JPH05122843A - 半導体式避雷装置 - Google Patents
半導体式避雷装置Info
- Publication number
- JPH05122843A JPH05122843A JP3306594A JP30659491A JPH05122843A JP H05122843 A JPH05122843 A JP H05122843A JP 3306594 A JP3306594 A JP 3306594A JP 30659491 A JP30659491 A JP 30659491A JP H05122843 A JPH05122843 A JP H05122843A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- voltage
- overvoltage
- semiconductor switch
- capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電力系統を落雷事故から保護することがで
き、過電圧が継続しても破壊されるおそれのない避雷装
置を提供すること。 【構成】 過電圧によって動作する半導体スイッチ回路
２にギャップ３を直列に接続する。第２の発明では、こ
れに更にコンデンサを直列に接続する。
き、過電圧が継続しても破壊されるおそれのない避雷装
置を提供すること。 【構成】 過電圧によって動作する半導体スイッチ回路
２にギャップ３を直列に接続する。第２の発明では、こ
れに更にコンデンサを直列に接続する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電力系統を落雷事故から
保護するための避雷装置の改良に関するものである。
保護するための避雷装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電力系統を落雷事故から保護する
ための避雷装置としては、酸化亜鉛素子のような非直線
性抵抗素子を利用したものが使用されている。この非直
線性抵抗素子は所定値を越える電圧がかかると抵抗が低
下し、瞬時に電流をアースに流すことによって系統の過
電圧を抑制するものである。ところがこの非直線性抵抗
素子はエネルギー耐量が小さいので動作電圧以上の電圧
が長い時間続くと素子が破壊されてしまうという欠点が
あった。
ための避雷装置としては、酸化亜鉛素子のような非直線
性抵抗素子を利用したものが使用されている。この非直
線性抵抗素子は所定値を越える電圧がかかると抵抗が低
下し、瞬時に電流をアースに流すことによって系統の過
電圧を抑制するものである。ところがこの非直線性抵抗
素子はエネルギー耐量が小さいので動作電圧以上の電圧
が長い時間続くと素子が破壊されてしまうという欠点が
あった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解消して、エネルギー耐量が大きく過電圧が
継続しても破壊されるおそれのない避雷装置を提供する
ために完成されたものである。
の問題点を解消して、エネルギー耐量が大きく過電圧が
継続しても破壊されるおそれのない避雷装置を提供する
ために完成されたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた第１の発明は、過電圧によって動作する半
導体スイッチ回路と、それに直列に接続されたギャップ
とよりなることを特徴とするものである。また同一の課
題を解決するためになされた第２の発明は、上記の回路
に更に直列にコンデンサを接続したことを特徴とするも
のである。
めになされた第１の発明は、過電圧によって動作する半
導体スイッチ回路と、それに直列に接続されたギャップ
とよりなることを特徴とするものである。また同一の課
題を解決するためになされた第２の発明は、上記の回路
に更に直列にコンデンサを接続したことを特徴とするも
のである。
【０００５】図１は第１の発明の半導体式避雷装置の原
理を示す回路図であり、２つの半導体スイッチ素子１を
逆並列に組み合わせた半導体スイッチ回路２と、それに
直列に接続されたギャップ３とよりなる。半導体スイッ
チ素子１としては例えばサイリスタ素子や定電圧ダイオ
ードが使用される。この半導体スイッチ回路２は落雷等
による過電圧が作用したときには瞬時に導通し、系統の
過電圧を抑制する。図２は半導体スイッチ素子１として
定電圧ダイオードを使用した場合を示す。またギャップ
３は常時は避雷装置を完全に開とするためのものである
ので、ギャップ３と半導体スイッチ素子１の直列接続の
上下は機能上問題なければどちらでもよい。
理を示す回路図であり、２つの半導体スイッチ素子１を
逆並列に組み合わせた半導体スイッチ回路２と、それに
直列に接続されたギャップ３とよりなる。半導体スイッ
チ素子１としては例えばサイリスタ素子や定電圧ダイオ
ードが使用される。この半導体スイッチ回路２は落雷等
による過電圧が作用したときには瞬時に導通し、系統の
過電圧を抑制する。図２は半導体スイッチ素子１として
定電圧ダイオードを使用した場合を示す。またギャップ
３は常時は避雷装置を完全に開とするためのものである
ので、ギャップ３と半導体スイッチ素子１の直列接続の
上下は機能上問題なければどちらでもよい。
【０００６】
【作用】このような第１の発明の半導体式避雷装置は、
常時はギャップ３によって開状態となっているが、系統
における任意の電圧以上の過電圧を受けると半導体スイ
ッチ回路２が導通し、またギャップ３が動作して系統を
過電圧から保護するものである。このようにサイリスタ
のような半導体スイッチ素子１を避雷素子として使用す
れば、処理可能な電荷量を酸化亜鉛素子の数1000倍程度
大きくすることができるので、過電圧が継続しても避雷
装置が破壊されるおそれがなくなり、機器の損傷防止、
停電の減少、人への危害の減少等の多くの利点がある。
