JP5757771B2 - サージ電流検出デバイス - Google Patents

Description

本発明は、通信回路や電源回路等の被保護機器に接続された通信線や電源線等の導体に侵入する落雷等のサージ電流に対して被保護機器を防護（保護）するための保安器等に設けられ、サージ電流の大きさ等の侵入状態を検出するサージ電流検出デバイスに係り、特に、サージ電流の侵入に伴い、導体に発生する磁界を利用してサージ電流の侵入状態を検出するサージ電流検出デバイスに関するものである。

近年、通信回路や電源回路等の被保護機器の品質が向上するにつれ、落雷等による機器破損の被害件数も増加の傾向を辿っている。例えば、建物設備周辺に落雷があった場合、落雷のあった場所から周辺へサージ電流が流れる。そして、サージ電流が設備内部へと侵入してしまうと、被保護機器が破壊されてしまう。そのため、サージ電流の侵入を検出するサージ電流検出デバイスが求められていた。

又、被保護機器が破壊されないように保安器（ＳＰＤ）が設備へと設置される。落雷等の雷サージ電流から設備機器を保護する役目を持つ保安器も、内部の避雷管（アレスタ）やバリスタ等の雷保護素子である防護素子が破壊される場合があるため、保護する設備と同様に、サージ電流の侵入を検出するサージ電流検出デバイスが求められていた。

保安器、とりわけ内部防護素子のバリスタやアレスタ等は、サージ電流やサージ電圧が印加されることで劣化していく素子である。そして、劣化することにより本来備わっている機能が低下してしまうおそれがあるため、劣化した保安器というものは早期交換が重要である。

これらの問題解決のための従来技術として、例えば、下記の特許文献１〜３に記載されたサージ電流検出デバイスが知られている。

特許文献１に記載されたサージ電流検出デバイスでは、落雷によるサージ電流が導体に流れた際のサージ電流のジュール熱を利用して感熱材を変色させ、バリスタ等の防護素子の劣化を判定している。即ち、バリスタ等の防護素子に感熱材を設置しておき、サージ電流が流れ、防護素子が動作することによりジュール熱が発生し、感熱材を変色させている。

特許文献２、３に記載されたサージ電流検出デバイスでは、前記と同様に、ジュール熱を利用する判定方法であり、熱収縮材による金属の収縮を利用して劣化を判定している。例えば、サージ電流のジュール熱により金属収縮材が縮み、この金属収縮材により、遮蔽されていた表示部を露出させて目視できるような機構を施すことで、判定を行っている。

又、保安器とは異なる他の技術分野ではあるが、カードの情報内容を目視にて確認できる磁気表示媒体の技術が、下記の特許文献４に記載されている。

この特許文献４に記載された磁気表示媒体では、基体上に情報収納部と磁気表示部とを備えている。情報収納部は、磁気テープ又は集積回路（ＩＣ）メモリにより構成されている。磁気表示部は、基板と、この上に直接又は中間層を介して塗設されたマイクロカプセルを含有する記録層とを有している。マイクロカプセルの中には、液体と、この液体の中に浮遊し且つ磁場に感応する磁性粉とが含有されており、情報収納部に収納された情報に基づき、磁気表示部の記録層に目視可能な情報の記録及び消去ができるように構成されている。
又、マイクロカプセルに関する技術が、下記の特許文献５等にも記載されている。

特開２００５−１５０６５７号公報 特開２００６−２４４８８９号公報 特開２００７−２４２５６９号公報 特開平５−１６５７８号公報 特開平１１−７６８０１号公報

しかしながら、特許文献１〜３に記載された従来のサージ電流検出デバイスでは、次の（ａ）、（ｂ）のような課題があった。

（ａ） 従来のものは、導体に流れるサージ電流のジュール熱を利用してバリスタ、アレスタ等の防護素子の劣化を判定している。サージ電流を流す導体は、サージ電流を速やかに流さなければならないので、抵抗値を小さくする必要がある。しかし、サージ電流は短時間に流れ、ジュール熱量が少ないので、劣化検出感度が良くない。

（ｂ） 金属収縮材等を用いたものでは、機械式構造のため、導体への取り付けに手数が掛かり、更に、小型化、軽量化、及び低コスト化が難しい。

このように、従来のサージ電流検出デバイスでは、劣化検出感度が良くない、導体への取り付けに手数が掛かる、更に、小型化、軽量化、及び低コスト化が難しい、といった課題があった。

