JP5412251B2 - サージ電流検出デバイス - Google Patents
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Description
そして、前記磁性体シートは、表面及び裏面を有し、前記裏面側が前記検出領域に配置されるシート部材と、前記シート部材の表面側に設けられ、集中された前記磁力線により配向状態が変化する磁性粉が液体中に浮遊状態で封止されたマイクロカプセルが複数配置され、前記サージ電流における侵入状態の記録及び消去が可能な記録層と、前記記録層を覆い、前記記録層における前記記録及び消去の状態が外部から目視可能な透光性の保護膜と、を有している。更に、前記磁力集中部は、前記検出領域に配置される曲線部を有するケーブル状の前記導体により構成され、前記曲線部箇所に前記シート部材の裏面が固定される。
そして、前記磁性体シートは、表面及び裏面を有し、前記裏面側が前記検出領域に配置されるシート部材と、前記シート部材の表面側に設けられ、集中された前記磁力線により配向状態が変化する磁性粉が液体中に浮遊状態で封止されたマイクロカプセルが複数配置され、前記サージ電流における侵入状態の記録及び消去が可能な記録層と、前記記録層を覆い、前記記録層における前記記録及び消去の状態が外部から目視可能な透光性の保護膜と、を有している。前記磁力集中部は、前記検出領域に配置されるスリット状の前記ギャップを有し、ケーブル状の前記導体を挟持する一体構造又は分割構造のほぼ筒状をなす磁性体からなる磁力集中部材により構成されている。更に、前記ホルダは、前記磁力集中部材を係止して保持する保持部と、前記磁力集中部材における前記ギャップと対向する位置に配置され、前記磁性体シートにおける前記シート部材を固定する固定部と、を有し、前記ホルダにおける前記固定部には、前記磁力線を通過させる開口部が形成されている。
本発明の更に他のサージ電流検出デバイスは、導体に侵入するサージ電流から被保護機器を防護する防護素子に接続された前記導体に配設され、前記導体に侵入する前記サージ電流を検出するサージ電流検出デバイスであって、前記導体に侵入する前記サージ電流によって発生する磁界を形成する磁力線を所定の検出領域に高密度に集中させる磁力集中部と、前記検出領域に配置される磁性体シートと、前記磁力集中部を保持し、且つ、前記磁力集中部におけるギャップと対向する位置に前記磁性体シートを固定するホルダと、を備えている。
そして、前記磁性体シートは、表面及び裏面を有し、前記裏面側が前記検出領域に配置されるシート部材と、前記シート部材の表面側に設けられ、集中された前記磁力線により配向状態が変化する磁性粉が液体中に浮遊状態で封止されたマイクロカプセルが複数配置され、前記サージ電流における侵入状態の記録及び消去が可能な記録層と、前記記録層を覆い、前記記録層における前記記録及び消去の状態が外部から目視可能な透光性の保護膜と、を有している。前記磁力集中部は、前記検出領域に配置されるスリット状の前記ギャップを有し、ケーブル状の前記導体を挟持する一体構造又は分割構造のほぼ筒状をなす磁性体からなる磁力集中部材により構成されている。更に、前記ホルダは、前記磁力集中部材を係止して保持する保持部と、前記磁力集中部材における前記ギャップと対向する位置に配置され、前記磁性体シートを固定する固定部と、前記保持部に対して前記固定部を開閉自在に連結するヒンジ部と、を有し、前記ホルダにおける前記固定部には、前記磁力線を通過させる開口部が形成されている。
図1(a)〜(c)は、本発明の実施例1におけるサージ電流検出デバイスが設けられた保安器を示す回路図であり、同図(a)は全体の回路図、同図(b)はサージ電流検出デバイスを示す分解斜視図、及び、同図(c)はサージ電流検出デバイスを示す断面図である。
このような構成の磁性体シート50では、例えば、図2(b)に示すように、水平磁界Hhが加わると、磁性粉52a1が水平方向に配向して横に並び、外部から保護膜53に入射する入射光Ihは、磁性粉52a1の表面で反射する。そのため、保護膜53を通して磁性粉52a1の表面色を目視できる。又、図2(c)に示すように、垂直磁界Hvが加わると、磁性粉52a1が垂直方向に配向して縦に並び、外部から保護膜53に入射する入射光Ihは、シート部材51の表面まで届くが、屈折が多く、シート部材51の色までは見えない。そのため、例えば、シート部材51の色が白でも赤でも、概ね全体的に黒く見える。
