JP7103727B1 - 雷サージ保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】停電時の誤検出を防止する。【解決手段】雷サージ保護装置は、一端が接地される非線形素子の他端側に非線形素子に対して直列に設けられ、非線形素子の故障時に非線形素子を電源線路から切り離すものであって、直列に接続された過電流分離器と熱分離器とを含む保護回路と、非線形素子の他端側の電圧に基づいて、保護回路の開放故障を検出する故障検出回路と、保護回路の電源線路側の電圧に基づいて、電源線路の停電状態を検出する停電検出回路と、故障検出回路の検出結果と停電検出回路の検出結果とに基づいて故障アラームを出力するための接点とを備え、故障検出回路は、復電した場合に、停電検出回路よりも早く応答して、停電検出回路の検出結果の出力をマスクすることで、停電検出回路による停電状態の検出結果によって故障アラームが出力されないように形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、雷サージ保護装置に関する。

特許文献１には、次のような避雷器が記載されている。すなわち、特許文献１に記載されている避雷器は、避雷素子と、避雷素子の劣化または破損時に溶断して避雷素子を電路から切り離すヒューズと、ヒューズを介して電源線間に入力側が接続されたフォトカプラとを備え、フォトカプラの出力側を外部の通信線に接続する。特許文献１に記載されている避雷器では、ヒューズが溶断した場合、フォトカプラの入力側への通電がなくなるため、フォトカプラの出力側がオフし、異常状態であることが外部へ通知される。

特開２００５－３４１６８１号公報

上述したように、特許文献１に記載されている避雷器では、フォトカプラの入力側への電源線間から通電が無くなった場合に異常状態が検出される。この構成では、停電時にもフォトカプラの入力側への電源線間から通電が無くなるため、停電時に誤検出が発生する場合があるという課題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、停電時の誤検出を防止することができる雷サージ保護装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、一端が接地される非線形素子の他端側に前記非線形素子に対して直列に設けられ、前記非線形素子の故障時に前記非線形素子を電源線路から切り離すものであって、直列に接続された過電流分離器と熱分離器とを含む保護回路と、前記非線形素子の他端側の電圧に基づいて、前記保護回路の開放故障を検出する故障検出回路と、前記保護回路の電源線路側の電圧に基づいて、前記電源線路の停電状態を検出する停電検出回路と、前記故障検出回路の検出結果と前記停電検出回路の検出結果とに基づいて故障アラームを出力するための接点とを備え、前記故障検出回路は、復電した場合に、前記停電検出回路よりも早く応答して、前記停電検出回路の検出結果の出力をマスクすることで、前記停電検出回路による停電状態の検出結果によって前記故障アラームが出力されないように形成されている雷サージ保護装置である。

また、本発明の一態様は、前記停電検出回路は、前記接点を駆動させる駆動回路を含み、前記駆動回路は、前記停電検出回路が停電を検出した場合に、前記故障検出回路による前記保護回路の開放故障の検出結果によらず、前記故障アラームを出力させないように形成されている。

また、本発明の一態様は、前記故障検出回路は、前記非線形素子の他端側の線間電圧を整流する第１整流回路を備え、前記停電検出回路は、前記保護回路の電源線路側の線間電圧を整流する第２整流回路と、前記第１整流回路の出力電圧に応答するスイッチと、前記スイッチと直列に接続された直列回路を形成する前記駆動回路であって、前記直列回路が前記第２整流回路の出力に並列に接続され、前記スイッチの状態と前記第２整流回路の出力電圧とにより定まる電圧に応答して、前記接点のオン／オフを切り替える前記駆動回路とを備える。

また、本発明の一態様は、前記駆動回路はコイルを備え、前記コイルには、前記電源線路の停電状態から復電状態に遷移する際の応答を遅らせる時定数回路が並列に接続されている。

また、本発明の一態様は、前記故障検出回路と、前記停電検出回路は、前記電源線路に掛かる電圧を電源にする。

また、本発明の一態様は、前記接点と前記駆動回路は、第１リレーを成す。

また、本発明の一態様は、前記故障検出回路は、前記非線形素子の他端側の線間電圧を整流する第１整流回路と、前記第１整流回路の出力電圧に応答するフォトダイオードと、を備え、前記停電検出回路は、前記保護回路の電源線路側の線間電圧を整流する第２整流回路と、前記フォトダイオードに応答するフォトトランジスタと、前記フォトトランジスタに応答する半導体スイッチと、前記半導体スイッチと直列に接続された直列回路を形成する前記駆動回路であって、前記直列回路が前記第２整流回路の出力に並列に接続され、前記半導体スイッチの状態と前記第２整流回路の出力電圧とにより定まる電圧に応答して、前記接点のオン／オフを切り替える前記駆動回路とを備える。