このような課題を解決するために、例えば、特許文献４、５等に記載されたマイクロカプセルを含有する記録層を従来の技術に適用して、サージ電流を検出することが考えられる。しかし、落雷等のサージ電流は極めて短時間に流れるため、検出感度を向上させることが困難であった。

そこで、本発明は、従来のマイクロカプセル技術等を用いて、従来の前記課題を巧みに解決したサージ電流検出デバイスを提供することを目的とする。

本発明のサージ電流検出デバイスは、導体に対して着脱自在に取り付けられ、前記導体に侵入する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、対向する第１及び第２のホルダ本体を有し、前記第１及び第２のホルダ本体により前記導体を着脱自在に把持するホルダと、前記第１のホルダ本体側に装着され、前記導体を挿脱自在に収容し、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性体からなる磁力集中部材と、前記検出領域に位置するように前記第２のホルダ本体側に装着され、前記サージ電流を検出する磁性体シートとを備えている。

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。

本発明によれば、次の（ａ）〜（ｃ）のような効果がある。
（ａ） 導体に侵入するサージ電流によって発生する磁界を形成する磁力線を、磁力集中部材によって所定の検出領域に高密度に集中させ、磁性体シート内のマイクロカプセル中の磁性粉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に対し、より鮮明に磁性粉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。

（ｂ） 前記（ａ）により、従来のようなジュール熱による危険もなく、しかも、ホルダにより、導体に磁性体シートを近接させる構成であるため、構造が簡単で、小型化及び低コスト化が可能であり、取り付け場所が嵩むことがない。

（ｃ） ホルダは、第１及び第２のホルダ本体により導体を着脱自在に把持する構成になっており、更に、そのホルダに装着された磁力集中部材が、導体を挿脱自在に収容する構成になっている。そのため、サージ電流検出デバイスを導体に簡単に取り付け、又は取り外すことができる。

図１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る。 図２ａは図１中のサージ電流検出デバイス３０を示す斜視図である。 図２ｂは図２ａのサージ電流検出デバイス３０を開いた状態を示す斜視図である。 図２ｃは図２ａのサージ電流検出デバイス３０を示す左側面図である。 図２ｄは図２ａのサージ電流検出デバイス３０におけるＩ−ＩＩ線断面を示す模式図である。 図３ａは図２ｄ中の磁性体シート７０を示す模式的な断面図である。 図３ｂは図３ａ中の部分拡大図である。 図３ｃは図３ａ中の部分拡大図である。 図４ａは図１の保安器１０の対接地間（コモンモード）の動作を示す回路図である。 図４ｂは図１の保安器１０の線間（ノーマルモード）の動作を示す回路図である。 図５ａは図２ａ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的な図であって、磁性体シート７０の表面側から見た平面図である。 図５ｂは図５ａの右側面図である。 図６ａは図２ａのサージ電流検出デバイス３０を用いて試験したサージ電流検出結果７４ａを示す図である。 図６ｂは図２ａのサージ電流検出デバイス３０を用いて試験したサージ電流検出結果７４ｂを示す図である。 図６ｃは図２ａのサージ電流検出デバイス３０を用いて試験したサージ電流検出結果７４ｃを示す図である。 図６ｄは図２ａのサージ電流検出デバイス３０を用いて試験したサージ電流検出結果７４ｄを示す図である。 図７ａ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斜視図である。 図７ｂは図７ａのサージ電流検出デバイスを開いた状態を示す斜視図である。

本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

（実施例１の構成）
図１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る。

保安器１０は、通信機器等の被保護機器２５を落雷等のサージ電流から防護するものであり、接地線である導体１１（例えば、１１−１）に接続されるアース端子Ｅと、通信線、電源線等の線路である２つの導体１１−２，１１−３に接続される２つの線路側端子Ｌ１，Ｌ２と、被保護機器２５に接続される２つの機器側端子Ｔ１，Ｔ２とを有している。一方の線路側端子Ｌ１及び機器側端子Ｔ１間は、導体１１−４により接続され、他方の線路側端子Ｌ２及び機器側端子Ｔ２間も、導体１１−７により接続されている。

