JP5112128B2 - Spd活線分離装置 - Google Patents

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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
3 SPD
5 SPDの接続端子
10 SPD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 (1)

  1. 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。
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