JPH0652963A - 動作情報出力機能付サージ吸収素子 - Google Patents

動作情報出力機能付サージ吸収素子

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JPH0652963A
JPH0652963A JP18435192A JP18435192A JPH0652963A JP H0652963 A JPH0652963 A JP H0652963A JP 18435192 A JP18435192 A JP 18435192A JP 18435192 A JP18435192 A JP 18435192A JP H0652963 A JPH0652963 A JP H0652963A
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JP
Japan
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absorbing element
discharge
surge absorbing
surge
operation information
Prior art date
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Pending
Application number
JP18435192A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiichiro Oda
征一郎 小田
Yoshiro Suzuki
吉朗 鈴木
Masayuki Takada
昌行 高田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Okaya Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Okaya Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 サージ吸収素子の動作状況を各種の情報とし
て有効に活用することを可能とする、動作情報出力機能
付サージ吸収素子を実現する。 【構成】 放電電極22,22を放電間隙24を隔てて対向配
置し、これらを放電ガスと共に透光性を備えた気密容器
26内に封入してなる第1の放電発光型サージ吸収素子14
と、第1の放電発光型サージ吸収素子14の放電によって
放射された光を検知して外部に信号を出力するフォトト
ランジスタ16とを、筐体12内に収納した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、動作情報出力機能付
サージ吸収素子に係り、特に、放電発光型のサージ吸収
素子と光センサとを同一筐体内に収納して一体化し、サ
ージ吸収素子の動作を光センサが検知して外部に信号を
出力するよう構成した動作情報出力機能付サージ吸収素
子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、誘導雷等のサージから電子機器の
電子回路を保護するため、種々のサージ吸収素子を被保
護回路の前段に接続することがなされている。図9はそ
の一例を示すものであり、被保護回路80の電源ライン
A,B間、及び信号ラインT,R間にガスアレスタやバ
リスタ等のサージ吸収素子82,84,86を接続してなる。
この結果、上記電源ラインA,B間あるいは信号ライン
T,R間にサージが印加された場合、上記各サージ吸収
素子82,84,86がこれを吸収するため、被保護回路80に
サージが印加されることを防止できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
サージ吸収素子は電子機器内部の回路基板上に実装さ
れ、機器外部から直接その動作が観察できないものであ
り、また動作に対応した信号を外部に送出するための手
段も特に具備していないため、サージ吸収素子の動作状
況(特に動作回数)を各種の情報として有効に活用でき
ない点で問題であった。例えば、サージ吸収素子に繰り
返しサージが印加されると、そのサージ吸収特性に劣化
が生じ、一定回数以上のサージが印加された場合には破
壊される恐れがある。したがって、サージ吸収素子の動
作回数を外部から認識できれば、その交換時期の見当が
つき、サージ吸収素子の不動作に起因する事故を有効に
回避できる。また、雷サージの場合には、雷雲の移動に
伴ってサージの印加頻度が高まる傾向がある。したがっ
て、サージ吸収素子の動作回数を監視することによって
落雷の時期を予知することも可能であり、落雷による停
電等に有効に対処できる。
【0004】本発明は、上記従来例の問題点に鑑みてな