導体１１−４には、線間側の導体１１−５を介して、防護素子（例えば、３極避雷管である３極アレスタ）１２の第１電極が接続され、この３極アレスタ１２の第２電極が、線間側の導体１１−６を介して、導体１１−７に接続されている。３極アレスタ１２の第３電極は、アース側の導体１１−８を介して、アース端子Ｅに接続されている。各導体１１（＝１１−１〜１１−８）としては、耐電流に応じた直径（例えば、３ｍｍ〜４ｍｍ、５ｍｍ〜６ｍｍ、７ｍｍ〜１０ｍｍ等）を有する断面円形のケーブルが使用されている。

アース側の導体１１−１には、サージ電流検出デバイス３０（例えば、３０−１）が装着され、更に、線路側の導体１１−２，１１−３にもサージ電流検出デバイス３０−２，３０−３がそれぞれ装着されている。各サージ電流検出デバイス３０−１〜３０−３は、各導体１１−１〜１１−３に侵入する落雷等のサージ電流における侵入状態（例えば、侵入経路、侵入電流値の大きさ、侵入回数等）をそれぞれ検出するものであり、同一の構成である。なお、サージ電流検出デバイス３０（例えば、３０−４，３０−５，３０−６）は、保安器１０内の導体１１−５，１１−６，１１−８に装着することもできる。

図２ａ〜図２ｄは、図１中のサージ電流検出デバイス３０を示す構成図であり、図２ａはサージ電流検出デバイス３０を示す斜視図、図２ｂは図２ａのサージ電流検出デバイス３０を開いた状態を示す斜視図、図２ｃは図２ａのサージ電流検出デバイス３０を示す左側面図、及び、図２ｄは図２ａのサージ電流検出デバイス３０におけるＩ−ＩＩ線断面を示す模式図である。

サージ電流検出デバイス３０は、導体１１を着脱自在に把持するほぼ円筒状のホルダ４０と、このホルダ４０内に固定され、導体１１に侵入する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断面ほぼＵ字状の板状をなす磁力集中部材６０と、前記検出領域に位置するようにホルダ４０に固定され、前記サージ電流における侵入状態の記録が可能な方形の磁性体シート７０とにより構成されている。

ほぼ円筒状のホルダ４０の外形の寸法は、例えば、幅Ｗが１６ｍｍ、長さＤが１９ｍｍ、及び高さＨが１２ｍｍ程度である。なお、ホルダ４０の外形の寸法は、導体１１の太さ等に応じて任意の値に変更が可能である。このホルダ４０は、中心軸方向に２分割された対向する第１のホルダ本体４０−１及び第２のホルダ本体４０−２を有し、これらが合成樹脂等の絶縁部材により一体的に形成されている。第１及び第２のホルダ本体４０−１，４０−２は、一側端が２つのヒンジ部４１−１，４１−２により連結されている。第１のホルダ本体４０−１の解放側の他側端には、係合突起４２が設けられている。第２のホルダ本体４０−２の解放側の他側端には、係合突起４２と対向する位置に、係合枠４３が設けられている。これらの係合突起４２及び係合枠４３により、係合部が構成され、係合突起４２を係合枠４３内に嵌入することにより、第１及び第２のホルダ本体４０−１，４０−２の解放側の他側端が着脱自在に係止される構成になっている。

第１及び第２のホルダ本体４０−１，４０−２の一端には、円形の貫通孔４４を構成する半円孔４４ａ，４４ｂがそれぞれ形成されている。この円形の貫通孔４４を構成する半円孔４４ａ，４４ｂに対向して、第１及び第２のホルダ本体４０−１，４０−２の他端にも、円形の貫通孔４５を構成する半円孔４５ａ，４５ｂがそれぞれ形成されている。半円孔４４ａ，４４ｂにより構成される円形の貫通孔４４は、導体１１を貫通させる孔である。この貫通孔４４の周りには、複数のスリット４６が形成され、異なる太さの導体１１を貫通させることができるように、孔の大きさが伸縮自在の構造になっている。同様に、半円孔４５ａ，４５ｂにより構成される円形の貫通孔４５は、導体１１を貫通させる孔である。この貫通孔４５の周りには、複数のスリット４７が形成され、異なる太さの導体１１を貫通させることができるように、孔の大きさが伸縮自在の構造になっている。

第１のホルダ本体４０−１内には、一対の対向する収容壁４８−１，４８−２と、この収容壁４８−１，４８−２間における底部の端部に位置する係止片４９とが、設けられている。一対の対向する収容壁４８−１，４８−２間には、断面ほぼＵ字状の板状をなす磁力集中部材６０が装着され、この磁力集中部材６０が係止片４９により固定されている。