本発明の各態様によれば、停電時の誤検出を防止することができる。

本発明の第１実施形態に係るＳＰＤの構成例を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るＳＰＤの動作例を示すタイミングチャートである。 本発明の第１実施形態に係るＳＰＤの動作例を示すタイミングチャートである。 本発明の第１実施形態に係るＳＰＤの動作例を示すタイミングチャートである。 本発明の第１実施形態に係るＳＰＤの動作例との比較例を示すタイミングチャートである。 本発明の第１実施形態に係るリレーコイルの周辺回路例を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るリレーコイルの周辺回路例を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係るＳＰＤの構成例を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同一または対応する構成には同一の符号を用いて説明を適宜省略する。

＜第１実施形態＞
（ＳＰＤの構成例および動作例）
図１は、本発明の第１実施形態に係るＳＰＤの構成例を示すブロック図である。図２～図４は、本発明の第１実施形態に係るＳＰＤの動作例を示すタイミングチャートである。図５は、本発明の第１実施形態に係るＳＰＤの動作例との比較例を示すタイミングチャートである。図６Ａおよび図６Ｂは、本発明の第１実施形態に係るリレーコイルの周辺回路例を示すブロック図である。

図１に示すＳＰＤ（Ｓｕｒｇｅ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ）１０は、本発明の実施形態に係る雷サージ保護装置の一構成例であって、避雷器、サージ防護デバイス等とも呼ばれる。ＳＰＤ１０は、電源線Ｌ１およびＬ２に接続される電源端子Ｔ１およびＴ２と、接地端子Ｔ３と、外部の通信線に接続される警報接点出力端子である出力端子Ｔ１１、Ｔ１２およびＴ１３とを備える。なお、電源線Ｌ１およびＬ２の一方は電圧線、他方は中性線（接地線）である。

図１に示すＳＰＤ１０は、金属酸化物バリスタＭＯＶ１およびＭＯＶ２（以下、バリスタＭＯＶ１およびＭＯＶ２と称する）と、保護回路１１と、故障検出回路１２と、停電検出回路１３と、リレー（１）接点（接点）８とを備える。

別の観点でＳＰＤ１０の構成を整理する。ＳＰＤ１０は、リレー（１）ＲＹ１と、リレー（２）ＲＹ２を備える。リレー（１）ＲＹ１は、リレー（１）コイル７と、Ｃ接点のリレー（１）接点８を備える。リレー（２）ＲＹ２は、リレー（２）コイル５と、Ｂ接点のリレー（２）Ｂ接点６を備える。リレー（１）接点８は、コモン端子とＡ接点端子（ノーマリーオープン端子）とＢ接点端子（ノーマリークローズ端子）を備え、コモン端子を出力端子Ｔ１１に、Ａ接点端子を出力端子Ｔ１２に、Ｂ接点端子を出力端子Ｔ１３に、それぞれ接続する。なお、リレー（１）コイル７とリレー（２）コイル５には、後述する図示していない保護ダイオードがそれぞれ並列に接続されている。

リレー（１）ＲＹ１は、リレー（１）コイル７が通電されると（定格電圧が印加されると）、リレー（１）接点８のコモン端子とＡ接点端子間をオン（閉成）し、コモン端子とＢ接点端子間をオフ（開放）する。また、リレー（１）ＲＹ１は、リレー（１）コイル７が通電していない場合、リレー（１）接点８のコモン端子とＡ接点端子間をオフし、コモン端子とＢ接点端子間をオンする。リレー（２）ＲＹ２は、リレー（２）コイル５が通電されると、リレー（２）Ｂ接点６の端子間をオフする。また、リレー（２）ＲＹ２は、リレー（２）コイル５が通電していない場合、リレー（２）Ｂ接点６の端子間をオンする。

リレー（２）Ｂ接点６とリレー（１）コイル７は、停電検出回路１３に含まれる。リレー（２）コイル５は、故障検出回路１２に含まれる。

バリスタＭＯＶ１およびＭＯＶ２は、雷サージ吸収用の非線形素子であるサージ防護素子である。バリスタＭＯＶ１の一端とバリスタＭＯＶ２の一端は接地端子Ｔ３に接続され、接地される。バリスタＭＯＶ１の他端とバリスタＭＯＶ２の他端は、保護回路１１内の熱分離器３の一端と熱分離器４の一端に接続される。なお、サージ防護素子としては、金属酸化物バリスタのほか、ガス入り放電管、アバランシェブレークダイオード、サージ防護サイリスタ等がある。サージ防護素子は、それらを単独あるいは組み合わせて用いることができる。

