JPH0739192Y2

JPH0739192Y2 - 避雷器

Info

Publication number: JPH0739192Y2
Application number: JP1989001638U
Authority: JP
Inventors: 資哲伊東; 和司大槻
Original assignee: Otowa Electric Co Ltd; Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Otowa Electric Co Ltd; Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1989-01-12
Filing date: 1989-01-12
Publication date: 1995-09-06
Anticipated expiration: 2004-01-12
Also published as: JPH0295191U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、電話回線等の回線から雷サージが侵入したと
き、回線に接続された機器がサージによって損傷，破壊
するのを防止するための避雷器に係り、特に雷サージを
吸収する回路部品を実装した基板が容易に交換できるよ
うになっているプラグイン方式を採用したものに関す
る。

［従来の技術］第２図は、１回線に取り付けられる従来の避雷器の回路
図を示す。符号1,2は入力端子を、3,4は出力端子をそれ
ぞれ示す。

入力端子１と出力端子３間を繋ぐ回線50及び入力端子２
と出力端子４間を繋ぐ回線51には、雷サージの異常電流
を制限する抵抗20,21がそれぞれ直列接続されている。

また、入力端子1,2間には、回線50,51間に加わる雷サー
ジの高電圧をギャップ間の放電によりバイパスして放電
電圧以下に抑えるギャップアレスタ10が並列接続されて
いる。このギャップアレスタの中間端子はアース端子５
に接続されている。

同じく出力端子3,4間には、上記高電圧よりは低いが出
力端子3,4間に接続される機器（図示せず）の定格電圧
よりも高い雷サージの電圧をクランプして所定電圧以下
に抑える耐雷素子、例えば特にサージに強い双方向のツ
ェナーダイオード11（以下、定電圧素子11という）が並
列接続されている。

このような回路構成において、入力端子1,2間に電圧の
異なる雷サージが侵入すると、入力端子１側の電圧が入
力端子２側よりも高い場合には、この電位差に応じて抵
抗20→定電圧素子11→抵抗21の回路を通って雷サージが
流れて、サージが吸収されることになる。なお、入力端
子２側の電圧が高い場合には、上記したのとは逆方向に
雷サージが流れることになる。雷サージが流れたとき、
何らかの原因で定電圧素子11の性能以上の雷サージが流
れると、この定電圧素子11は劣化する。

サージ吸収用に使う定電圧素子11は通常動作では非常に
速い応答速度を持ち、良好な非直線特性を持つが、性能
以上の雷サージを処理した場合には、壊れやすく、短絡
状態となる確率が非常に高い。このため、定電圧素子11
の劣化により最終的に回線がショートして不通になる。

ところが、回線に使用している従来の避雷器は、劣化報
知機能を持ったものがなく、劣化あるいは壊れても分か
らない。このため、そのままにしておくと、避雷器の機
能が損なわれるため、次回の雷サージ侵入時には、確実
に機器が破壊されるという事態を招く。

また、避雷器が短絡した場合は、定電圧素子の短絡によ
り回線が不通になるため、不良となった避雷器を直ちに
探し出す必要がある。しかし、避雷器は通常１回線に一
個取り付けられるものであり、従って1000回線であれば
1000台の避雷器が取り付けられることになる。このよう
に多数の避雷器が取り付けられている場合には、各避雷
器に劣化報知機能がないことから、不良避雷器を見付け
出すのに非常に多くの時間がかかり、それだけ回線の不
良状態も長く続くので、運用上の問題も発生する。

また、第３図は上記した従来の避雷器のプラグイン方式
を説明するための基板接続構成図を示す。符号40はベー
ス基板を、41はプラグイン基板を示す。

ベース基板43にはコネクタ42が取り付けられ、このコネ
クタ42の端子番号１〜５が前述した入力端子1,2、出力
端子3,4及びアース端子５にそれぞれ対応している。ま
た、図示するようにベース基板43に回線50,51が配設さ
れている。