磁力集中部材６０は、断面ほぼＵ字状をなす板状の磁性体（例えば、酸化鉄、酸化クロム、コバルト、フェライト等の強磁性体）により形成され、導体１１を収容して、この導体１１に侵入する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（即ち、磁力集中部材６０の解放端６０ａ，６０ｂ間付近の領域）に高密度に集中させる機能を有している。

第２のホルダ本体４０−２内において、磁力集中部材６０の解放端６０ａ，６０ｂに対向する位置には、方形の開口部５０が形成されている。この開口部５０の周縁付近には、係止突起５１が設けられている。開口部５０には、プラスチック製等の方形の透明板５２が嵌合され、この透明板５２が係止突起５１により固定されている。透明板５２の内側には、方形の磁性体シート７０の表面が、その透明板５２に接するように配置されている。

図３ａは、図２ｄ中の磁性体シート７０を示す模式的な断面図、図３ｂ及び図３ｃは、図３ａ中の部分拡大図である。

図３ａに示すように、磁性体シート７０は、第２のホルダ本体４０−２の開口部５０に固定され、その第２のホルダ本体４０−２の内側に位置する裏面側に、シート部材７１が設けられている。シート部材７１は、プラスチック等により形成され、表示のコントラストを明瞭にするために所定の色で着色されている。シート部材７１の表面側には、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７２が設けられている。記録層７２の表面側は、この記録層７２における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７３により覆われている。透光性の保護膜７３は、例えば、プラスチック等の透明シートにより構成されている。保護膜７３の表面側は、透明板５２の裏面側に接するように配置される。

シート部材７１及び保護膜７３間の記録層７２は、そのシート部材７１の表面側に配置された複数のマイクロカプセル７２ａと、これらのマイクロカプセル７２ａ間に充填された接着剤であるバインダ７２ｂ等とにより構成されている。マイクロカプセル７２ａは、特許文献４、５等に記載されているように、磁力線により配向状態が変化する複数の磁性粉７２ａ１が、有機溶剤等の液体７２ａ２中に浮遊状態で封止されたものであり、例えば、直径が１０〜１００μｍ位の球形をしている。磁性粉７２ａ１は、保磁力の小さな鉄材等の軟磁性体に、保磁力の大きな磁石材（フェライト、ネオジム等）の硬磁性体を適度に混合して用いると、保磁力の良いマイクロカプセル７２ａが得られる。例えば、軟磁性体として、フレーク状（薄片状）で縦横比が約１０、粒子径２〜１０μｍ位のものに、硬磁性体として、フレーク状で縦横比が約５、粒子径０．１〜２μｍ位のものを３〜１５％位混合すれば、保磁力の良いマイクロカプセル７２ａが得られる。

このような構成の磁性体シート７０では、例えば、図３ｂに示すように、水平磁界Ｈｈが加わると、磁性粉７２ａ１が水平方向に配向して横に並び、外部から透明板５２を介して保護膜７３に入射する入射光Ｉｈは、磁性粉７２ａ１の表面で反射する。そのため、保護膜７３を通して磁性粉７２ａ１の表面色を目視できる。又、図３ｃに示すように、垂直磁界Ｈｖが加わると、磁性粉７２ａ１が垂直方向に配向して縦に並び、外部から透明板５２を介して保護膜７３に入射する入射光Ｉｈは、シート部材７１の表面まで届くが、反射が多く、シート部材７１の色までは見えない。そのため、例えば、シート部材７１の色が白でも赤でも、概ね全体的に黒く見える。

（サージ電流検出デバイスの取り付け方法）
サージ電流検出デバイス３０を導体１１に取り付ける方法について説明する。

図２ｂに示すように、内部に磁力集中部材６０及び磁性体シート７０が装着されたホルダ４０において、ヒンジ部４１−１，４１−２を軸として、第１のホルダ本体４０−１と第２のホルダ本体４０−２とを開く。第１のホルダ本体４０−１内に装着された断面Ｕ字状の磁力集中部材６０と半円孔４４ａ，４５ａとを、導体１１の外周に嵌め込む。次に、内部に磁性体シート７０が装着された第２のホルダ本体４０−２を、ヒンジ部４１−１，４１−２を軸として第１のホルダ本体４０−１側に閉じ、第２のホルダ本体４０−２側の係合枠４３中に、第１のホルダ本体４０−１側の係合突起４２を嵌入すれば、第１及び第２のホルダ本体４０−１，４０−２が固定される。