保護回路１１は、直列接続された過電流分離器１および熱分離器３と、直列接続された過電流分離器２および熱分離器４とを備える。熱分離器３の一端はバリスタＭＯＶ１の他端に接続され、熱分離器３の他端は過電流分離器１の一端に接続されている。過電流分離器１の他端は電源端子Ｔ１に接続されている。熱分離器４の一端はバリスタＭＯＶ２の他端に接続され、熱分離器４の他端は過電流分離器２の一端に接続されている。過電流分離器２の他端は電源端子Ｔ２に接続されている。

例えば、過電流分離器１、熱分離器３およびバリスタＭＯＶ１は、一体的に構成されている。また、例えば、過電流分離器２、熱分離器４およびバリスタＭＯＶ２は、一体的に構成されている。過電流分離器１および２は例えば電流ヒューズであり、過電流が流れた場合に回路を遮断する。熱分離器３および４は、例えば、プリテンションがかけられたバリスタＭＯＶ１およびＭＯＶ２内部導体どうしを低融点合金で接合した分離器で、バリスタＭＯＶ１およびＭＯＶ２が劣化するとその発熱で低融点合金が溶けて導体が変形し回路を遮断する。

バリスタＭＯＶ１、ＭＯＶ２等のサージ防護素子は、サージの繰り返し印加や、過電圧、経年劣化などで絶縁性能が低下して発熱したり、短絡故障（ショートモード）が生じて過電流が流れたりする場合がある。保護回路１１は、絶縁性能が低下した劣化状態の下での利用を防止及び故障状態の下での継続的な利用を防止することにより、劣化状態と故障状態に起因する２次災害の発生を抑制するようにサージ防護素子を電源系統から遮断して安全性を確保するため、発熱の保護に対しては熱分離器３および４、過電流の保護に対し過電流分離器１および２を備える。

なお、保護回路１１は、バリスタＭＯＶ１およびＭＯＶ２の劣化による漏れ電流増加によるサージ防護素子の発熱により、またはバリスタＭＯＶ１およびＭＯＶ２がショートモードで破壊した後の短絡電流により、バリスタＭＯＶ１およびＭＯＶ２の回路を遮断するように構成されている。前者の場合には熱分離器が、後者の場合には過電流分離器が、劣化した、または破壊したバリスタを回路から遮断する。この場合、保護回路１１に開放故障（過電流分離器１および２と熱分離器３および４のいずれかが遮断した状態）が発生したときに、バリスタＭＯＶ１、ＭＯＶ２は一定の抵抗値（例えば各コイルの抵抗値より大きい抵抗値）を保持する。

故障検出回路１２は、保護回路１１の開放故障（過電流分離器１および２と熱分離器３および４のいずれかが遮断した状態）を検出する回路である。故障検出回路１２は、整流回路ＲＣ１と、リレー（２）コイル５を備える。整流回路ＲＣ１は、例えば全波整流回路であり、バリスタＭＯＶ１と保護回路１１（熱分離器３）の接続点とバリスタＭＯＶ２と保護回路１１（熱分離器４）の接続点とを交流入力に接続し、リレー（２）コイル５の両端に直流出力を接続する。整流回路ＲＣ１は、一方、保護回路１１が正常な場合（過電流分離器１および２と熱分離器３および４がすべて遮断していない場合）、電源線Ｌ１およびＬ２間の線間交流電圧を整流して所定電圧の直流電圧を出力し、リレー（２）コイル５にコイルの定格電圧を印加する（リレー（２）コイル５を通電状態とする）。整流回路ＲＣ１は、他方、保護回路１１が異常な場合（過電流分離器１および２と熱分離器３および４のいずれかが遮断した場合）、直流出力から、リレー（２）コイル５に対してコイルの定格電圧を印加できなくなる（リレー（２）コイル５が非通電状態となる）。したがって、故障検出回路１２は、保護回路１１が正常な場合、リレー（２）接点Ｂ６をオフし、保護回路１１が異常な場合（開放故障を検出した場合）、リレー（２）接点Ｂ６をオンする。