プラグイン基板41は上記コネクタ42に着脱自在に取り付
けられる。このプラグイン基板41には、コネクタ42への
装着により回線50,51に並列あるいは直列接続される避
雷器、即ち避雷器を構成する回路部品が実装されてい
る。

プラグイン基板41の端子番号もコネクタ42の端子番号と
同じである。図示するように、プラグイン基板41の入力
端子1,2間にはギャップアレスタ10が、出力端子3,4間に
は定電圧素子11が、また入力端子1,出力端子３間には抵
抗20が、入力端子2,出力端子４間には抵抗21が、そして
アース端子５にはギャップアレスタ10の中間端子がそれ
ぞれ接続されている。

このように、プラグイン基板41には雷サージを吸収する
全ての回路部品が実装されていた。

上記したプラグイン構成において、劣化もしくは破壊の
生じた避雷器が見付け出だされると、その避雷器を搭載
したプラグイン基板41を、新しいプラグイン基板と交換
する必要がある。この場合、プラグイン基板41をコネク
タ42から抜き取るため、一時的にコネクタ42の全端子が
オープンになる。

しかし、コネクタの全端子がオープンになると、回線5
0,51に対して直列に接続されるべき抵抗20,21がプラグ
イン基板41に実装されている従来の構造では、プラグイ
ン基板41の交換時、抵抗20,21も外されるためベース基
板43の回線50,51が完全に開放されてしまうという欠点
があった。

［考案が解決しようとする課題］上記したように、従来の避雷器によれば、避雷器が劣化
したことを知らせる報知機能がないため、交換時期を知
ることができず、いつまでも不良となった避雷器を取り
付けていて、次回の雷サージ侵入時に避雷器が作動せ
ず、その結果、保護すべき機器を破壊するという欠点が
あった。

また、サージ吸収用の耐雷素子（定電圧素子）が回線に
対して並列接続されているため、定電圧素子が劣化して
短絡状態になった場合には、回線がショートして回線不
良を生じるという欠点もあった。

さらに、回線に対して直列接続される回路部品が、プラ
グイン基板に実装されているために、避雷器交換時に、
回線が開放するという欠点もあった。

本考案は上述した従来技術の欠点を解消したものであ
る。

本考案の目的は、避雷器の劣化を知ることができると共
に、避雷器が劣化したとき回線がショートすることな
く、しかも避雷器の交換時に回線が開放しない避雷器を
提供することにある。

また、本考案の目的は、避雷器の劣化を知ることができ
ると共に、避雷器が劣化したとき回線がショートするこ
とのない避雷器を提供することにある。

さらに、本考案の目的は、避雷器の交換時に回線が開放
しない避雷器を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本考案の避雷器は、回線間に並列接続され、回線間に加
わる異常サージ電圧を所定電圧以下に抑える並列回路
と、回線に直列接続され異常サージ電流を制限する直列
回路とを備えた異避雷器において、この避雷器をプラグ
イン方式とするに当たり、次のような基板構成を採る。

コネクタが取り付けられ、上記回線が配線されたベース
基板に、回線に直列に接続される上記直列回路の部品を
実装する。

上記コネクタに着脱自在に取り付けられるプラグイン基
板に、コネクタへの装着により回線に並列に接続される
上記並列回路の部品を実装する。

一方、避雷器の回路は次のように構成する。

プラグイン基板に実装する上記並列回路を、直列に接続
された少なくとも２個の双方向の定電圧素子と、これら
の間に介挿され、許容電流を超えて電流が流れたとき断
線して、定電圧素子同志の間の接続を開放する分断素子
との直列回路で構成する。

また、上記並列回路に、上記回線以外から上記分断素子
に加えられた電圧によって分断素子に流れる電流の有無
を検出し検出結果を報知する報知回路を設ける。

また、本考案の避雷器は、回線間に並列接続され、回線
間に加わる異常サージ電圧を所定電圧以下に抑える並列
回路と、回線に直列接続され、異常サージ電流を制限す
る直列回路とを備えて異常サージを吸収する避雷器にお
いて、上記並列回路を、直列に接続された少なくとも２
個の双方向の定電圧素子と、該定電圧素子同士の間に介
挿され、許容電流を超えて電流が流れたとき断線する低
抵抗の分断素子との直列回路で構成する。