これにより、サージ電流検出デバイス３０が導体１１の外周に取り付けられる。この取り付け状態では、図２ｄに示すように、導体１１が磁力集中部材６０中に収容され、この磁力集中部材６０の解放端６０ａ，６０ｂ間付近が、磁性体シート７０により閉塞された状態に保持される。

（保安器の動作）
図４ａは、図１の保安器１０の対接地間（コモンモード）の動作を示す回路図である。更に、図４ｂは、図１の保安器１０の線間（ノーマルモード）の動作を示す回路図である。

図４ａの対接地間（コモンモード）において、落雷等により、導体１１−２，１１−３を介して線路側端子Ｌ１，Ｌ２から侵入したサージ電流ｉが＋極性の場合、異常電圧よってアレスタ１２が放電動作する。そのため、侵入したサージ電流ｉは、実線矢印で示すように、線路側端子Ｌ１→導体１１−４→サージ電流検出デバイス３０−５が設置された導体１１−５→アレスタ１２→導体１１−８→アース端子Ｅへと流れると共に、線路側端子Ｌ２→導体１１−７→サージ電流検出デバイス３０−６が設置された導体１１−６→アレスタ１２→導体１１−８→アース端子Ｅへと流れる。これにより、機器側端子Ｔ１，Ｔ２に接続された被保護機器２５が、サージ電流ｉから防護される。この際、サージ電流検出デバイス３０−１〜３０−６が動作する。

これに対し、導体１１−２，１１−３を介して線路側端子Ｌ１，Ｌ２から侵入したサージ電流ｉが−極性の場合、異常電圧よってアレスタ１２が放電動作し、侵入したサージ電流ｉは、破線矢印で示すように、前記とは逆方向の経路を経て線路側端子Ｌ１，Ｌ２へ流れ、機器側端子Ｔ１，Ｔ２に接続された被保護機器２５が、サージ電流ｉから防護される。この際、サージ電流検出デバイス３０−１〜３０−６が動作する。

図４ｂの線間（ノーマルモード）において、落雷等により、導体１１−２を介して線路側端子Ｌ１に＋極性のサージ電流ｉが侵入した場合、異常電圧よってアレスタ１２が放電動作する。そのため、侵入したサージ電流ｉは、実線矢印で示すように、導体１１−４→サージ電流検出デバイス３０−５が設置された導体１１−５→アレスタ１２→サージ電流検出デバイス３０−６が設置された導体１１−６→導体１１−７→線路側端子Ｌ２へと流れる。これにより、機器側端子Ｔ１，Ｔ２に接続された被保護機器２５が、サージ電流ｉから防護される。この際、サージ電流ｉはアース端子Ｅへ流れないので、サージ電流検出デバイス３０−２，３０−５，３０−６，３０−３が動作する。

これに対し、導体１１−３を介して線路側端子Ｌ２に＋極性のサージ電流ｉが侵入した場合、異常電圧よってアレスタ１２が放電動作し、侵入したサージ電流ｉは、実線矢印で示すように、前記とは逆方向の経路を経て線路側端子Ｌ１へ流れ、機器側端子Ｔ１，Ｔ２に接続された被保護機器２５が、サージ電流ｉから防護される。この際、サージ電流ｉはアース端子Ｅへ流れないので、サージ電流検出デバイス３０−３，３０−６，３０−５，３０−２が動作する。

（実施例１のサージ電流検出デバイスの動作）
図５ａは、図２ａ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的な図であって、磁性体シート７０の表面側から見た平面図である。更に、図５ｂは、図５ａの右側面図である。

図５ａに示すように、導体１１に装着されたサージ電流検出デバイス３０において、矢印の右方向へサージ電流ｉが導体１１に流れると、図５ｂに示すように、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、磁力集中部材６０のＳ極側の解放端６０ｂからＮ極側の解放端６０ａへ向かって、矢印の反時計回り方向に均等に生じる。導体１１の周囲に均等に生じた磁力線Ｍは、磁力集中部材６０により、所定の検出領域である解放端６０ａ，６０ｂ間付近に高密度に集中される。

