JP5371634B2 - 三相４線式回路におけるサージ保護回路 - Google Patents

Description

本発明は、三相４線式回路におけるサージ保護回路、特に、接地線を別途設けた三相４線式回路におけるサージ保護回路に関する。

下記特許文献１には、系統側と負荷側との間に接続される三相４線式回路におけるサージ保護回路が開示されている。この特許文献１に記載のサージ保護回路は、Ｒ相と中性相（Ｎ相）との間、Ｓ相とＮ相との間、Ｔ相とＮ相との間に、それぞれ、バリスタ等のサージ吸収素子を接続し、通常は（雷サージが発生していないときは）サージ吸収素子が導通しないが、雷サージが発生すると、該雷サージの高電圧によりサージ吸収素子が導通し、該雷サージを系統側へ戻すことにより、該雷サージに対して負荷側を保護する構成とされている。

特開２００５−２１６８２９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、Ｒ相とＮ相との間、Ｓ相とＮ相との間、Ｔ相とＮ相との間に、それぞれ、サージ吸収素子が接続されているものの、Ｒ相とＳ相との間、Ｓ相とＴ相との間、Ｔ相とＲ相との間に、さらに、接地線（Ｅ相）を別途設ける場合においては、Ｒ相とＥ相との間、Ｓ相とＥ相との間、Ｔ相とＥ相との間およびＮ相とＥ相との間には、いずれもサージ吸収素子が接続されておらず、雷サージに対する負荷側の保護対策が十分ではない。

また、接続を容易にするという観点から、四つの端子の各端子間にそれぞれサージ吸収素子を設けてモジュール化した三相３線用サージモジュールや、三つの端子の各端子間にそれぞれサージ吸収素子が設けてモジュール化した単相２線用サージモジュールが一般に市販されている。

この点に関し、特許文献１には、三相３線用サージモジュールや単相２線用サージモジュールを利用することについて何ら示されていない。

そこで、本発明は、雷サージに対する負荷側の保護対策を確実に行うことができる上、サージモジュールを利用することで接続を容易にすることができる三相４線式回路におけるサージ保護回路を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、次の第１態様及び第２態様の三相４線式回路におけるサージ保護回路を提供する。

（１）第１態様の三相４線式回路におけるサージ保護回路
Ｒ相と、Ｓ相と、Ｔ相と、中性相とに加えて接地線を別途設けた三相４線式回路におけるサージ保護回路であって、四つの端子の各端子間にそれぞれサージ吸収素子が設けられた第１の三相３線用サージモジュールと、三つの端子の各端子間にそれぞれサージ吸収素子が設けられた単相２線用サージモジュールと、四つの端子の各端子間にそれぞれサージ吸収素子が設けられた第２の三相３線用サージモジュールとを備え、前記接地線をＥ相とし、前記中性相をＮ相とし、前記Ｒ相、前記Ｓ相、前記Ｔ相、前記Ｎ相及び前記Ｅ相のうち、いずれか一相を第１相とし、残り四相のうちいずれか一相を第２相とし、残り三相のうちいずれか一相を第３相とし、残り二相のうちいずれか一相を第４相とし、残り一相を第５相とすると、前記第１の三相３線用サージモジュールは、それぞれの端子が前記第１相と、前記第２相と、前記第３相と、前記第５相とに接続され、前記単相２線用サージモジュールは、それぞれの端子が前記第１相、前記第２相及び前記第３相のうちのいずれか一相と、前記第４相と、前記第５相とに接続され、前記第２の三相３線用サージモジュールは、それぞれの端子が前記第１相、前記第２相及び前記第３相のうちの前記単相２線用サージモジュールに接続されていない二相と、前記第４相と、前記第５相とに接続されることを特徴とする三相４線式回路におけるサージ保護回路。

本発明に係る第１態様によれば、前記第１の三相３線用サージモジュール、前記単相２線用サージモジュール及び前記第２の三相３線用サージモジュールによって、前記各相間で雷サージに対する負荷側の保護を行うことができる。

即ち、前記第１の三相３線用サージモジュールによって、前記第１相と前記第２相との間、前記第２相と前記第３相との間、前記第３相と前記第１相との間、前記第１相と前記第５相との間、前記第２相と前記第５相との間、及び、前記第３相と前記第５相との間のサージ保護を実現できる。