［作用］常時、報知回路には電源電圧を加えておく。

回線間に異常サージが侵入して並列回路を構成する定電
圧素子に許容電流よりも大きな値の電流が流れると、定
電圧素子が劣化する。すると、分断素子が断線するた
め、報知回路に電流が流れなくなり、報知回路は定電圧
素子の劣化を知らせる。

また、定電圧素子が劣化したとき、この劣化により定電
圧素子が短絡状態になっても、２個の定電圧素子間に設
けられた分断素子が断線する。従って、２個の定電圧素
子間の接続は断たれるため、回線間はショートしない。

さらに、回線に直列に介挿する直列回路の部品を、プラ
グイン基板にではなく、ベース基板に実装したので、プ
ラグイン基板を交換するためにコネクタから抜き取って
も、回線から切り離されるのは回線の開放に寄与しない
並列部品だけであるから、回線は開放しない。

［実施例］以下、本考案の実施例を第１図，第４図〜第５図を用い
て説明する。なお、図中、第２図あるいは第３図に示し
た従来例と同一機能を有する部分には同一符号を付して
その詳細な説明を省略する。

従来例と異なる点は、避雷器回路については、定電圧素
子を分断して、これらの間に劣化報知回路を介挿した点
である。また、避雷器基板については、回線に直列接続
される抵抗を、プラグイン基板から除き、ベース基板に
実装した点である。

まず、避雷器の回路構成例を第１図を用いて説明する。

出力端子3,4間に並列接続される双方向の定電圧素子
は、出力端子3,4間に接続される機器保護のために要求
される許容電圧を分担する、２個の双方向の定電圧素子
12と13とに分割される。これら定電圧素子12,13は一方
が回線50に、他方は回線51に接続されて、両者は直列接
続されるが、これらの間に、定電圧素子12,13の許容電
流を超えて電流が流れたとき断線ないし高抵抗となって
２個の定電圧素子12,13間の接続を開放する分断素子30
が介挿されている。

以上述べた定電圧素子12,13、分断素子30の直列回路
が、回線50,51間に加わる雷サージ電圧を所定電圧以下
に抑える並列回路100を構成している。なお、抵抗20,21
は雷サージの電流を制限する直列回路101を構成する。

上記したように定電圧素子を分割するのは、分断素子30
を間に介挿して、分断素子30の断線の有無から定電圧素
子12,13に許容電流が流れたか否かを検出するためであ
る。また、このため定電圧素子を分割する数は２個に限
定されるものではない。

また、分断素子30を２個の定電圧素子12,13間に介挿す
るのは、分断素子30を回線50,51からそれぞれ浮かし
て、上記検出中、回線50,51への影響を断つためであ
る。

分断素子30としては、雷サージの吸収を損なわないため
に低抵抗で、またサージの迅速な吸収を損なわないため
に電流応答性の良好な回路部品、例えばヒューズ、特に
ガラス管ヒューズが好ましい。

また、２個の定電圧素子12,13間には、上記分断素子30
を共用した、報知回路103が形成される。この報知回路1
03は、分断素子30に電流を流して分断素子30の断線を検
出することにより、定電圧素子12,13の劣化を報知する
ための回路である。報知回路103は、電源印加用の電源
端子8,9間に、保護抵抗22、上記分断素子30、LEDランプ
40及び保護抵抗23との直列回路から構成される。

LEDランプ40は、電源端子8,9間に加えた電源電圧により
報知回路103に常時電流を流すことによって、分断素子3
0に流れる電流の有無を検出して、上記定電圧素子12,13
の劣化を表示により知らせる機能を持っている。従っ
て、LEDランプ40に限定されるものではなく、その他の
表示手段でも、あるいはメカニカルな表示切替装置、さ
らには、警報を発する警報器であってもよい。