常時はギャップ３によって開状態となっているが、系統
における任意の電圧以上の過電圧を受けると半導体スイ
ッチ回路２が導通し、またギャップ３が動作して系統を
過電圧から保護するものである。このようにサイリスタ
のような半導体スイッチ素子１を避雷素子として使用す
れば、処理可能な電荷量を酸化亜鉛素子の数1000倍程度
大きくすることができるので、過電圧が継続しても避雷
装置が破壊されるおそれがなくなり、機器の損傷防止、
停電の減少、人への危害の減少等の多くの利点がある。
【０００７】図３は図１の装置が作動した場合の電圧及
び電流の波形図である。落雷等によって過電圧が発生す
ると、上記したように半導体スイッチ素子１が閉となっ
て瞬時に電流が流れるが、サイリスタ素子を使用した場
合には電流がゼロの状態でしか開とすることができない
ので、商用周波数の半波が経過する間は閉のままとな
り、半波分だけの瞬間的な停電が発生する可能性があ
る。また図４は図２の装置が作動した場合の電圧及び電
流の波形図であり、この場合には過電圧が消滅すると定
電圧ダイオードが開となるので、サイリスタ素子を使用
した場合のような瞬間的な停電は生じない。
び電流の波形図である。落雷等によって過電圧が発生す
ると、上記したように半導体スイッチ素子１が閉となっ
て瞬時に電流が流れるが、サイリスタ素子を使用した場
合には電流がゼロの状態でしか開とすることができない
ので、商用周波数の半波が経過する間は閉のままとな
り、半波分だけの瞬間的な停電が発生する可能性があ
る。また図４は図２の装置が作動した場合の電圧及び電
流の波形図であり、この場合には過電圧が消滅すると定
電圧ダイオードが開となるので、サイリスタ素子を使用
した場合のような瞬間的な停電は生じない。
【０００８】図５に示す第２の発明では、上記の回路に
コンデンサ４が直列に接続される。この場合にはコンデ
ンサ４を急峻な電圧に対して低インピーダンスであり、
商用周波数の電圧に対して高インピーダンスのものとし
ておけば、落雷等による急峻な電圧は第１の発明と同様
に流すが、これに続く商用周波数の電圧をコンデンサ４
により遮断することができる。このため図６に示すよう
に急峻波がなくなると同時に半導体スイッチ素子１に流
れる電流をゼロとして、サイリスタ素子を閉とすること
ができる。このように第２の発明では低周波領域をコン
デンサ４により限流し、サイリスタ素子を用いた場合で
も半波分の瞬間的な停電を防止することができる。
コンデンサ４が直列に接続される。この場合にはコンデ
ンサ４を急峻な電圧に対して低インピーダンスであり、
商用周波数の電圧に対して高インピーダンスのものとし
ておけば、落雷等による急峻な電圧は第１の発明と同様
に流すが、これに続く商用周波数の電圧をコンデンサ４
により遮断することができる。このため図６に示すよう
に急峻波がなくなると同時に半導体スイッチ素子１に流
れる電流をゼロとして、サイリスタ素子を閉とすること
ができる。このように第２の発明では低周波領域をコン
デンサ４により限流し、サイリスタ素子を用いた場合で
も半波分の瞬間的な停電を防止することができる。
【０００９】
【実施例】次に本発明の実施例を示す。図７は半導体ス
イッチ回路にサイリスタ素子を用い、ある電圧以上でオ
ンするように構成した実施例の概念図であり、図中、11
はスナバ回路を構成する抵抗、12はスナバ回路を構成す
るコンデンサ、13は過電圧検出ゲート回路である。
イッチ回路にサイリスタ素子を用い、ある電圧以上でオ
ンするように構成した実施例の概念図であり、図中、11
はスナバ回路を構成する抵抗、12はスナバ回路を構成す
るコンデンサ、13は過電圧検出ゲート回路である。
【００１０】図８は過電圧によって半導体スイッチ回路
が動作するように過電圧検出ゲート回路13を構成した例
を示す回路図である。ここで14はＦＥＴ、15、16は分圧
用の抵抗、17はＦＥＴ14に対して逆方向の電圧がかかる
ことを防止するためのダイオードである。この回路にス
ナバ回路を経て過電圧が印加されると、分圧用の抵抗16
の端子間電圧がＦＥＴ14のゲートに掛かり、その電圧が
所定値を越えるとＦＥＴ14が導通して電流が抵抗18を経
てサイリスタ素子のゲートに流れ、サイリスタ素子をオ
ンとする。
が動作するように過電圧検出ゲート回路13を構成した例
を示す回路図である。ここで14はＦＥＴ、15、16は分圧
用の抵抗、17はＦＥＴ14に対して逆方向の電圧がかかる
ことを防止するためのダイオードである。この回路にス
ナバ回路を経て過電圧が印加されると、分圧用の抵抗16
の端子間電圧がＦＥＴ14のゲートに掛かり、その電圧が
所定値を越えるとＦＥＴ14が導通して電流が抵抗18を経
てサイリスタ素子のゲートに流れ、サイリスタ素子をオ
ンとする。
【００１１】図９は図８の回路に電圧の急峻度によって
サイリスタ素子をオンとする機能を付加した実施例を示
したものである。この回路において14〜18は図８の回路
と同一のものであるが、更にダイオード20、高周波パス
用のコンデンサ21、トランジスタ22、コンデンサ23、定
電圧ダイオード24が接続されている。この回路に急峻な
電圧が印加されると、高周波パス用のコンデンサ21を通
過してトランジスタ22のベースに電圧が加わり、トラン
ジスタ22がオンとなる。この結果、ダイオード20とトラ
ンジスタ22とを介してサイリスタ素子のゲートに電流が
流れ、サイリスタ素子をオンとする。また図９の回路は
過電圧を受けたときにもサイリスタ素子をオンとする。
なおコンデンサ23の分担電圧を静電容量によって調節す
ることなどにより、急峻な電圧が印加されてもその電圧
レベルが低い場合にはサイリスタ素子をオンとしないよ
うにしておくことが好ましい。また、サイリスタ素子と
して過電圧自己トリガ型を用いるようにすれば、例えば
図９に示すような過電圧を受けたときにオンする回路を
省略することができ、装置の小型化が可能となる。