停電検出回路１３は、電源線Ｌ１およびＬ２の停電を検出する回路である。停電検出回路１３は、整流回路ＲＣ２と、リレー（２）Ｂ接点６と、リレー（１）コイル７とを備える。整流回路ＲＣ２は、例えば全波整流回路であり、電源端子Ｔ１と電源端子Ｔ２を交流入力に接続し、リレー（２）Ｂ接点６とリレー（１）コイル７の直列回路の両端に直流出力を接続する。

一方、停電が発生していない場合で、保護回路１１が正常なとき、リレー（２）接点Ｂ６はオフなので、整流回路ＲＣ２が出力した直流電圧はリレー（１）コイル７に印加されない（リレー（１）コイル７を非通電状態とする）。この場合、リレー（１）接点８のＡ接点端子とコモン端子間（出力端子Ｔ１２と出力端子Ｔ１１間）はオフする。また、停電が発生していない場合で、保護回路１１が異常なとき、リレー（２）接点Ｂ６はオンなので、整流回路ＲＣ２は、電源線Ｌ１およびＬ２間の線間交流電圧を整流して所定電圧の直流電圧を出力し、リレー（１）コイル７にコイルの定格電圧を印加する（リレー（１）コイル７を通電状態とする）。この場合、リレー（１）接点８のＡ接点端子とコモン端子間（出力端子Ｔ１２と出力端子Ｔ１１間）はオンする。

他方、停電が発生している場合、整流回路ＲＣ２の直流出力はゼロとなるので、リレー（１）コイル７には定格電圧が印加されない（リレー（１）コイル７は非通電状態となる）。この場合、リレー（１）接点８のＡ接点端子とコモン端子間（出力端子Ｔ１２と出力端子Ｔ１１間）はオフする。

ここで、図２～図４を参照して、ＳＰＤ１０の動作例について説明する。図２は、停電が発生していない状態において、時刻ｔ１で保護回路１１の開放故障が発生した動作例を示す。図２に示す例において、開放故障が発生する前は、リレー（２）コイル５が通電状態、リレー（２）Ｂ接点６がオフ、リレー（１）コイル７が非通電状態、リレー（１）接点８のＡ接点がオフである。時刻ｔ１で保護回路１１に開放故障が発生すると、まず、リレー（２）コイル５が非通電状態となる。次に、リレー（２）コイル５が非通電状態となるのに応じて、リレー（２）Ｂ接点６がオンする。次に、リレー（２）Ｂ接点６がオンになるのに応じて、リレー（１）コイル７が通電状態となる。そして、リレー（１）コイル７が通電状態となるのに応じて、リレー（１）接点８のＡ接点がオンし、警報が出力される。

図３は、保護回路１１が正常な場合に、時刻ｔ２で停電が発生したときの動作例を示す。図３に示す例において、停電が発生する前は、リレー（２）コイル５が通電状態、リレー（２）Ｂ接点６がオフ、リレー（１）コイル７が非通電状態、リレー（１）接点８のＡ接点がオフである。時刻ｔ２で停電が発生すると、リレー（２）コイル５が非通電状態となり、これに応じて、リレー（２）Ｂ接点６がオンする。一方、停電によって、整流回路ＲＣ２の直流出力はゼロとなるので、リレー（１）コイル７は非通電状態のままであり、リレー（１）接点８のＡ接点はオフのままとなるので、警報は出力されない。

図４は、保護回路１１が正常な場合に、時刻ｔ３０で停電が復電したときの動作例を示す。なお、図４は、リレー（２）ＲＹ２の動作時間Ｔ２がリレー（１）ＲＹ１の動作時間Ｔ１より小さい（短い）場合の動作例を示す。図４に示す例において、停電時には、リレー（２）コイル５が非通電状態、リレー（２）Ｂ接点６がオン、リレー（１）コイル７が非通電状態、リレー（１）接点８のＡ接点がオフである。時刻ｔ３０で復電すると、リレー（２）コイル５とリレー（１）コイル７が通電状態となる。次に、リレー（２）ＲＹ２の動作時間Ｔ２内の例えば時刻ｔ３１で、リレー（２）Ｂ接点６がオフする。次に、時刻ｔ３１でリレー（２）Ｂ接点６がオフしたことに応じて、リレー（１）コイル７が非通電状態となる。リレー（２）ＲＹ２の動作時間Ｔ２がリレー（１）ＲＹ１の動作時間Ｔ１より小さい場合に、リレー（１）コイル７が復電時に一旦導通状態となった後、非通電状態となるまでの時間がリレー（１）ＲＹ１の動作時間Ｔ１より十分（誤検出が発生しないように）小さければ、リレー（１）接点８のＡ接点のオフ状態を継続させることができる。