また、電源端子8,9間に加える電源電圧は、図示例のよ
うに報知手段をLEDランプ40とした場合には、電源端子
８に直流プラス電圧、電源端子９に直流マイナス電圧を
加えるのが適当であるが、必ずしも直流電源電圧に限定
する必要はなく、交流電源電圧であってもよい。なお、
電源電圧の大きさは、定電圧素子12または13の定電圧値
（ツェナー電圧）よりも小さな値にして、電源電圧の印
加により回線50,51に報知回路103の電流が流れ込まない
ようにする。

次に、避雷器のプラグイン方式のための基板構成例を第
４図ないし第５図を用いて説明する。

ベース基板43に取り付けられたコネクタ42の端子番号１
〜９が前述した入力端子1,2、出力端子3,4、アース端子
５及び電源端子8,9にそれぞれ対応している。

ベース基板43には、回線50,51にそれぞれ直列に介挿す
る直列回路部品が実装されている。即ち、直列回路部品
である抵抗20,21をプラグイン基板41にではなく、ベー
ス基板43上に搭載するために、コネクタ42の入力端子1,
出力端子３間に抵抗20が、また入力端子2,出力端子４間
に抵抗21がそれぞれ接続されている。

一方、プラグイン基板41には、コネクタ42への装着によ
り回線50,51に並列接続される並列回路部品が実装され
ている。

プラグイン基板41の端子番号もコネクタ42の端子番号と
同じである。図示するように、プラグイン基板41の入力
端子1,2間にはギャップアレスタ10が、出力端子3,4間に
は定電圧素子12、分断素子30,定電圧素子13の直列回路
が接続される。

また、定電圧素子12と分断素子30との接続点201は保護
抵抗22を介して電源端子８に、分断素子30と定電圧素子
13との接続点202はLEDランプ40,保護抵抗23を介して電
源端子９に接続される。そしてアース端子５にはギャッ
プアレスタ10の中間端子が接続されている。

このように、プラグイン基板41には雷サージを吸収する
回路部品の内、並列回路部品のみが実装され、直列回路
部品はベース基板43に実装されている。

なお、LEDランプ40は、第５図に示すように、プラグイ
ン基板41の前面ボード105に明けた窓から突出させる
か、または、窓に臨ませるようにして、外部から見える
ようにする。

次に、上記のように構成した本実施例の作用を説明す
る。

電源端子8,9間に直流電源を印加し、報知回路103に電流
を常時流しておく。すると、定電圧素子12,13が正常で
あれば分断素子30は繋がっているので、LEDランプ40が
点灯状態となり、避雷器が正常であることが分かる。

今、入力端子1,2間に電圧の異なる雷サージが侵入する
と、入力端子１側の電圧が高い場合には、この電位差に
応じて抵抗20→定電圧素子12→分断素子30→定電圧素子
13→抵抗21の回路を通って雷サージが流れて、サージが
吸収されることになる。このとき、何らかの原因で定電
圧素子12,13の性能以上の雷サージが流れると、この定
電圧素子12,13は劣化する。

定電圧素子12,13が劣化すると、分断素子30が溶断して
導通状態から非導通状態になり、これにより報知回路10
3が断となり、点灯していたLEDランプ40が消灯して、表
示動作を行う。従って、定電圧素子12または13が劣化あ
るいは破壊した場合、故障に係る避雷器を直ちに発見す
ることができる。

また、既述したようにサージ吸収用に使う定電圧素子1
2,13は性能以上の雷サージを処理した場合は、壊れやす
く、短絡状態となる確率が非常に高い。しかし、性能以
上の雷サージが流れると、これら定電圧素子12,13間に
介挿した分断素子30が溶断して、定電圧素子12,13間の
接続を断ち、これらを回線50,51から切り離すため、定
電圧素子12,13が劣化したとしても、回線50,51がショー
トして不通になるということもない。