されたものであり、サージ吸収素子の動作状況を各種の
情報として有効に活用することを可能とする、動作情報
出力機能付サージ吸収素子を実現することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る動作情報出力機能付サージ吸収素子
は、少なくとも放電間隙を備え、該放電間隙における放
電によって発生した光を外部に放射する放電発光型のサ
ージ吸収素子と、該サージ吸収素子の動作によって放射
された光を検知して外部に信号を出力する光センサと
を、同一筐体内に収納してなるよう構成した。
【0006】上記放電発光型のサージ吸収素子として、
例えば、複数の放電電極を所定の放電間隙を隔てて対向
配置し、これらを放電ガスと共に透光性を備えた気密容
器内に封入したものを用いる。あるいは、電圧非直線抵
抗体の両端に、一対の放電電極を所定の放電間隙を隔て
て対向するように接続し、これらを放電ガスと共に透光
性を備えた気密容器内に封入したものを用いてもよい。
上記光センサとしては、フォトトランジスタ、フォトダ
イオード、CdSセルあるいは光電管などが該当する。
なお、上記放電発光型のサージ吸収素子から発せられる
光は、封入される放電ガスの種類に応じて、赤外線、可
視光、紫外線など様々であるため、その光の種類に適合
する光センサを採択することは言うまでもない。
【0007】
【作用】上記放電発光型のサージ吸収素子を接続した電
源ラインあるいは信号ラインに、該サージ吸収素子の定
格電圧以上のサージが印加されると、その放電間隙に放
電が生成し、該放電を通じてサージが吸収される。そし
て、この放電によって発せられた光は、上記光センサで
検知され、該光センサは信号を外部に出力する。この信
号を、適当な手段を用いて処理・加工して機器の外部に
出力することにより、各種の情報として有効に活用でき
る。また、放電発光型のサージ吸収素子と光センサと
は、同一筐体内に収納されているため、全体形状の小型
化が図れると共に、取扱上も便利である。
【0008】
【実施例】以下に本発明を、図示の実施例に基づいて説
明する。図1は、本発明に係る動作情報出力機能付サー
ジ吸収素子10を示すものであり、筐体12内に、第1の放
電発光型サージ吸収素子14と、光センサとしてのフォト
トランジスタ16とを、所定の間隔をおいて配置してな
る。そして、第1の放電発光型サージ吸収素子14の両端
子18,18は、上記筐体12の外部に導出され、ライン接続
用外部端子L1,L2を構成している。また、フォトトラ
ンジスタ16の両端子20,20も、該筐体12の外部に導出さ
れ、信号取出用外部端子l1,l2を構成している。上記
筐体12は、遮光性を備えたプラスチック等の合成樹脂材
によって形成される。
【0009】上記第1の放電発光型サージ吸収素子14
は、図2に示すように、Fe,Ni,Fe・Ni等の放
電特性の良好な物質からなる棒状あるいは短冊状の放電
電極22,22を、所定の放電間隙24を隔てて対向配置し、
これらをNe,He,Xe,Ar等の希ガスや窒素ガス
等の不活性ガスを主体とした放電ガスと共に、ガラス等
よりなる透光性を備えた気密容器26内に収納してなる。
上記放電電極22,22に接続されたジュメット線等よりな
る端子18,18は、上記気密容器26を貫通して外部に導出
されている。
【0010】上記動作情報出力機能付サージ吸収素子10
は、ライン接続用外部端子L1,L2を介して、被保護回
路に通じる電源ラインや信号ラインに接続される。ま
た、上記信号取出用外部端子l1,l2は、外部の信号処
理回路に接続される。しかして、上記ライン接続用外部
端子L1,L2を介して、第1の放電発光型サージ吸収素
子14の定格電圧(直流放電開始電圧)以上のサージが印
加されると、上記放電間隙24にグロー放電を経て主放電
たるアーク放電が生成し、サージの吸収がなされる。そ
して、上記放電によって生じた光は、上記気密容器26を
透過してフォトトランジスタ16の受光部に入射する。そ
の結果、フォトトランジスタ16は導通し、外部端子l1
からl2に電流が流れる。この第1の放電発光型サージ
吸収素子14の動作に対応してフォトトランジスタ16から
出力される電気信号を、上記信号処理回路で適当に処理
することにより、有効な情報として利用することが可能
となる。
【0011】図3は、上記動作情報出力機能付サージ吸
収素子10を、工作機械の制御部に適用した例を示すもの
である。すなわち、上記ライン接続用外部端子L1,L2
を、工作機械の駆動回路30を制御する機器制御部32に通
じる電源ラインA,Bに接続すると共に、上記信号取出
用外部電極l1,l2を電源Vccに接続してなる。そし
て、電源ラインA,Bに電源34側からサージが印加され
ると、上記第1の放電発光型サージ吸収素子14が直ちに