図５は、図４に対する比較例であって、リレー（２）ＲＹ２の動作時間Ｔ２がリレー（１）ＲＹ１の動作時間以上である場合の動作例を示す。図５は、保護回路１１が正常な場合に、時刻ｔ３０で停電が復電したときの動作例を示す。図５に示す例において、停電時には、リレー（２）コイル５が非通電状態、リレー（２）Ｂ接点６がオン、リレー（１）コイル７が非通電状態、リレー（１）接点８のＡ接点がオフである。時刻ｔ３０で復電すると、リレー（２）コイル５とリレー（１）コイル７が通電状態となる。次に、リレー（２）ＲＹ２の動作時間Ｔ２内の例えば時刻ｔ３１で、リレー（２）Ｂ接点６がオフする。次に、時刻ｔ３１でリレー（２）Ｂ接点６がオフしたことに応じて、リレー（１）コイル７が非通電状態となる。この場合、図５に示すように、リレー（２）ＲＹ２の動作時間Ｔ２がリレー（１）ＲＹ１の動作時間以上である場合、リレー（１）コイル７が復電時に一旦導通状態となった後、非通電状態となるまでの時間で、リレー（１）接点８のＡ接点は短時間、オン状態となり、誤警報出力が発生することが考えられる。

使用する接点を、リレー（２）ＲＹ２ではＢ接点、リレー（１）ＲＹ１ではＡ接点とする場合、接点部の機構が同等であれば、動作時間は、通常、リレー（２）ＲＹ２の方がリレー（１）ＲＹ１より小さい。この場合、図４に示すように、復電時に誤警報を防止することができる。しかしながら、リレー（２）ＲＹ２の動作時間がリレー（１）ＲＹ１の動作時間より大きい場合、例えば、図６Ａに示すように、リレー（１）コイル７に、電源線Ｌ１およびＬ２からなる電源線路の停電状態から復電状態に遷移する際の応答を遅らせる時定数回路７１が並列に接続することで、復電時に、リレー（２）ＲＹ２の接点が動作するまでの時間を、リレー（１）ＲＹ１の接点が動作するまでの時間より小さくすることができ、誤警報の発生を防止することができる。図６Ａに示す例では、リレー（１）コイル７に対して保護ダイオードＤ１と並列に時定数回路７１が接続されている。時定数回路７１は、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の直列回路である。一方、図６Ｂに示すようにリレー（２）コイル５に対して保護ダイオードＤ２のみを並列に接続する。

（補足説明および作用・効果）
本実施形態に係るＳＰＤ１０には、２つの過電流分離器１および２ならびに２つの熱分離器３および４があり、電源側に整流回路ＲＣ２、サージ防護素子側（バリスタＭＯＶ１および２側）に整流回路ＲＣ１がある。整流回路ＲＣ２の後段には、リレー（２）ＲＹ２のコモンとＢ接点（リレー（２）Ｂ接点６）、リレー（１）ＲＹ１のコイル（リレー（１）コイル７）が直列接続されている。整流回路ＲＣ１の後段にはリレー（２）コイル５が接続されている。リレー（１）接点８は、過電流分離器１および２、熱分離器３および４のいずれか、または両方の溶断により、ＳＰＤ１０の故障状態を出力する警報接点である。

通常時に、サージ防護素子（バリスタＭＯＶ１および２）が劣化した場合には、過電流分離器１および２、熱分離器３および４のいずれか、または両方が溶断するため、リレー（２）コイル５への電圧が無くなり、励磁電流が無くなるため、リレー（２）Ｂ接点６がＯＮになる。それにより、リレー（１）コイル７に電圧が加わり、励磁電流が流れ、リレー（１）接点８で警報が出力（Ａ接点）される。

停電発生時で、過電流分離器１および２、熱分離器３および４のいずれか、または両方が溶断していない場合には、リレー（２）コイル５への電圧が無くなり、励磁電流が無くなるため、リレー（２）Ｂ接点６がＯＮになる。しかし、電源線Ｌ１およびＬ２からの電圧もないため、リレー（１）コイル７には電圧がかからず、励磁電流が流れないため、リレー（１）接点８から警報が出力（Ａ接点）されない。