図3(a)、(b)は、図1の保安器10の全体の動作を説明するための回路図であり、同図(a)は対接地間(コモンモード)の動作を示す図、及び、同図(b)は線間(ノーマルモード)の動作を示す図である。
図4(a)、(b)は、図1中のサージ電流検出デバイス30の動作を説明するための模式図であり、同図(a)は磁性体シート50の表面側から見た平面図、及び、同図(b)は同図(a)の右側面図である。
本実施例1によれば、次の(1)〜(3)のような効果がある。
図6は、本発明の実施例2におけるサージ電流検出デバイスを示す分解斜視図であり、実施例1を示す図1(b)中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
図6の導体11に設置されたサージ電流検出デバイス30Aにおいて、サージ電流iが導体11に流れると、実施例1と同様に、導体11の周囲に磁界Hが発生し、この磁界Hを形成する磁力線Mが均等に生じる。導体11の周囲に均等に生じた磁力線Mは、ギャップGを有する円筒状の磁力集中部材40Aにより、所定の検出領域であるギャップGの箇所に高密度に集中される。
本実施例2によれば、実施例1とほぼ同様に、導体11に侵入するサージ電流iによって発生する磁力線Mを、磁力集中部材40Aによって所定の検出領域(即ち、ギャップG箇所)に高密度に集中させ、ホルダ60の固定部62を介して、磁性体シート50内のマイクロカプセル52a中の磁性粉52a1の配向状態を変化させる構成にしている。そのため、短時間に侵入するサージ電流iに対し、鮮明に磁性粉52a1の配向状態の変化を目視でき、サージ電流値の大きさや侵入回数を簡単且つ的確に検知することができる。
スリット42Aは、直線状等の他の形状にしても良い。又、ホルダ60Aにおける固定部62に、実施例1のような開口部63を形成しても良い。
図7は、本発明の実施例3におけるサージ電流検出デバイス30Bを示す斜視図である。更に、図8(a)〜(c)は、図7のサージ電流検出デバイス30Bの開状態及び分解状態を示す斜視図であり、同図(a)は、サージ電流検出デバイス30Bの開状態を示す斜視図、同図(b)はホルダ60Bの開状態を示す斜視図、及び、同図(c)は磁力集中部材40Bの斜視図である。これらの図7及び図8において、実施例1を示す図1(b)中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
図8の導体11に設置されたサージ電流検出デバイス30Bにおいて、サージ電流iが導体11に流れると、実施例1と同様に、導体11の周囲に磁界Hが発生し、この磁界Hを形成する磁力線Mが均等に生じる。導体11の周囲に均等に生じた磁力線Mは、ギャップGを有する円筒状の磁力集中部材40Bにより、所定の検出領域であるギャップGの箇所に高密度に集中される。
本実施例3によれば、実施例1とほぼ同様に、導体11に侵入するサージ電流iによって発生する磁力線Mを、磁力集中部材40Bによって所定の検出領域(即ち、ギャップG箇所)に高密度に集中させ、ホルダ60Bの固定部62Bを介して、磁性体シート50内のマイクロカプセル52a中の磁性粉52a1の配向状態を変化させる構成にしている。そのため、短時間に侵入するサージ電流iに対し、鮮明に磁性粉52a1の配向状態の変化を目視でき、サージ電流値の大きさや侵入回数を簡単且つ的確に検知することができる。
本実施例3のサージ電流検出デバイス30Bは、次の(a)〜(c)のように変形しても良い。
図9は、本発明の実施例4におけるサージ電流検出デバイス30Cを示す斜視図である。更に、図10(a)〜(c)は、図9のサージ電流検出デバイス30Cの開状態及び分解状態を示す斜視図であり、同図(a)は、サージ電流検出デバイス30Cの開状態を示す斜視図、同図(b)はホルダ60Bの開状態を示す斜視図、及び、同図(c)は磁力集中部材40Cの斜視図である。これらの図9及び図10において、実施例3を示す図7及び図8中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