また、前記単相２線用サージモジュールによって、前記第１相、前記第２相及び前記第３相のうちのいずれか一相と前記第４相との間、及び、前記第４相と前記第５相との間のサージ保護を実現できる。

さらに、前記第２の三相３線用サージモジュールによって、前記第１相、前記第２相及び前記第３相のうちの残り二相のうち一方の相と前記第４相との間、及び、他方の相と前記第４相との間のサージ保護を実現できる。

しかも、二つの三相３線用サージモジュールと、一つの単相２線用サージモジュールとを用いるので、接続を容易にすることができる。

（２）第２態様の三相４線式回路におけるサージ保護回路
Ｒ相と、Ｓ相と、Ｔ相と、中性相とに加えて接地線を別途設けた三相４線式回路におけるサージ保護回路であって、四つの端子の各端子間にそれぞれサージ吸収素子が設けられた三相３線用サージモジュールと、三つの端子の各端子間にそれぞれサージ吸収素子が設けられた第１の単相２線用サージモジュールと、三つの端子の各端子間にそれぞれサージ吸収素子が設けられた第２の単相２線用サージモジュールとを備え、前記接地線をＥ相とし、前記中性相をＮ相とし、前記Ｒ相、前記Ｓ相、前記Ｔ相、前記Ｎ相及び前記Ｅ相のうち、いずれか一相を第１相とし、残り四相のうちいずれか一相を第２相とし、残り三相のうちいずれか一相を第３相とし、残り二相のうちいずれか一相を第４相とし、残り一相を第５相とすると、前記三相３線用サージモジュールは、それぞれの端子が前記第１相と、前記第２相と、前記第３相と、前記第５相とに接続され、前記第１の単相２線用サージモジュールは、それぞれの端子が前記第１相、前記第２相及び前記第３相のうちのいずれか一相と、前記第４相と、前記第５相とに接続され、前記第２の単相２線用サージモジュールは、それぞれの端子が前記第１相、前記第２相及び前記第３相のうちの前記第１の単相２線用サージモジュールに接続されていない二相と、前記第４相とに接続されることを特徴とする三相４線式回路におけるサージ保護回路。

本発明に係る第２態様によれば、前記三相３線用サージモジュール、前記第１の単相２線用サージモジュール及び前記第２の単相２線用サージモジュールによって、前記各相間で雷サージに対する負荷側の保護を行うことができる。

即ち、前記三相３線用サージモジュールによって、前記第１相と前記第２相との間、前記第２相と前記第３相との間、前記第３相と前記第１相との間、前記第１相と前記第５相との間、前記第２相と前記第５相との間、及び、前記第３相と前記第５相との間のサージ保護を実現できる。

また、前記第１の単相２線用サージモジュールによって、前記第１相、前記第２相及び前記第３相のうちのいずれか一相と前記第４相との間、及び、前記第４相と前記第５相との間のサージ保護を実現できる。

さらに、前記第２の単相２線用サージモジュールによって、前記第１相、前記第２相及び前記第３相のうちの残り二相のうち一方の相と前記第４相との間、及び、他方の相と前記第４相との間のサージ保護を実現できる。

しかも、一つの三相３線用サージモジュールと、二つの単相２線用サージモジュールとを用いるので、接続を容易にすることができる。

以上説明したように、本発明によると、雷サージに対する負荷側の保護対策を確実に行うことができる上、サージモジュールを利用することで接続を容易にすることが可能な三相４線式回路におけるサージ保護回路を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る三相４線式回路におけるサージ保護回路をエンジン発電システムに適用した一例を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るサージ保護回路を詳細に示す詳細図である。 本発明の第２実施形態に係るサージ保護回路を詳細に示す詳細図である。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

図１は、本発明の実施の形態に係る三相４線式回路５０におけるサージ保護回路１をエンジン発電システム１００に適用した一例を示す図である。

図１に示すエンジン発電システム１００は、エンジン１１０からの出力を発電機１２０にて電力に変換して得られた電力を負荷側３００に供給し、かつ、系統側２００と系統連系するものとされている。

系統側２００と負荷側３００との間は、三相４線式回路５０によって接続されており、接地線（以下、Ｅ相という）Ｅが別途設けられている。この三相４線式回路５０にエンジン発電システム１００が接続されている。

