては、酸化亜鉛形バリスタが一般的に使用されている。
特開２００５−１０２４１５号公報

ところで、ＳＰＤ３を構成する酸化亜鉛形バリスタは、雷サージを繰り返し放電することや過大な雷サージが入力することにより経時的に劣化する。酸化亜鉛形バリスタが劣化すると、漏れ電流が増加して発熱し、熱暴走による発煙発火の原因となる。また、ＳＰＤ３のサージ耐量を超える大きなサージ電流が流れるとＳＰＤ３が故障して負荷２と大地間が瞬時に短絡する。その短絡状態が継続すると電源設備や周辺の電気機器に対して悪影響を与える。

そのため、ＳＰＤ３が故障した場合、故障のＳＰＤ３を電源線路１から取り外し、新たなＳＰＤ３を電源線路１に取り付ける必要がある。しかしながら、ＳＰＤ３を交換するためには、電源線路１を停電状態にしなければならない。近年、ＣＰＵを用いた各種制御装置の普及により、銀行のオンライン、交通管制、コンピュータ制御や産業用製造設備、計測・制御用電源などの重要な負荷設備では、停電が困難な状況にある。このような停電が困難な場合には、ＳＰＤ３を交換することが困難であった。

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、停電が困難な状況にあっても、ＳＰＤの故障が発生した場合、そのＳＰＤを無停電で容易に交換し得るＳＰＤ活線分離装置を提供することにある。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、電源線路と大地との間に挿入したＳＰＤの電源線路側に設置されたＳＰＤ活線分離装置であって、電源線路に接続された端子部と、その端子部から延びてＳＰＤの接続端子と着脱自在に接続される接触子とからなる接続金具を具備する。

本発明では、電源線路に接続された端子部と、その端子部から延びてＳＰＤの接続端子と着脱自在に接続される接触子とからなる接続金具を具備したＳＰＤ活線分離装置を介して、ＳＰＤを電源線路に接続することにより、ＳＰＤの故障が発生した場合、ＳＰＤ活線分離装置の接触子からＳＰＤの接続端子を取り外すだけで、電源線路を停電させることなく、故障のＳＰＤを活線状態で容易に交換することができる。

本発明における接続金具は、導電性を有する板ばねを折り曲げ成形し、その折り曲げ基端部にねじを螺着して端子部とし、折り曲げ基端部から平行に延びてＳＰＤの接続端子を弾性的に挟み込む二つの舌片を接触子とする。このような構造としたことにより、平行に延びる二つの舌片からなる接触子に流れる通電電流により二つの舌片間で吸引力が作用する。この吸引力の作用により、二つの舌片間に発生する電磁反発力が相殺され、電磁反発力により一方の舌片が他方の舌片に対して浮き上がることを抑制できて舌片同士の溶着を未然に防止できる。

本発明における接触子を構成する二つの舌片のそれぞれは、折り曲げ基端部から二股状に延びる形状とする。これにより、ＳＰＤの接続端子に接触する接触子が二股状に分岐しているので、その接触子をＳＰＤの接続端子に確実に接触させることができ、確実な電気的接続が実現容易となる。

本発明におけるＳＰＤの接続端子および接触子は、ＳＰＤの接続端子と接続金具の接触子との着脱時に透明なカバー部で囲撓されている。これにより、故障のＳＰＤを交換するに際して、充電部である接触子および着脱途中でその接触子と接触状態にあるＳＰＤの接続端子がカバー部で覆われているので、作業者がその接触子あるいは接続端子に誤って触れることによる感電事故の発生を防止できて安全性の向上が図れる。また、そのカバー部が透明であるため、接触子とＳＰＤの接続端子との接続状態を目視で確認することもできて作業性の向上も図れる。

本発明によれば、電源線路に接続された端子部と、その端子部から延びてＳＰＤの接続端子と着脱自在に接続される接触子とからなる接続金具を具備したＳＰＤ活線分離装置を介して、ＳＰＤを電源線路に接続することにより、ＳＰＤの故障が発生した場合、ＳＰＤ活線分離装置の接触子からＳＰＤの接続端子を取り外すだけで、電源線路を停電させることなく、故障のＳＰＤを活線状態で容易に交換することができる。

その結果、銀行のオンライン、交通管制、コンピュータ制御や産業用製造設備、計測・制御用電源などの重要な負荷設備に対して、無停電でのＳＰＤの交換作業がスムーズに行える。