サイリスタ素子をオンとする機能を付加した実施例を示
したものである。この回路において14〜18は図８の回路
と同一のものであるが、更にダイオード20、高周波パス
用のコンデンサ21、トランジスタ22、コンデンサ23、定
電圧ダイオード24が接続されている。この回路に急峻な
電圧が印加されると、高周波パス用のコンデンサ21を通
過してトランジスタ22のベースに電圧が加わり、トラン
ジスタ22がオンとなる。この結果、ダイオード20とトラ
ンジスタ22とを介してサイリスタ素子のゲートに電流が
流れ、サイリスタ素子をオンとする。また図９の回路は
過電圧を受けたときにもサイリスタ素子をオンとする。
なおコンデンサ23の分担電圧を静電容量によって調節す
ることなどにより、急峻な電圧が印加されてもその電圧
レベルが低い場合にはサイリスタ素子をオンとしないよ
うにしておくことが好ましい。また、サイリスタ素子と
して過電圧自己トリガ型を用いるようにすれば、例えば
図９に示すような過電圧を受けたときにオンする回路を
省略することができ、装置の小型化が可能となる。
【００１２】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明はエネル
ギー耐量が大きい半導体スイッチ回路を用いたので、過
電圧が印加された場合には瞬時に電流を流して系統の過
電圧を抑制することができることは勿論、過電圧が長い
時間続いた場合にも避雷装置が破壊されることがない。
このため、機器の損傷防止、停電の減少、人体への危害
の減少等の多くの利点がある。また本発明では半導体ス
イッチ回路と直列にギャップを設けたので、常時は避雷
装置を完全に開とすることができる。更に第２の発明で
は低周波領域をコンデンサにより限流し、サイリスタ素
子を用いた場合でも半波分の瞬間的な停電を防止するこ
とができる。
ギー耐量が大きい半導体スイッチ回路を用いたので、過
電圧が印加された場合には瞬時に電流を流して系統の過
電圧を抑制することができることは勿論、過電圧が長い
時間続いた場合にも避雷装置が破壊されることがない。
このため、機器の損傷防止、停電の減少、人体への危害
の減少等の多くの利点がある。また本発明では半導体ス
イッチ回路と直列にギャップを設けたので、常時は避雷
装置を完全に開とすることができる。更に第２の発明で
は低周波領域をコンデンサにより限流し、サイリスタ素
子を用いた場合でも半波分の瞬間的な停電を防止するこ
とができる。
【図１】第１の発明の原理を示す回路図である。
【図２】第１の発明の原理を示す他の回路図である。
【図３】図１の回路における電圧、電流の波形図であ
る。
る。
【図４】図２の回路における電圧、電流の波形図であ
る。
る。
【図５】第２の発明の原理を示す回路図である。
【図６】図５の回路における電圧、電流の波形図であ
る。
る。
【図７】第１の発明の実施例を概念的に示す回路図であ
る。
る。
【図８】第１の発明の実施例を示す回路図である。
【図９】第１の発明の他の実施例を示す回路図である。
１ 半導体スイッチ素子 ２ 半導体スイッチ回路 ３ ギャップ ４ コンデンサ
Claims (2)
- 【請求項１】 過電圧によって動作する半導体スイッチ
回路と、それに直列に接続されたギャップとよりなるこ
とを特徴とする半導体式避雷装置。 - 【請求項２】 請求項１の回路に更に直列にコンデンサ
を接続したことを特徴とする半導体式避雷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3306594A JPH05122843A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 半導体式避雷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3306594A JPH05122843A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 半導体式避雷装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05122843A true JPH05122843A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17958950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3306594A Pending JPH05122843A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 半導体式避雷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05122843A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008220146A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Giga-Byte Technology Co Ltd | サージ保護回路およびコネクタ並びにそれを用いる電子機器 |
-
1991
- 1991-10-25 JP JP3306594A patent/JPH05122843A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008220146A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Giga-Byte Technology Co Ltd | サージ保護回路およびコネクタ並びにそれを用いる電子機器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011102 |