放電し、サージを吸収する。その際、放電により生じた
光が上記フォトトランジスタ16に入射し、該フォトトラ
ンジスタ16が導通し、電源Vccから電流がフォトトラ
ンジスタ16のカソード側に流れる。
【0012】その結果、反転回路36からマルチバイブレ
ータ38に信号が出力される。マルチバイブレータ38にお
いては、該信号に対応してパルス信号をシフトレジスタ
40に出力する。シフトレジスタ40は、該パルス信号を計
数し、計数結果(計数値)を示す信号を比較回路42に出
力する。該比較回路42には、ディップスイッチ44から予
め所定の基準値が入力されている。そして、シフトレジ
スタ40から出力されたサージ吸収素子14の動作回数を示
す上記計数値と、上記基準値とを比較し、計数値が基準
値以上となった時点で外部装置46に信号を出力する。
【0013】該外部装置46は、例えばブザーやランプ等
の警報装置やリレー等の制御機器などによって構成さ
れ、上記比較回路42から出力された信号に対応して作動
する。なお、リセットスイッチ48を操作することによ
り、シフトレジスタ40及び比較回路42内のデータが初期
の状態に復帰するため、次のサージ印加に対処できる。
【0014】上記基準値として、例えば第1の放電発光
型サージ吸収素子14の限界動作回数を入力しておけば、
その寿命が尽きる前に比較回路42から信号が出力され、
外部装置46としてのブザーを作動させて交換時期が到来
したことを外部に知らせることができる。また、雷サー
ジに対処する場合には、落雷に至るまでのサージ印加回
数を基準値として入力しておけば、落雷の時期を予知す
ることができる。すなわち、雷の場合、雷雲の接近に伴
って雷サージの印加頻度が高まるという傾向があるた
め、過去の経験に基づいて落雷までのサージの印加回数
を割り出し、これを基準値として入力することにより、
落雷による電源ラインC,D,Eの瞬断や停電が発生す
る前に、比較回路42から信号を出力し、外部装置46とし
てのリレーを作動させ、工作機械の電源50をOFFする
ことができる。工作機械にあっては、停電等の場合には
フェールセーフ機能が働き、機械に強制的なメカロック
がかけられることとなるが、このメカロックを解除する
にはかなりの時間を要するものである。したがって、上
記のように突然の停電等によってメカロックがかかる前
に電源50をOFFし、雷が去った後に電源50をONして
運転を再開することにより、メカロックの解除作業を省
略することができる。
【0015】上記においては、シフトレジスタ40による
計数値と基準値を比較回路42によって比較するよう構成
したが、シフトレジスタ40による計数値をそのまま外部
装置46としてのCRTやメータ等の外部表示装置に表示
するよう構成してもよい。
【0016】図4は、動作情報出力機能付サージ吸収素
子10の他の実施例を示すものである。これは、上記第1
の放電発光型サージ吸収素子14の代わりに、放電間隙と
電圧非直線抵抗体との並列接続構造を備えた第2の放電
発光型サージ吸収素子52を採用し、これをフォトトラン
ジスタ16と同一の筐体12内に収納してなるものである。
この第2の放電発光型サージ吸収素子52は、図5に示す
ように、酸化亜鉛(ZnO)等よりなる電圧非直線抵抗
体54の両端に、Fe,Ni,Fe・Ni等よりなる一対
の放電電極56,56を接続し、該放電電極56,56間に放電
間隙58を形成することによって、電圧非直線抵抗体54と
放電間隙58との並列接続構造を実現し、これらを透光性
を備えた絶縁チューブ60内に収納し、所定の放電ガスを
充填した後にキャップ部材62,62によって絶縁チューブ
60の開口部を気密に封止してなる。該キャップ部材62,
62と上記放電電極56,56とは、導電接着剤等によって接
続されている。また、キャップ部材62,62と絶縁チュー
ブ60とは、封着材64によって固着されている。さらに、
上記キャップ部材62,62にはリード端子66,66が接続さ
れており、該リード端子66,66は、上記筐体12の外部に
導出されてライン接続用外部端子L1,L2を構成してい
る。
【0017】しかして、上記ライン接続用外部端子
1,L2を介して外部からサージが印加されると、まず
応答性に優れた電圧非直線抵抗体54が直ちに導通してサ
ージ吸収が開始される。そして、サージ電流量の増加に
伴い、電圧非直線抵抗体54による電圧降下が放電電極5
6,56間の放電開始電圧以上となると、上記放電間隙58
にグロー放電を経て主放電たるアーク放電が生成し、該
アーク放電の大電流を通じてサージが吸収される。この
放電によって発生した光は、上記絶縁チューブ60を透過
してフォトトランジスタ16の受光部に入射する。このよ
うに、放電発光型のサージ吸収素子として、電圧非直線