なお、復電直後に、リレー（１）ＲＹ１からの誤警報出力防止のため、リレー（２）ＲＹ２は、リレー（１）ＲＹ１よりも動作速度を速くしておく。

本実施形態のＳＰＤ１０は、その内部回路を機能させるための専用の電源（外部電源及び電池）が不要で、停電した場合にも警報接点出力が行われない回路を有する。上記では電源線が２線の場合を示したが、３線の場合には例えば故障検出回路１２を１つ追加し、２つの故障検出回路１２の整流回路ＲＣ１の各入力を、３個のバリスタの同一ではない各１対のバリスタの各他端に接続する。さらに、２つの故障検出回路１２が有する各リレー（２）コイルで駆動される各リレー（２）Ｂ接点を停電検出回路１３内で直列に接続する。

以上のように、本実施形態に係るＳＰＤ１０によれば、停電時の誤検出を防止することができる。

＜第２実施形態＞
図７は、本発明の第２実施形態に係るＳＰＤの構成例を示すブロック図である。図７に示すＳＰＤ１０ａは、図１に示すリレー（２）ＲＹ２に対応する構成を、半導体素子を用いて構成する点が図１に示すＳＰＤ１０と異なる。図７に示すＳＰＤ１０ａは、図１に示すＳＰＤ１０と比較して、図１に示す故障検出回路１２に対応する故障検出回路１２ａの内部回路と、図１に示す停電検出回路１３に対応する停電検出回路１３ａの内部回路が異なる。図７に示す故障検出回路１２ａは、図１に示すリレー（２）コイル５に代えて、フォトカプラＰＣ１のフォトダイオードＰＤ１と抵抗Ｒ１１の直列回路を有する。整流回路ＲＣ１の正側出力がフォトダイオードＰＤ１のアノードに接続され、フォトダイオードＰＤ１のカソードが抵抗Ｒ１１の一端に接続され、抵抗Ｒ１１の他端が整流回路ＲＣ１の負側出力に接続されている。

図７に示す停電検出回路１３ａは、図１に示すリレー（２）Ｂ接点６に代えてｐ型ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）ＦＥＴ１（以下、ＦＥＴ１という）を有するともに、ＦＥＴ１の駆動回路を構成するフォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタＰＴ１と抵抗Ｒ１２を有する。なお、図７では、整流回路ＲＣ２の負側出力を基準電位（ＧＮＤ）としている。ＦＥＴ１のソースとフォトトランジスタＰＴ１のコレクタは、整流回路ＲＣ２の正側出力に接続されている。ＦＥＴ１のドレインはリレー（１）コイル７の一端に接続されている。リレー（１）コイル７の他端は、基準電位（ＧＮＤ）に接続されている。フォトトランジスタＰＴ１のエミッタと抵抗Ｒ１２の一端はＦＥＴ１のゲートに接続されている。抵抗Ｒ１２の他端は、基準電位（ＧＮＤ）に接続されている。

図７に示すＳＰＤ１０ａでは、整流回路ＲＣ１が所定の直流電圧を出力した場合、フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタＰＴ１がオンし、ＦＥＴ１のゲート電位をオフさせる電位にするので、ＦＴＥ１のソース－ドレイン間がオフする。一方、整流回路ＲＣ１が所定の直流電圧を出力しなかった場合、フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタＰＴ１がオフし、ＦＥＴ１のゲート電位をオンさせる電位にするので、ＦＴＥ１のソース－ドレイン間がオンする。したがって、ＦＥＴ１のソース－ドレイン間が、図１に示すリレー（２）Ｂ接点６と同様にオンまたはオフする。

なお、第２実施形態においても、図６Ａに示す構成を有していてもよい。

本実施形態においても第１実施形態と同様に、本実施形態に係るＳＰＤ１０ａによれば、停電時の誤検出を防止することができる。また、ＦＥＴ１の動作は、リレー（１）接点８の動作に対して容易に速めることができるので、復電時の誤警報を容易に防止することができる。

バリスタＭＯＶ１、ＭＯＶ２等のサージ防護素子が故障した場合に、サージ防護素子の故障モードにかかわらず、熱分離器と過電流分離器の動作を正確に検知できるようになり、停電発生時などに警報接点が誤動作することを防止できるため、これまで必要であった、不要な保守駆付けが不要になることで、設備保守の効率化が可能になった。

また、警報出力接点に、通常のリレーなどの市販部品を使い、電気回路的に機能を実現するため、従来の熱分離器のような複雑な機構を省略できるため、製品の製造組立が容易になり、製品コストの低減が可能になった。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して説明してきたが、具体的な構成は上記実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