詳しくは、図１に示す三相４線式回路５０は、Ｒ相Ｒ、Ｓ相Ｓ、Ｔ相Ｔ及び中性相（以下、Ｎ相という）Ｎ並びに接地相Ｅを有し、一方側が系統側２００とされ、かつ、他方側が負荷側３００とされている。

そして、この三相４線式回路５０には、雷サージが発生する場合に備えて、該雷サージに対して負荷側３００を保護するために、次の第１実施形態のサージ保護回路１（１ａ）及び第２実施形態のサージ保護回路１（１ｂ）が設けられている。図１では第１実施形態のサージ保護回路１（１ａ）を示している。

（第１実施形態）
図２は、本発明の第１実施形態に係るサージ保護回路１（１ａ）を詳細に示す詳細図である。

本第１実施形態に係るサージ保護回路１（１ａ）は、第１の三相３線用サージモジュール１０と、単相２線用サージモジュール２０と、第２の三相３線用サージモジュール３０とを有している。

第１及び第２の三相３線用サージモジュール１０，３０は、いずれも四つの端子ａ〜ｄの各端子（ａ，ｂ），（ａ，ｃ），（ａ，ｄ），（ｂ、ｃ），（ｂ，ｄ），（ｃ，ｄ）間にそれぞれサージ吸収素子（ここではバリスタ）ＶＲが設けられている。

単相２線用サージモジュール２０は、三つの端子ａ〜ｃの各端子（ａ，ｂ），（ａ，ｃ），（ｂ、ｃ）間にそれぞれサージ吸収素子（ここではバリスタ）ＶＲが設けられている。

第１の三相３線用サージモジュール１０は、それぞれの端子ａ〜ｄがＲ相Ｒ（第１相の一例）と、Ｓ相Ｓ（第２相の一例）と、Ｔ相Ｔ（第３相の一例）と、Ｅ相Ｅ（第５相の一例）とに接続されている。

単相２線用サージモジュール２０は、それぞれの端子ａ〜ｃがＲ相Ｒ、Ｓ相Ｓ及びＴ相Ｔのうちのいずれか一相（図示例ではＲ相Ｒ）と、Ｎ相Ｎ（第４相の一例）と、Ｅ相Ｅとに接続されている。

第２の三相３線用サージモジュール３０は、それぞれの端子ａ〜ｄがＲ相Ｒ、Ｓ相Ｓ及びＴ相Ｔのうちの単相２線用サージモジュール２０に接続されていない二相（図示例ではＳ相Ｓ及びＴ相Ｔ）と、Ｎ相Ｎと、Ｅ相Ｅとに接続されている。

本発明の第１実施形態に係るサージ保護回路１（１ａ）によれば、第１の三相３線用サージモジュール１０、単相２線用サージモジュール２０及び第２の三相３線用サージモジュール３０によって、Ｒ相Ｒ、Ｓ相Ｓ、Ｔ相Ｔ、Ｎ相Ｎ及びＥ相Ｅの各相間で雷サージに対する負荷側３００の保護を行うことができる。

即ち、第１の三相３線用サージモジュール１０によって、Ｒ相ＲとＳ相Ｓとの間、Ｓ相ＳとＴ相Ｔとの間、Ｔ相ＴとＲ相Ｒとの間、Ｒ相ＲとＥ相Ｅとの間、Ｓ相ＳとＥ相Ｅとの間、及び、Ｔ相ＴとＥ相Ｅとの間のサージ保護を実現できる。

また、単相２線用サージモジュール２０によって、Ｒ相Ｒ、Ｓ相Ｓ及びＴ相Ｔのうちのいずれか一相（図示例ではＲ相Ｒ）とＮ相Ｎとの間、及び、Ｎ相ＮとＥ相Ｅとの間のサージ保護を実現できる。

なお、単相２線用サージモジュール２０において、Ｒ相ＲとＥ相Ｅとの間のサージ吸収素子は、第１の三相３線用サージモジュール１０のものと重複している。

さらに、第２の三相３線用サージモジュール３０によって、Ｒ相Ｒ、Ｓ相Ｓ及びＴ相Ｔのうちの残り二相のうち一方の相（図示例ではＳ相Ｓ）とＮ相Ｎとの間、及び、他方の相（図示例ではＴ相Ｔ）とＮ相Ｎとの間のサージ保護を実現できる。