そのため、ホルダ４０により、磁力集中部材６０の解放端６０ａ，６０ｂ間上に配置された磁性体シート７０内の記録層７２において、解放端６０ａ，６０ｂ間の上部に位置するマイクロカプセル７２ａには、水平の磁力線Ｍが加わり、マイクロカプセル７２ａ中の磁性粉７２ａ１が横に並んでこの磁性粉７２ａ１の表面色が磁性体シート７０内の保護膜７３の表面に現れる。これに対し、解放端６０ａ，６０ｂ間の斜め上部に位置するマイクロカプセル７２ａには、斜め方向の磁力線Ｍが加わり、マイクロカプセル７２ａ中の磁性粉７２ａ１が斜めに並んで若干黒くなった部分が保護膜７３の表面に現れる。これにより、解放端６０ａ，６０ｂ間の両側に対向する保護膜７３箇所には、２本の線のサージ電流検出結果７４が現れ、より鮮明に磁性粉７２ａ１の配向状態の変化を目視できる。

ここで、サージ電流検出結果７４である２本の線により、導体１１にサージ電流ｉが侵入したことを目視でき、更に、その２本の線の太さにより、サージ電流値の大きさや侵入回数を検知することができる。

図６ａ〜図６ｄは、図２ａのサージ電流検出デバイス３０を用いて試験したサージ電流検出結果７４（＝７４ａ〜７４ｄ）を示す図である。

図６ａは、サージ電流ｉが５００Ａで印加回数が１回の場合のサージ電流検出結果７４ａである。同様に、図６ｂは、サージ電流ｉが１ｋＡで印加回数が１回の場合のサージ電流検出結果７４ｂ、図６ｃは、サージ電流ｉが２ｋＡで印加回数が１回の場合のサージ電流検出結果７４ｃ、更に、図６ｄは、サージ電流ｉが２ｋＡで印加回数が３回の場合のサージ電流検出結果７４ｄである。

この図６ａ〜図６ｄから明らかなように、侵入するサージ電流値の大きさや侵入回数が増加する程、サージ電流検出結果７４（＝７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄ）である２本の線の太さが太くなっている。そのため、その２本の線の太さから、サージ電流値の大きさや侵入回数を検知することが可能になる。

（実施例１の効果）
本実施例１によれば、次の（１）〜（５）のような効果がある。

（１） 導体１１に侵入するサージ電流ｉによって発生する磁界Ｈ（＝Ｈｈ，Ｈｖ）を形成する磁力線Ｍを、磁力集中部材６０によって所定の検出領域（即ち、磁力集中部材６０の解放端６０ａ，６０ｂ間付近）に高密度に集中させ、磁性体シート７０内のマイクロカプセル７２ａ中の磁性粉７２ａ１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、より鮮明に磁性粉７２ａ１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。

（２） 前記（１）により、従来のようなジュール熱による危険もなく、しかも、ホルダ４０により、導体１１に磁性体シート７０を近接させる構成であるため、構造が簡単で、小型化及び低コスト化が可能であり、取り付け場所が嵩むことがない。

（３） ホルダ４０は、第１及び第２のホルダ本体４０−１，４０−２からなる２分割構造になっており、しかも、そのホルダ４０に装着された磁力集中部材６０が断面ほぼＵ字状になっている。そのため、第１及び第２のホルダ本体４０−１，４０−２を開いて、ほぼＵ字状の磁力集中部材６０を導体１１の外周に被せ、第１及び第２のホルダ本体４０−１，４０−２を閉じれば、サージ電流検出デバイス３０を簡単に導体１１に取り付けることができる。又、第１及び第２のホルダ本体４０−１，４０−２を開いて、導体１１から磁力集中部材６０を引き離せば、サージ電流検出デバイス３０を簡単に導体１１から取り外すことができる。

（４） 貫通孔４４，４５の周りには複数のスリット４６，４７が形成されているので、貫通孔４４，４５の大きさが伸縮し、異なる太さの導体１１に取り付けることができる。なお、複数のスリット４６，４７に代えて、貫通孔４４，４５の周りを、柔軟性を有する部材にて形成することにより、貫通孔４４，４５の大きさを伸縮自在の構造にすることも可能である。

（５） 第１及び第２のホルダ本体４０−１，４０−２からなる２分割構造のホルダ４０を一体的に形成すれば、製造が容易になり、低コスト化が可能になる。

（実施例２の構成）
図７ａ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斜視図である。更に、図７ｂは、図７ａのサージ電流検出デバイスを開いた状態を示す斜視図である。この図７ａ及び図７ｂにおいて、実施例１を示す図２ａ及び図２ｂ中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。