また、上記したようなプラグイン構成において、劣化も
しくは破壊が生じた避雷器が、LEDランプ40の消灯によ
り見付け出だされると、その避雷器を搭載したプラグイ
ン基板41を、新しいプラグイン基板と交換するために、
プラグイン基板41をコネクタ42から抜き取る。このとき
コネクタ42の全端子がオープンになる。

しかし、抜き取られたプラグイン基板41に実装されてい
る回路部品は、回線50,51に対して並列接続される並列
回路部品、即ち回線50,51の開放に寄与しないギャップ
アレスタ10,定電圧素子12,13,分断素子30,LEDランプ40,
保護抵抗22,23だけである。回線50,51に直列に介挿され
て、これらの開放に寄与する抵抗20,21はベース基板43
に搭載されているので、プラグイン基板41を抜き取って
も回線50,51は開放とならない。

従って、回線50,51の開放を伴うことなく劣化部品を取
り替えることができる。

［考案の効果］本考案は、上述のとおり構成されているので、次に記載
する効果を発揮する。

避雷器によって保護する回線について、例えば電源を供
給できるものあるか否か等の種類に左右されることな
く、避雷器の劣化を知ることができると共に、避雷器が
劣化したとき回線がショートすることを防止できる。ま
た、劣化報知回路を流れる電流は回線側に流れることが
なく悪影響を及ぼすことがない。更に、避雷器の交換時
に回線が開放しない。その結果、避雷器劣化時や回線不
通時の修理及び点検に費やす時間と労力を大幅に節減す
ることができる。

請求項２の避雷器においては、避雷器によって保護する
回線について、例えば電源を供給できるものあるか否か
等の種類に左右されることなく、避雷器の劣化を知るこ
とができると共に、避雷器が劣化したとき回線がショー
トすることを防止できる。また、劣化報知回路を流れる
電流は回線側に流れることがなく悪影響を及ぼすことが
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の避雷器の実施例を示す回路図、第２図
は従来例を示す回路図、第３図は同じく従来例を示す避
雷器の基板配線図、第４図は本考案の実施例を示す避雷
器の基板配線図、第５図はコネクタからプラグイン基板
を抜き取ったときの本考案の避雷器の実施例を示す基板
斜視図である。図中、12,13は定電圧素子、30は分断素子、43はベース
基板、41はプラグイン基板、42はコネクタ、50,51は回
線、100は並列回路、101は直列回路、103は報知回路で
ある。

フロントページの続き (56)参考文献実開昭58−152789（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−146430（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】回線間に並列接続され、回線間に加わる異
常サージ電圧を所定電圧以下に抑える並列回路と、回線
に直列接続され、異常サージ電流を制限する直列回路と
を備えて異常サージを吸収する避雷器において、上記回線に直列に接続される上記直列回路の部品をコネ
クタが取り付けられたベース基板に実装し、上記コネクタに着脱自在に取り付けられるプラグイン基
板に、コネクタへの装着により回線に並列に接続される
上記並列回路の部品を実装し、上記並列回路を、直列に接続された少なくとも２個の双
方向の定電圧素子と、該定電圧素子同士の間に介挿さ
れ、許容電流を超えて電流が流れたとき断線する低抵抗
の分断素子との直列回路で構成し、上記並列回路に、上記回線以外から上記分断素子に加え
られた電圧によって分断素子に流される電流の有無を検
出し検出結果を報知する報知回路を設けたことを特徴とする避雷器。
【請求項２】回線間に並列接続され、回線間に加わる異
常サージ電圧を所定電圧以下に抑える並列回路と、回線
に直列接続され、異常サージ電流を制限する直列回路と
を備えて異常サージを吸収する避雷器において、上記並列回路を、直列に接続された少なくとも２個の双
方向の定電圧素子と、該定電圧素子同士の間に介挿さ
れ、許容電流を超えて電流が流れたとき断線する低抵抗
の分断素子との直列回路で構成し、上記並列回路に、上記回線以外から上記分断素子に加え
られた電圧によって分断素子に流される電流の有無を検
出し検出結果を報知する報知回路を設けたことを特徴とする避雷器。