（各実施形態の態様）
本発明の各実施形態の態様は、次のように把握することができる。

第１の態様の雷サージ保護装置（ＳＰＤ１０、ＳＰＤ１０ａ）は、一端が接地される非線形素子（バリスタＭＯＶ１、ＭＯＶ２）の他端側に前記非線形素子に対して直列に設けられ、前記非線形素子の故障時に前記非線形素子を電源線路（電源線Ｌ１、Ｌ２）から切り離すものであって、直列に接続された過電流分離器（１、２）と熱分離器（３、４）とを含む保護回路（１１）と、前記非線形素子の他端側の電圧に基づいて、前記保護回路１１の開放故障を検出する故障検出回路（１２、１２ａ）と、前記保護回路の電源線路側の電圧に基づいて、前記電源線路の停電状態を検出する停電検出回路（１３、１３ａ）と、前記故障検出回路の検出結果と前記停電検出回路の検出結果とに基づいて故障アラームを出力するための接点（リレー（１）接点８）とを備え、前記故障検出回路は、復電した場合に、前記停電検出回路よりも早く応答して、前記停電検出回路の検出結果の出力をマスクすることで、前記停電検出回路による停電状態の検出結果によって前記故障アラーム（リレー（１）接点８のＡ接点）が出力されないように形成されている。

第２の態様の雷サージ保護装置（ＳＰＤ１０、ＳＰＤ１０ａ）は、第１の態様の雷サージ保護装置であって、前記停電検出回路は、前記接点を駆動させる駆動回路（リレー（１）コイル７）を含み、前記駆動回路は、前記停電検出回路が停電を検出した場合に、前記故障検出回路による前記保護回路の開放故障の検出結果によらず、前記故障アラームを出力させないように形成されている。

第３の態様の雷サージ保護装置（ＳＰＤ１０、ＳＰＤ１０ａ）は、第２の態様の雷サージ保護装置であって、前記故障検出回路は、前記非線形素子の他端側の線間電圧を整流する第１整流回路（整流回路ＲＣ１）を備え、前記停電検出回路は、前記保護回路の電源線路側の線間電圧を整流する第２整流回路（整流回路ＲＣ２）と、前記第１整流回路の出力電圧に応答するスイッチ（リレー（２）Ｂ接点６、ＦＥＴ１）と、前記スイッチと直列に接続された直列回路を形成する前記駆動回路であって、前記直列回路が前記第２整流回路の出力に並列に接続され、前記スイッチの状態と前記第２整流回路の出力電圧とにより定まる電圧に応答して、前記接点のオン／オフを切り替える前記駆動回路とを備える。

第４の態様の雷サージ保護装置（ＳＰＤ１０、ＳＰＤ１０ａ）は、第３の態様の雷サージ保護装置であって、前記駆動回路はコイル（リレー（１）コイル７）を備え、前記コイルには、前記電源線路の停電状態から復電状態に遷移する際の応答を遅らせる時定数回路（７１）が並列に接続されている。

第５の態様の雷サージ保護装置（ＳＰＤ１０、ＳＰＤ１０ａ）は、第２または第３の態様の雷サージ保護装置であって、前記故障検出回路と、前記停電検出回路は、前記電源線路に掛かる電圧を電源にする。

第６の態様の雷サージ保護装置（ＳＰＤ１０、ＳＰＤ１０ａ）は、第１～第５の態様の雷サージ保護装置であって、前記接点と前記駆動回路は、第１リレー（リレー（１）ＲＹ１）を成す。

第７の態様の雷サージ保護装置（ＳＰＤ１０ａ）は、第２の態様の雷サージ保護装置であって、前記故障検出回路（１２ａ）は、前記非線形素子の他端側の線間電圧を整流する第１整流回路（整流回路ＲＣ１）と、前記第１整流回路の出力電圧に応答するフォトダイオード（ＰＤ１）と、を備え、前記停電検出回路（１３ａ）は、前記保護回路の電源線路側の線間電圧を整流する第２整流回路（整流回路ＲＣ２）と、前記フォトダイオードに応答するフォトトランジスタ（ＰＴ１）と、前記フォトトランジスタに応答する半導体スイッチ（ＦＥＴ１）と、前記半導体スイッチと直列に接続された直列回路を形成する前記駆動回路であって、前記直列回路が前記第２整流回路の出力に並列に接続され、前記半導体スイッチの状態と前記第２整流回路の出力電圧とにより定まる電圧に応答して、前記接点のオン／オフを切り替える前記駆動回路（リレー（１）コイル７）とを備える。