なお、第２の三相３線用サージモジュール３０において、Ｓ相ＳとＴ相Ｔとの間のサージ吸収素子、Ｓ相ＳとＥ相Ｅとの間のサージ吸収素子、及び、Ｔ相ＴとＥ相Ｅとの間のサージ吸収素子は、第１の三相３線用サージモジュール１０のものと重複している。Ｎ相ＮとＥ相Ｅとの間のサージ吸収素子は、単相２線用サージモジュール２０のものと重複している。

しかも、二つの三相３線用サージモジュール１０，３０と、一つの単相２線用サージモジュール２０とを用いるので、接続を容易にすることができる。

（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係るサージ保護回路１（１ｂ）を詳細に示す詳細図である。

図３に示すサージ保護回路１（１ｂ）において、図２に示すサージ保護回路１（１ａ）と同じ構成要素については同一符号を付している。

本第２実施形態に係るサージ保護回路１（１ｂ）は、三相３線用サージモジュール１０と、第１の単相２線用サージモジュール２０と、第２の単相２線用サージモジュール４０とを有している。

三相３線用サージモジュール１０は、四つの端子ａ〜ｄの各端子（ａ，ｂ），（ａ，ｃ），（ａ，ｄ），（ｂ、ｃ），（ｂ，ｄ），（ｃ，ｄ）間にそれぞれサージ吸収素子（ここではバリスタ）ＶＲが設けられている。

第１及び第２の単相２線用サージモジュール２０，４０は、いずれも三つの端子ａ〜ｃの各端子（ａ，ｂ），（ａ，ｃ），（ｂ、ｃ）間にそれぞれサージ吸収素子（ここではバリスタ）ＶＲが設けられている。

三相３線用サージモジュール１０は、それぞれの端子ａ〜ｄがＲ相Ｒ（第１相の一例）と、Ｓ相Ｓ（第２相の一例）と、Ｔ相Ｔ（第３相の一例）と、Ｅ相Ｅ（第５相の一例）とに接続されている。

第１の単相２線用サージモジュール２０は、それぞれの端子ａ〜ｃがＲ相Ｒ、Ｓ相Ｓ及びＴ相Ｔのうちのいずれか一相（図示例ではＲ相Ｒ）と、Ｎ相Ｎ（第４相の一例）と、Ｅ相Ｅとに接続されている。

第２の単相２線用サージモジュール４０は、それぞれの端子ａ〜ｄがＲ相Ｒ、Ｓ相Ｓ及びＴ相Ｔのうちの第１の単相２線用サージモジュール２０に接続されていない二相（図示例ではＳ相Ｓ及びＴ相Ｔ）と、Ｎ相Ｎとに接続されている。

本発明の第１実施形態に係るサージ保護回路１（１ｂ）によれば、三相３線用サージモジュール１０、第１の単相２線用サージモジュール２０及び第２の単相２線用サージモジュール４０によって、Ｒ相Ｒ、Ｓ相Ｓ、Ｔ相Ｔ、Ｎ相Ｎ及びＥ相Ｅの各相間で雷サージに対する負荷側３００の保護を行うことができる。

即ち、三相３線用サージモジュール１０によって、Ｒ相ＲとＳ相Ｓとの間、Ｓ相ＳとＴ相Ｔとの間、Ｔ相ＴとＲ相Ｒとの間、Ｒ相ＲとＥ相Ｅとの間、Ｓ相ＳとＥ相Ｅとの間、及び、Ｔ相ＴとＥ相Ｅとの間のサージ保護を実現できる。

また、第１の単相２線用サージモジュール２０によって、Ｒ相Ｒ、Ｓ相Ｓ及びＴ相Ｔのうちのいずれか一相（図示例ではＲ相Ｒ）とＮ相Ｎとの間、及び、Ｎ相ＮとＥ相Ｅとの間のサージ保護を実現できる。

なお、第１の単相２線用サージモジュール２０において、Ｒ相ＲとＥ相Ｅとの間のサージ吸収素子は、三相３線用サージモジュール１０のものと重複している。

さらに、第２の単相２線用サージモジュール４０によって、Ｒ相Ｒ、Ｓ相Ｓ及びＴ相Ｔのうちの残り二相のうち一方の相（図示例ではＳ相Ｓ）とＮ相Ｎとの間、及び、他方の相（図示例ではＴ相Ｔ）とＮ相Ｎとの間のサージ保護を実現できる。