図10の導体11に設置されたサージ電流検出デバイス30Cにおいて、サージ電流iが導体11に流れると、実施例3と同様に、導体11の周囲に磁界Hが発生し、この磁界Hを形成する磁力線Mが均等に生じる。導体11の周囲に均等に生じた磁力線Mは、ギャップGを有する磁力集中部材40Cにより、所定の検出領域であるギャップGの箇所に高密度に集中される。そのため、実施例3と同様に、ギャップG(即ち、スリット42C)の両側に対向する磁性体シート50側の保護膜53箇所には、2本の線のサージ検出結果54が現れ、鮮明に磁性粉52a1の配向状態の変化を目視できる。
本実施例4によれば、実施例3と同様に、短時間に侵入するサージ電流iに対し、鮮明に磁性粉52a1の配向状態の変化を目視でき、サージ電流値の大きさや侵入回数を簡単且つ的確に検知することができる。
本実施例4のサージ電流検出デバイス30Cでは、実施例3の変形例(a)〜(c)と同様の変形が可能である。
図11(a)、(b)は、本発明の実施例5におけるサージ電流検出デバイスが設けられた保安器の一部を示す概略の斜視図であり、同図(a)は保安器の一部を示す斜視図、及び、同図(b)はサージ電流検出デバイスの主要部分を示す斜視図である。この図11において、実施例1を示す図1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
図11の導体11Dに設置されたサージ電流検出デバイス30Dにおいて、サージ電流iが導体11Dに流れると、導体11Dの周囲に磁界Hが発生し、この磁界Hを形成する磁力線Mが均等に生じる。導体11Dの周囲に均等に生じた磁力線Mは、ギャップGを有するスリット13により、所定の検出領域であるギャップGの箇所、特にスリット13の標識部13b箇所に高密度に集中される。そのため、スリット13における円形の標識部13bに対向する磁性体シート50側の図2中の保護膜53箇所には、円形のサージ検出結果が現れ、保安器10Dにおける収納ケース70の表示用窓71を通して、外部から鮮明に磁性粉52a1の配向状態の変化を目視できる。
本実施例5によれば、短時間に侵入するサージ電流iに対し、収納ケース70の表示用窓71を通して、外部から鮮明に磁性粉52a1の配向状態の変化を目視でき、サージ電流値の大きさや侵入回数を簡単且つ的確に検知することができる。
本実施例5のサージ電流検出デバイス30Dは、次の(a)〜(b)のように変形しても良い。
図12(a)〜(c)は、図11(b)中のスリット13の変形例を示す斜視図である。
図13(a)、(b)は、本発明の実施例6におけるサージ電流検出デバイスが設けられた保安器の一部を示す概略の斜視図であり、同図(a)は保安器の一部を示す斜視図、及び、同図(b)はサージ電流検出デバイスの主要部分を示す斜視図である。この図13において、実施例5を示す図11中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
図13の導体11Eに形成されたサージ電流検出デバイス30Eにおいて、サージ電流iが導体11Eに流れると、導体11Eの周囲に磁界Hが発生し、この磁界Hを形成する磁力線Mが均等に生じる。導体11Eの周囲に均等に生じた磁力線Mは、曲線部14により高密度に集中される。そのため、曲線部14に対向する磁性体シート50側の図2中の保護膜53箇所には、ほぼ円形のサージ検出結果が現れ、保安器10Eにおける収納ケース70の表示用窓71を通して、外部から鮮明に磁性粉52a1の配向状態の変化を目視できる。
本実施例6によれば、実施例5とほぼ同様に、短時間に侵入するサージ電流iに対し、収納ケース70の表示用窓71を通して、外部から鮮明に磁性粉52a1の配向状態の変化を目視でき、サージ電流値の大きさや侵入回数を簡単且つ的確に検知することができる。
本実施例6のサージ電流検出デバイス30Eは、次の(a)のように変形しても良い。