本発明に係るＳＰＤ活線分離装置の実施形態を以下に詳述する。以下の実施形態では、交流単相３線式あるいは交流三相３線式の配電線から工場や一般家庭に分岐した電源線路と大地との間に挿入したＳＰＤの電源線路側に設置され、ＳＰＤ故障時にそのＳＰＤを電源線路から活線状態で切り離すＳＰＤ活線分離装置を例示する。

図１は、単相または三相交流電路から工場や一般家庭に引き込まれる電源線路１と大地との間に、雷撃による過渡的な過電圧であるサージ電圧を吸収して電気機器などの負荷２を保護するデバイスとしてＳＰＤ３が設置された構成を例示している。特に、直撃雷用ＳＰＤの場合、そのＳＰＤ３を主幹ブレーカ４の一次側に設置している。このＳＰＤ用素子としては、酸化亜鉛形バリスタが一般的に使用されている。この実施形態におけるＳＰＤ活線分離装置１０は、電源線路１と大地との間に挿入したＳＰＤ３の電源線路側に設置されている。

このＳＰＤ活線分離装置１０は、図２に示すように、電源線路１に接続される端子部１１と、その端子部１１から延びてＳＰＤ３の接続端子５（図５および図６参照）と着脱自在に接続される接触子１２とからなる接続金具１３を具備する。なお、以下の実施形態では、一つの接続金具１３について説明するが、ＳＰＤ活線分離装置１０を交流単相３線式あるいは交流三相３線式の電源線路１に使用した場合、Ｌ１相、Ｌ２相の電圧線とＮ相の中性線からなる電源線路１に接続される三つの接続金具１３を一体的に有することになる。

このＳＰＤ活線分離装置１０における接続金具１３は、図２に示すように、導電性を有する板ばねを折り曲げ成形し、その折り曲げ基端部１４にねじ１５を螺着して端子部１１とし、折り曲げ基端部１４から平行に延びてＳＰＤ３の接続端子５（図５および図６参照）を弾性的に挟み込む二つの舌片１６ａ〜１６ｄ（上側に位置する舌片１６ａ，１ｂと下側に位置する舌片１６ｃ，１６ｄ）を接触子１２としている。折り曲げ基端部１４の内側にはナット１７が収容され、ねじ１５をナット１７に螺合させることにより端子部１１を構成している。また、接触子１２を構成する二つの舌片１６ａ〜１６ｄのそれぞれは、折り曲げ基端部１１から二股状に延びる形状としている。

なお、接触子１２の舌片１６ａ〜１６ｄの先端には、その上下外側に折り曲げ成形することにより拡開部１７ａ〜１７ｄが形成されている。このように接触子１２の舌片１６ａ〜１６ｄの先端に拡開部１７ａ〜１７ｄを設けることにより、ＳＰＤ３の接続端子５の挿入を容易にしている。また、接触子１２の舌片１６ａ，１６ｂの基端には、円弧状の曲成部１８ａ，１８ｂが設けられている。このように曲成部１８ａ，１８ｂを設けることにより、接触子１２が有する弾性力（ばね強度）を十分に確保することができ、ＳＰＤ３の接続端子５の挟み込みを確実なものとしている。

このＳＰＤ活線分離装置１０における接続金具１３は、図３および図４に示すように、端子台２０に取り付けられ、ＳＰＤ３の接続端子５が挿入される部位を除いて、端子台２０の一部に形成された透明なカバー部２１で囲撓されている。つまり、電源線路１が接続される端子部１３は端子台２０に取り付けられた状態で、その電源線路１が接続可能なように露呈している。これに対して、接触子１２は透明なカバー部２１で囲撓され、その先端にＳＰＤ３の接続端子５が挿入可能なようにカバー部２１に窓部２２が設けられ、その窓部２２から接触子１２の先端が露呈した状態にある。

以上の構成からなるＳＰＤ活線分離装置１０の接続金具１３の端子部１１は電源線路１に接続された状態にあり、図５はＳＰＤ活線分離装置１０の接続金具１３の接触子１２にＳＰＤ３の接続端子５を挿入した状態を示し、図６はＳＰＤ活線分離装置１０の接続金具１３の接触子１２からＳＰＤ３の接続端子５を切り離した状態を示す。

図５に示すように、電源線路１に接続された端子部１１と、その端子部１１から延びてＳＰＤ３の接続端子５と着脱自在に接続される接触子１２とからなる接続金具１３を有するＳＰＤ活線分離装置１０を介して、ＳＰＤ３を電源線路１に接続することにより、ＳＰＤ３の故障が発生した場合、ＳＰＤ活線分離装置１０の接続金具１３の接触子１２からＳＰＤ３の接続端子５を取り外すだけで、電源線路１を停電させることなく、故障のＳＰＤ３を活線状態で容易に交換することができる。