抵抗体54と放電間隙58との並列接続構造を備えた第2の
放電発光型サージ吸収素子52を採用することにより、ア
レスタの大電流耐量性と、バリスタの即応性を兼ね備え
た、優れたサージ吸収特性を実現できる。
【0018】図6は、動作情報出力機能付サージ吸収素
子の他の実施例を示すものである。これは、放電発光型
のサージ吸収素子として、電圧非直線抵抗体と放電間隙
との並列接続構造を2つ用い、これらを直列に接続して
放電ガスと共に透光性を備えた気密容器内に封入し、接
続箇所から接地用端子Gを導出した構造を備えた第3の
放電発光型サージ吸収素子68を用いており、他の構成は
上記実施例と実質的に同様である。
【0019】図7は、動作情報出力機能付サージ吸収素
子10の他の実施例を示すものである。これは、上記第3
の放電発光型サージ吸収素子68の両端に、続流防止用の
バリスタ70,70をそれぞれ接続してなり、他の構成は上
記実施例と実質的に同様である。
【0020】図8は、動作情報出力機能付サージ吸収素
子10の他の実施例を示すものである。これは、上記第1
の放電発光型サージ吸収素子14の一端に、続流防止用の
正特性サーミスタ72を接続してなり、他の構成は上記実
施例と実質的に同様である。
【0021】
【発明の効果】本発明に係る動作情報出力機能付サージ
吸収素子は、放電発光型のサージ吸収素子の動作に伴っ
て発せられる光を光センサが受光し、該光センサがサー
ジ吸収素子の動作に対応した信号を外部に出力するよう
構成したため、該出力信号を適当に処理することによ
り、サージ吸収素子の動作状況を機器の外部から把握す
ることを可能とするものであり、これを各種の情報とし
て有効に利用することができる。また、サージ吸収素子
と光センサとを、同一筐体内に収納するよう構成したた
め、全体形状の小型化が図れると共に、取扱上便利であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る動作情報出力機能付サージ吸収素
子の一実施例を示す概略回路図である。
【図2】上記実施例を構成する第1の放電発光型サージ
吸収素子を示す概略断面図である。
【図3】上記実施例の使用例を示す概略回路図である。
【図4】他の実施例を示す概略回路図である。
【図5】上記実施例を構成する第2の放電発光型サージ
吸収素子を示す概略断面図である。
【図6】他の実施例を示す概略回路図である。
【図7】他の実施例を示す概略回路図である。
【図8】他の実施例を示す概略回路図である。
【図9】従来例を示す概略回路図である。
【符号の説明】
10 動作情報出力機能付サージ吸収素子 12 筐体 14 第1の放電発光型サージ吸収素子 16 フォトトランジスタ 22 放電電極 24 放電間隙 26 気密容器 52 第2の放電発光型サージ吸収素子 54 電圧非直線抵抗体 56 放電電極 58 放電間隙 60 絶縁チューブ 62 キャップ部材 68 第3の放電発光型サージ吸収素子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも放電間隙を備え、該放電間隙
    における放電によって発生した光を外部に放射する放電
    発光型のサージ吸収素子と、該サージ吸収素子の動作に
    よって放射された光を検知して外部に信号を出力する光
    センサとを、同一筐体内に収納してなることを特徴とす
    る動作情報出力機能付サージ吸収素子。
  2. 【請求項2】 上記放電発光型のサージ吸収素子が、複
    数の放電電極を所定の放電間隙を隔てて対向配置し、こ
    れらを放電ガスと共に透光性を備えた気密容器内に封入
    してなるものであることを特徴とする、請求項1に記載
    の動作情報出力機能付サージ吸収素子。
  3. 【請求項3】 上記放電発光型のサージ吸収素子が、電
    圧非直線抵抗体の両端に、一対の放電電極を所定の放電
    間隙を隔てて対向するように接続し、これらを放電ガス
    と共に透光性を備えた気密容器内に封入してなるもので
    あることを特徴とする、請求項1に記載の動作情報出力
    機能付サージ吸収素子。
  4. 【請求項4】 上記光センサが、フォトトランジスタで
    あることを特徴とする、請求項1乃至3の何れかに記載
    の動作情報出力機能付サージ吸収素子。
JP18435192A 1992-06-17 1992-06-17 動作情報出力機能付サージ吸収素子 Pending JPH0652963A (ja)

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Cited By (1)

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