本実施例２のサージ電流検出デバイス３０Ａでは、実施例１のほぼ円筒状のホルダ４０とは形状の異なるほぼ角筒状のホルダ４０Ａを有している。この角筒状のホルダ４０Ａ内には、実施例１とほぼ同様の磁力集中部材６０及び磁性体シート７０が装着されている。

ほぼ角筒状のホルダ４０Ａは、中心軸方向に２分割された対向する第１のホルダ本体４０Ａ−１及び第２のホルダ本体４０Ａ−２を有し、これらが合成樹脂等の絶縁部材により一体的に形成されている。第１及び第２のホルダ本体４０Ａ−１，４０Ａ−２は、一側端が１つのヒンジ部４１により連結されている。第１のホルダ本体４０Ａ−１の解放側の他側端には、係合枠４３Ａが設けられている。第２のホルダ本体４０Ａ−２の解放側の他側端には、係合枠４３Ａと対向する位置に、係合突起４２Ａが設けられている。これらの係合突起４２Ａ及び係合枠４３Ａにより、係合部が構成され、係合突起４２Ａを係合枠４３Ａ内に嵌入することにより、第１及び第２のホルダ本体４０Ａ−１，４０Ａ−２の解放側の他側端が着脱自在に係止される構成になっている。

第１及び第２のホルダ本体４０Ａ−１，４０Ａ−２の一端には、実施例１と同様に、円形の貫通孔４４を構成する半円孔４４ａ，４４ｂがそれぞれ形成されている。この円形の貫通孔４４を構成する半円孔４４ａ，４４ｂに対向して、第１及び第２のホルダ本体４０Ａ−１，４０Ａ−２の他端にも、実施例１と同様に、円形の貫通孔４５を構成する半円孔４５ａ，４５ｂがそれぞれ形成されている。半円孔４４ａ，４４ｂにより構成される円形の貫通孔４４は、導体１１を貫通させる孔である。この貫通孔４４の周りには、実施例１と同様に、複数のスリット４６Ａが形成され、異なる太さの導体１１を貫通させることができるように、孔の大きさが伸縮自在の構造になっている。同様に、半円孔４５ａ，４５ｂにより構成される円形の貫通孔４５は、導体１１を貫通させる孔である。この貫通孔４５の周りには、実施例１と同様に、複数のスリット４７Ａが形成され、異なる太さの導体１１を貫通させることができるように、孔の大きさが伸縮自在の構造になっている。

なお、本実施例２の貫通孔４４，４５は、ほぼ角筒状のホルダ４０Ａの両端に形成されるため、実施例１に比べて孔の大きさに制約を受ける。そのため、実施例１に比べて、細い導体１１に適している。

第１のホルダ本体４０Ａ−１内には、実施例１と同様に、断面ほぼＵ字状の板状をなす磁力集中部材６０が装着されている。第２のホルダ本体４０Ａ−２内において、磁力集中部材６０の解放端６０ａ，６０ｂに対向する位置には、実施例１と同様に、方形の開口部５０が形成されている。この開口部５０には、実施例１とほぼ同様に、プラスチック製等の方形の透明板５２が固定されている。透明板５２の内側には、実施例１と同様に、方形の磁性体シート７０の表面が、その透明板５２に接するように配置されている。

（サージ電流検出デバイスの取り付け方法）
サージ電流検出デバイス３０Ａを導体１１に取り付ける方法について説明する。

図７ｂに示すように、内部に磁力集中部材６０及び磁性体シート７０が装着されたホルダ４０Ａにおいて、ヒンジ部４１を軸として、第１のホルダ本体４０Ａ−１と第２のホルダ本体４０Ａ−２とを開く。第１のホルダ本体４０Ａ−１内に装着された断面Ｕ字状の磁力集中部材６０と半円孔４４ａ，４５ａとを、導体１１の外周に嵌め込む。次に、内部に磁性体シート７０が装着された第２のホルダ本体４０Ａ−２を、ヒンジ部４１を軸として第１のホルダ本体４０Ａ−１側に閉じ、第２のホルダ本体４０Ａ−２側の係合突起４２Ａを、第１のホルダ本体４０Ａ−１側の係合枠４３Ａに嵌入すれば、第１及び第２のホルダ本体４０Ａ−１，４０Ａ−２が固定される。