図14(a)〜(c)は、図13(b)中の曲線部14の変形例を示す斜視図である。
図15−1(a)、(b)に示す保安器10−1は、2つの2極アレスタ15−1,15−2と、実施例1と同様の3つのサージ電流検出デバイス30−1〜30−3とを有し、その2つのアレスタ15−1,15−2が、線路側端子L1及び機器側端子T1間の導体11−1と、線路側端子L2及び機器側端子T2間の導体11−4との間に直列に接続され、そのアレスタ15−1,15−2間が、導体11−5を介してアース端子Eに接続されている。導体11−5にはサージ電流検出デバイス30−1が設置され、導体11−1とアレスタ15−1との間の導体11−2にも、サージ電流検出デバイス30−2が設置され、更に、導体11−4とアレスタ15−2との間の導体11−3にも、サージ電流検出デバイス30−3が設置されている。
図15−2(a)、(b)に示す保安器10−2は、ツェナーダイオード17の使用により、線間電圧を吸収する回路であり、3極アレスタ12、及び2つの抵抗素子16−1,16−2と、実施例1と同様の5つのサージ電流検出デバイス30−1〜30−5とが設けられている。アレスタ12は、線路側端子L1及び機器側端子T1間の導体11−1と、線路側端子L2及び機器側端子T2間の導体11−4との間に接続されている。導体11−1には抵抗素子16−1が直列に接続され、更に、導体11−4にも抵抗素子16−2が直列に接続されている。導体11−1,11−4間の導体11−6,11−7には、ツェナーダイオード17が直列に接続されている。3極アレスタ12の第3電極は、導体11−5を介してアース端子Eに接続されている。導体11−5,11−2,11−3,11−6,11−7には、サージ電流検出デバイス30−1,30−2,30−3,30−4,30−5がそれぞれ設置されている。
図15−3(a)、(b)に示す保安器10−3は、2つの2極アレスタ15−1,15−2、及び4つのダイオード18−1〜18−4と、実施例1と同様の5つのサージ電流検出デバイス30−1〜30−5とを有している。線路側端子L1,L2間には、サージ電流検出デバイス30−2、順方向のダイオード18−1、逆方向のダイオード18−2、及びサージ電流検出デバイス30−3が直列に接続されている。機器側端子T1,T2間には、サージ電流検出デバイス30−4、逆方向のダイオード18−3、順方向のダイオード18−4、及びサージ電流検出デバイス30−5が直列に接続されている。ダイオード18−1,18−2間と、ダイオード18−3,18−4間との間には、アレスタ15−1,15−2が直列に接続され、このアレスタ15−1,15−2間が、サージ電流検出デバイス30−1を介してアース端子Eに接続されている。
図15−4(a)、(b)に示す保安器10−4は、絶縁トランス19により、対接地間電圧を絶縁し、ダイオードバリスタ20にて線間電圧を吸収する回路であり、2つの2極アレスタ15−1,15−2と、実施例1と同様の5つのサージ電流検出デバイス30−1〜30−5とを有している。
11,11−1〜11−4,11D,11E 導体
12,15−1,15−2 アレスタ
14,14A,14B,14C 屈曲部
25 被保護機器
30,30−1〜30−5,30A,30B,30C,30D,30E サージ電流検出デバイス
40,40A,40B,40C 磁力集中部材
50 磁性体シート
51 シート部材
52 記録層
52a マイクロカプセル
53 保護膜
60,60A,60B ホルダ
70 収納ケース
71 表示用窓
Claims (4)
- 導体に侵入するサージ電流から被保護機器を防護する防護素子に接続された前記導体に配設され、前記導体に侵入する前記サージ電流を検出するサージ電流検出デバイスであって、
前記導体に侵入する前記サージ電流によって発生する磁界を形成する磁力線を所定の検出領域に高密度に集中させる磁力集中部と、
前記検出領域に配置される磁性体シートと、を備え、
前記磁性体シートは、
表面及び裏面を有し、前記裏面側が前記検出領域に配置されるシート部材と、