つまり、図６に示すように、故障のＳＰＤ３の接続端子５をＳＰＤ活線分離装置１０の接続金具１３の接触子１２から引き抜くことにより、故障のＳＰＤ３を取り外す。その後、新たなＳＰＤ３の接続端子５をＳＰＤ活線分離装置１０の接続金具１３の接触子１２に挿入して接続することにより、活線状態でのＳＰＤ３の交換が可能となる。

このとき、接続金具１３の接触子１２は、折り曲げ基端部１４から平行に延びてＳＰＤ３の接続端子５を弾性的に挟み込む舌片１６ａ〜１６ｄからなる構造としていることから、平行に延びて上下に位置する舌片１６ａ，１６ｂと舌片１６ｃ，１６ｄからなる接触子１２に流れる通電電流により舌片１６ａ，１６ｂと舌片１６ｃ，１６ｄとの間で吸引力が作用する。この吸引力の作用により、舌片１６ａ，１６ｂと舌片１６ｃ，１６ｄとの間に発生する電磁反発力が相殺され、電磁反発力により一方の舌片１６ａ，１６ｂが他方の舌片１６ｃ，１６ｄに対して浮き上がることを抑制できて舌片１６ａ，１６ｂと舌片１６ｃ，１６ｄ同士の溶着を未然に防止できる。

また、接触子１２を構成する舌片１６ａ，１６ｂと舌片１６ｃ，１６ｄのそれぞれは、折り曲げ基端部１４から二股状に延びる形状としていることから、その接触子１２の舌片１６ａ〜１６ｄをＳＰＤ３の接続端子５に確実に接触させることができ、確実な電気的接続が実現容易となる。

さらに、接触子１２は、ＳＰＤ３の接続端子５が挿入される部位である窓部２２を除いて透明なカバー部２１で囲撓され、また、ＳＰＤ３の接続端子５も透明なカバー部２３で囲撓されていることから、故障のＳＰＤ３を交換するに際して、充電部である接触子１２や着脱途中でその接触子１２と接続状態にある接続端子５に作業者が誤って触れることによる感電事故の発生を防止できて安全性の向上が図れる。また、そのカバー部２１，２３が透明であるため、接触子１２とＳＰＤ３の接続端子５との接続状態を目視で確認することもできて作業性の向上も図れる。なお、図５および図６では、ＳＰＤ３にカバー部２３を設けた場合を例示しているが、ＳＰＤ３の接続端子５を囲撓するカバー部は端子台２１に設けることも可能である。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

本発明に係るＳＰＤ活線分離装置の実施形態で、電源線路に設けられた主幹ブレーカの一次側にＳＰＤ活線分離装置を介してＳＰＤを接続した状態を示す概略構成図である。図１のＳＰＤ活線分離装置における接続金具を示す斜視図である。図２の接続金具を透明な端子台に取り付けた状態を示す断面図である。図２の接続金具を透明な端子台に取り付けた状態を示す正面図である。ＳＰＤとＳＰＤ活線分離装置とを接続した状態を示す断面図である。ＳＰＤとＳＰＤ活線分離装置とを切り離した状態を示す断面図である。電源線路に設けられた主幹ブレーカの一次側にＳＰＤを接続した状態を示す概略構成図である。

符号の説明

１電源線路
３ＳＰＤ
５ＳＰＤの接続端子
１０ＳＰＤ活線分離装置
１１端子部
１２接触子
１３接続金具
１４折り曲げ基端部
１６ａ〜１６ｄ舌片
２０端子台
２１，２３カバー部

Claims

電源線路と大地との間に挿入したＳＰＤの電源線路側に設置されたＳＰＤ活線分離装置であって、前記電源線路に接続された端子部と、その端子部から延びて前記ＳＰＤの接続端子と着脱自在に接続される接触子とからなる接続金具を具備し、前記接続金具は、導電性を有する板ばねを折り曲げ成形し、その折り曲げ基端部にねじを螺着して前記端子部とし、前記折り曲げ基端部から平行に延びてＳＰＤの接続端子を弾性的に挟み込む二つの舌片を接触子とし、前記接触子を構成する二つの舌片のそれぞれは、折り曲げ基端部から二股状に延びる形状とし、前記ＳＰＤの接続端子および接触子は、ＳＰＤの接続端子と前記接続金具の接触子との着脱時に透明なカバー部で囲撓され、前記接触子の舌片の基端に円弧状の曲成部が設けられていることを特徴とするＳＰＤ活線分離装置。