なお、雷サージ保護装置（ＳＰＤ１０ａ）は、電源線の接地、非接地方式の２線式または３線式で構成された電源線路に適用可能である。また、雷サージ保護装置（ＳＰＤ１０ａ）は、交流電源又は直流電源が接続される電源線路に適用可能である。

１０、１０ａ ＳＰＤ（雷サージ保護装置）
１、２ 過電流分離器
３、４ 熱分離器
５ リレー（２）コイル
６ リレー（２）Ｂ接点
７ リレー（１）コイル
８ リレー（１）接点（接点）
１１ 保護回路
１２、１２ａ 故障検出回路
１３、１３ａ 停電検出回路
ＭＯＶ１、ＭＯＶ２ バリスタ（非線形素子）
ＲＣ１、ＲＣ２ 整流回路
ＦＥＴ１ ｐ型ＭＯＳＦＥＴ
ＰＣ１ フォトカプラ
ＰＤ１ フォトダイオード
ＰＴ１ フォトトランジスタ

Claims (7)

1. 一端が接地される非線形素子の他端側に前記非線形素子に対して直列に設けられ、前記非線形素子の故障時に前記非線形素子を電源線路から切り離すものであって、直列に接続された過電流分離器と熱分離器とを含む保護回路と、
   前記非線形素子の他端側の電圧に基づいて、前記保護回路の開放故障を検出する故障検出回路と、
   前記保護回路の電源線路側の電圧に基づいて、前記電源線路の停電状態を検出する停電検出回路と、
   前記故障検出回路の検出結果と前記停電検出回路の検出結果とに基づいて故障アラームを出力するための接点と
   を備え、
   前記故障検出回路は、復電した場合に、前記停電検出回路よりも早く応答して、前記停電検出回路の検出結果の出力をマスクすることで、前記停電検出回路による停電状態の検出結果によって前記故障アラームが出力されないように形成されている
   雷サージ保護装置。
2. 前記停電検出回路は、前記接点を駆動させる駆動回路を含み、
   前記駆動回路は、前記停電検出回路が停電を検出した場合に、前記故障検出回路による前記保護回路の開放故障の検出結果によらず、前記故障アラームを出力させないように形成されている
   請求項１に記載の雷サージ保護装置。
3. 前記故障検出回路は、
   前記非線形素子の他端側の線間電圧を整流する第１整流回路
   を備え、
   前記停電検出回路は、
   前記保護回路の電源線路側の線間電圧を整流する第２整流回路と、
   前記第１整流回路の出力電圧に応答するスイッチと、
   前記スイッチと直列に接続された直列回路を形成する前記駆動回路であって、前記直列回路が前記第２整流回路の出力に並列に接続され、前記スイッチの状態と前記第２整流回路の出力電圧とにより定まる電圧に応答して、前記接点のオン／オフを切り替える前記駆動回路と
   を備える請求項２に記載の雷サージ保護装置。
4. 前記駆動回路はコイルを備え、
   前記コイルには、前記電源線路の停電状態から復電状態に遷移する際の応答を遅らせる時定数回路が並列に接続されている
   請求項３に記載の雷サージ保護装置。
5. 前記故障検出回路と、前記停電検出回路は、前記電源線路に掛かる電圧を電源にする
   請求項２又は請求項３に記載の雷サージ保護装置。
6. 前記接点と前記駆動回路は、第１リレーを成す
   請求項２から請求項５の何れか１項に記載の雷サージ保護装置。
7. 前記故障検出回路は、
   前記非線形素子の他端側の線間電圧を整流する第１整流回路と、
   前記第１整流回路の出力電圧に応答するフォトダイオードと、
   を備え、
   前記停電検出回路は、
   前記保護回路の電源線路側の線間電圧を整流する第２整流回路と、
   前記フォトダイオードに応答するフォトトランジスタと、
   前記フォトトランジスタに応答する半導体スイッチと、
   前記半導体スイッチと直列に接続された直列回路を形成する前記駆動回路であって、前記直列回路が前記第２整流回路の出力に並列に接続され、前記半導体スイッチの状態と前記第２整流回路の出力電圧とにより定まる電圧に応答して、前記接点のオン／オフを切り替える前記駆動回路と
   を備える請求項２に記載の雷サージ保護装置。

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