これにより、サージ電流検出デバイス３０Ａが導体１１の外周に取り付けられる。この取り付け状態では、実施例１の図２ｄと同様に、導体１１が磁力集中部材６０中に収容され、この磁力集中部材６０の解放端６０ａ，６０ｂ間付近が、磁性体シート７０により閉塞された状態に保持される。

（実施例２の動作・効果）
本実施例２のサージ電流検出デバイス３０Ａでは、実施例１のサージ電流検出デバイス３０に対して全体の形状が異なるものの、実施例１と同様の動作を行い、実施例１とほぼ同様の効果を奏することができる。なお、本実施例２の貫通孔４４，４５は、ほぼ角筒状のホルダ４０Ａの両端に形成されるため、実施例１に比べて孔の大きさに制約を受け、実施例１に比べて、細い導体１１に適している。

（実施例１、２の変形例）
本発明は、上記実施例１、２に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ｉ）〜（ｉｉｉ）のようなものがある。

（ｉ） 磁力集中部材６０及び磁性体シート７０を装着するためのホルダ４０，４０Ａは、図示以外の形状や構造に変形しても良い。例えば、図２ｂ及び図７ｂにおいて、ホルダ４０，４０Ａ中のヒンジ部４１−１，４１−２，４１を除去して、第１のホルダ本体４０−１，４０−１Ａと第２のホルダ本体４０−２，４０−２Ａとを分離し、第１のホルダ本体４０−１，４０Ａ−１と第２のホルダ本体４０−２，４０−２Ａとの接合箇所に、凹凸等の嵌脱自在の嵌合部を設ける。このような構成にすれば、第１のホルダ本体４０−１，４０Ａ−１と第２のホルダ本体４０−２，４０−２Ａとにより、導体１１を挟持し、その第１のホルダ本体４０−１，４０Ａ−１と第２のホルダ本体４０−２，４０−２Ａとを嵌合部で嵌合すれば、サージ電流検出デバイス３０，３０Ａを簡単に導体１１に取り付けることができる。

（ｉｉ） 磁力集中部材６０及び磁性体シート７０は、図示以外の他の形状や構造に変形しても良い。

（ｉｉｉ） 実施例１、２のサージ電流検出デバイス３０，３０Ａに適用される保安器１０は、図１の保安器１０の回路構成に限定されず、種々の回路構成の保安器に適用可能である。

１０ 保安器
１１，１１−１〜１１−８ 導体
１２ アレスタ
３０，３０Ａ サージ電流検出デバイス
４０，４０Ａ ホルダ
４０−１，４０Ａ−１ 第１のホルダ本体
４０−２，４０Ａ−２ 第２のホルダ本体
４１，４１−１，４１−２ ヒンジ部
４２，４２Ａ 係合突起
４３，４３Ａ 係合枠
４４，４５ 貫通孔
６０ 磁力集中部材
７０ 磁性体シート
７１ シート部材
７２ 記録層
７３ 保護膜

Claims (5)

1. 導体に対して着脱自在に取り付けられ、前記導体に侵入する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、
   対向する第１及び第２のホルダ本体を有し、前記第１及び第２のホルダ本体により前記導体を着脱自在に把持するホルダと、
   前記第１のホルダ本体側に装着され、前記導体を挿脱自在に収容し、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性体からなる磁力集中部材と、
   前記検出領域に位置するように前記第２のホルダ本体側に装着され、前記サージ電流を検出す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、
   を有することを特徴とするサージ電流検出デバイス。
2. 前記磁力集中部材は、
   前記導体を挿脱自在に収容する断面ほぼＵ字状をなす板状の前記磁性体により形成され、
   前記検出領域は、
   前記ほぼＵ字状の解放端間付近の領域であることを特徴とする請求項１記載のサージ電流検出デバイス。
3. 前記第１及び第２のホルダ本体には、
   前記導体を貫通させる貫通孔が形成され、前記貫通孔の大きさが伸縮自在の構造になっていることを特徴とする請求項１記載のサージ電流検出デバイス。
4. 前記貫通孔は、前記貫通孔の周りにスリットが形成されて、前記貫通孔の大きさが伸縮自在の構造になっていることを特徴とする請求項３記載のサージ電流検出デバイス。
5. 前記第１及び第２のホルダ本体は、
   一端がヒンジ部により連結され、
   他端が解放されて係合部により着脱自在に係止される構成になっていることを特徴とする請求項１記載のサージ電流検出デバイス。

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