前記シート部材の表面側に設けられ、集中された前記磁力線により配向状態が変化する磁性粉が液体中に浮遊状態で封止されたマイクロカプセルが複数配置され、前記サージ電流における侵入状態の記録及び消去が可能な記録層と、
前記記録層を覆い、前記記録層における前記記録及び消去の状態が外部から目視可能な透光性の保護膜と、を有し、
前記磁力集中部は、
前記検出領域に配置される曲線部を有するケーブル状の前記導体により構成され、前記曲線部箇所に前記シート部材の裏面が固定されることを特徴とするサージ電流検出デバイス。 - 導体に侵入するサージ電流から被保護機器を防護する防護素子に接続された前記導体に配設され、前記導体に侵入する前記サージ電流を検出するサージ電流検出デバイスであって、
前記導体に侵入する前記サージ電流によって発生する磁界を形成する磁力線を所定の検出領域に高密度に集中させる磁力集中部と、
前記検出領域に配置される磁性体シートと、
前記磁力集中部を保持し、且つ、前記磁力集中部におけるギャップと対向する位置に前記磁性体シートを固定するホルダと、
を備え、
前記磁性体シートは、
表面及び裏面を有し、前記裏面側が前記検出領域に配置されるシート部材と、
前記シート部材の表面側に設けられ、集中された前記磁力線により配向状態が変化する磁性粉が液体中に浮遊状態で封止されたマイクロカプセルが複数配置され、前記サージ電流における侵入状態の記録及び消去が可能な記録層と、
前記記録層を覆い、前記記録層における前記記録及び消去の状態が外部から目視可能な透光性の保護膜と、を有し、
前記磁力集中部は、
前記検出領域に配置されるスリット状の前記ギャップを有し、ケーブル状の前記導体を挟持する一体構造又は分割構造のほぼ筒状をなす磁性体からなる磁力集中部材により構成され、
前記ホルダは、
前記磁力集中部材を係止して保持する保持部と、
前記磁力集中部材における前記ギャップと対向する位置に配置され、前記磁性体シートにおける前記シート部材を固定する固定部と、を有し、
前記ホルダにおける前記固定部には、前記磁力線を通過させる開口部が形成されていることを特徴とするサージ電流検出デバイス。 - 導体に侵入するサージ電流から被保護機器を防護する防護素子に接続された前記導体に配設され、前記導体に侵入する前記サージ電流を検出するサージ電流検出デバイスであって、
前記導体に侵入する前記サージ電流によって発生する磁界を形成する磁力線を所定の検出領域に高密度に集中させる磁力集中部と、
前記検出領域に配置される磁性体シートと、
前記磁力集中部を保持し、且つ、前記磁力集中部におけるギャップと対向する位置に前記磁性体シートを固定するホルダと、
を備え、
前記磁性体シートは、
表面及び裏面を有し、前記裏面側が前記検出領域に配置されるシート部材と、
前記シート部材の表面側に設けられ、集中された前記磁力線により配向状態が変化する磁性粉が液体中に浮遊状態で封止されたマイクロカプセルが複数配置され、前記サージ電流における侵入状態の記録及び消去が可能な記録層と、
前記記録層を覆い、前記記録層における前記記録及び消去の状態が外部から目視可能な透光性の保護膜と、を有し、
前記磁力集中部は、
前記検出領域に配置されるスリット状の前記ギャップを有し、ケーブル状の前記導体を挟持する一体構造又は分割構造のほぼ筒状をなす磁性体からなる磁力集中部材により構成され、
前記ホルダは、
前記磁力集中部材を係止して保持する保持部と、
前記磁力集中部材における前記ギャップと対向する位置に配置され、前記磁性体シートを固定する固定部と、
前記保持部に対して前記固定部を開閉自在に連結するヒンジ部と、を有し、
前記ホルダにおける前記固定部には、前記磁力線を通過させる開口部が形成されていることを特徴とするサージ電流検出デバイス。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のサージ電流検出デバイスは、
前記防護素子を収納し、且つ、前記磁性体シートにおける前記保護膜を外部から目視可能な表示用窓が設けられている保安器の収納ケース内に設けられていることを特徴とするサージ電流検出デバイス。
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