なお、第２の単相２線用サージモジュール４０において、Ｓ相ＳとＴ相Ｔとの間のサージ吸収素子は、三相３線用サージモジュール１０のものと重複している。

しかも、一つの三相３線用サージモジュール１０と、二つの単相２線用サージモジュール２０，４０とを用いるので、接続を容易にすることができる。

このように、第１実施形態のサージ保護回路１（１ａ）及び第２実施形態のサージ保護回路１（１ｂ）によると、雷サージに対する負荷側３００の保護対策を確実に行うことができる上、一般に市販されているサージモジュールを利用することで接続を容易にすることが可能となる。

Ｒ Ｒ相（第１相の一例）
Ｓ Ｓ相（第２相の一例）
Ｔ Ｔ相（第３相の一例）
Ｎ Ｎ相（第４相の一例）
Ｅ Ｅ相（第５相の一例）
ＶＲ サージ吸収素子
１（１ａ） 第１実施形態のサージ保護回路
１（１ｂ） 第２実施形態のサージ保護回路
１０ 三相３線用サージモジュール
２０ 単相２線用サージモジュール
３０ 三相３線用サージモジュール
４０ 単相２線用サージモジュール
５０ 三相４線式回路
２００ 系統側
３００ 負荷側

Claims (2)

1. Ｒ相と、Ｓ相と、Ｔ相と、中性相とに加えて接地線を別途設けた三相４線式回路におけるサージ保護回路であって、
   四つの端子の各端子間にそれぞれサージ吸収素子が設けられた第１の三相３線用サージモジュールと、三つの端子の各端子間にそれぞれサージ吸収素子が設けられた単相２線用サージモジュールと、四つの端子の各端子間にそれぞれサージ吸収素子が設けられた第２の三相３線用サージモジュールとを備え、
   前記接地線をＥ相とし、前記中性相をＮ相とし、前記Ｒ相、前記Ｓ相、前記Ｔ相、前記Ｎ相及び前記Ｅ相のうち、いずれか一相を第１相とし、残り四相のうちいずれか一相を第２相とし、残り三相のうちいずれか一相を第３相とし、残り二相のうちいずれか一相を第４相とし、残り一相を第５相とすると、
   前記第１の三相３線用サージモジュールは、それぞれの端子が前記第１相と、前記第２相と、前記第３相と、前記第５相とに接続され、
   前記単相２線用サージモジュールは、それぞれの端子が前記第１相、前記第２相及び前記第３相のうちのいずれか一相と、前記第４相と、前記第５相とに接続され、
   前記第２の三相３線用サージモジュールは、それぞれの端子が前記第１相、前記第２相及び前記第３相のうちの前記単相２線用サージモジュールに接続されていない二相と、前記第４相と、前記第５相とに接続されることを特徴とする三相４線式回路におけるサージ保護回路。
2. Ｒ相と、Ｓ相と、Ｔ相と、中性相とに加えて接地線を別途設けた三相４線式回路におけるサージ保護回路であって、
   四つの端子の各端子間にそれぞれサージ吸収素子が設けられた三相３線用サージモジュールと、三つの端子の各端子間にそれぞれサージ吸収素子が設けられた第１の単相２線用サージモジュールと、三つの端子の各端子間にそれぞれサージ吸収素子が設けられた第２の単相２線用サージモジュールとを備え、
   前記接地線をＥ相とし、前記中性相をＮ相とし、前記Ｒ相、前記Ｓ相、前記Ｔ相、前記Ｎ相及び前記Ｅ相のうち、いずれか一相を第１相とし、残り四相のうちいずれか一相を第２相とし、残り三相のうちいずれか一相を第３相とし、残り二相のうちいずれか一相を第４相とし、残り一相を第５相とすると、
   前記三相３線用サージモジュールは、それぞれの端子が前記第１相と、前記第２相と、前記第３相と、前記第５相とに接続され、
   前記第１の単相２線用サージモジュールは、それぞれの端子が前記第１相、前記第２相及び前記第３相のうちのいずれか一相と、前記第４相と、前記第５相とに接続され、
   前記第２の単相２線用サージモジュールは、それぞれの端子が前記第１相、前記第２相及び前記第３相のうちの前記第１の単相２線用サージモジュールに接続されていない二相と、前記第４相とに接続されることを特徴とする三相４線式回路におけるサージ保護回路。

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