JPS6217721Y2

JPS6217721Y2 -

Info

Publication number: JPS6217721Y2
Application number: JP6031679U
Authority: JP
Priority date: 1979-05-07
Filing date: 1979-05-07
Publication date: 1987-05-07
Also published as: JPS55164557U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、サージ電流の値を検出するためのサ
ージ電流検出回路に関するものであり、特にサー
ジ吸収器、もしくは避雷器と直列に接続して使用
し、雷サージ電圧から電子機器あるいは設備を保
護するために用いられるサージ吸収器、もしくは
避雷器に流入したサージ電流の値をヒユーズの溶
断状態から知ることにより、サージ吸収器の取り
替え時期を的確に知るためのサージ電流検出回路
に関するものである。

第１図に示すように、一般にサージ吸収器１は
被保護機器２に対して並列に接続されている。そ
してこのようなサージ吸収器としては金属酸化物
を主成分としたバリスターがよく使用されてい
る。このバリスタには一般にサージ耐量と呼ばれ
る定格がある。このサージ耐量なる定格は、バリ
スタがどの程度の大きさまでのサージ電流を吸収
できる能力があるかを電流値で示したものであつ
て、例えば直径10mm程度のデイスク状バリスタで
あれば、８×20μｓの波形のサージ電流で1000A
程度の定格を有している。

しかしながら、これらのバリスタにはサージ寿
命というものが存在し、サージ耐量を上回わるサ
ージ電流が流入した場合には、その性能が劣化
し、そのため通常の状態での漏れ電流が増加した
り、最悪の場合には短絡状態を引起すこともあ
る。このような現象は、サージ耐量を上回わるサ
ージ電流が流込した場合にだけ生じるとは限ら
ず、サージ耐量を下回わるサージ電流が流入した
場合にも、その流入回数が多くなれば寿命限界と
して上述のような現象が発生する恐れがある。

従来、このような現象を防止するために、第２
図に示すような保護対策が採られていた。すなわ
ち、被保護機器２に対して並列に接続されるサー
ジ吸収器１にヒユーズ３を直列に接続していた。
そして、このヒユーズ３の定格値は、サージ吸収
器のサージ耐量が500Aであるときには3Aを、ま
たサージ耐量が1000Aであるときには5A程度に
設定されている。そして、このヒユーズは、あく
までもサージ電流の流入によつてサージ吸収器１
が導通状態になつたときに作動させて、サージ吸
収器を保護することに主眼がおかれており、せい
ぜいサージ耐量以上のサージ電流が流入したか否
かをその溶断状態から判断できる程度のものでし
かなかつた。すなわち、ヒユーズが単に１個だけ
しか接続されていないので、ヒユーズが作動した
後には、サージ吸収器１が回路から切り離された
ままとなるので、被保護機器がサージ電圧に対し
て無防備な状態におかれ、またサージ電流による
ヒユーズの溶断電流値は或る一定値であるので、
この一定値以上の電流値のサージ電流が流入した
場合にはいつでも溶断することになり、サージ電
流の最低値は検出できるが、電流値の範囲を検出
することができず、さらに、逆にサージ耐量以下
の電流が流入した場合には、ヒユーズは溶断しな
いので、メインテナンス時までにどの程度のサー
ジ電流が流入していたのかを検知することができ
ず、サージ吸収器の取り替え時期の把握が難し
く、メインテナンスが困難であるという欠点があ
つた。

本考案の目的は、このような問題を解消するた
めに、インダクタンス素子で形成された分流比の
異なる複数の分流路に電流定格の異なるヒユーズ
を直列に接続して構成されたサージ電流検出回路
を提供することである。

次に、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。第３図に示されてたサージ電流検出回路３
は、電流定格が各々異なる３本のヒユーズ４，
５，６とインピーダンスが異なる２個のインダク
タンス素子７，８とから構成されている例である
が、これは説明の便宜のためであつて、インダク
タンス素子およびヒユーズの数は、何もこれに限
定されるものではなく、適宜に増減することによ
つて所望の検出精度を得ることのできるサージ電
流検出器が構成されることは、以下の説明によつ
て明らかとなるであろう。第１のヒユーズ４は第
１のインダクタンス素子７と並列に接続されて並
列回路を形成し、この並列回路は、第１のヒユー
ズ４の電流定格よりも大きい第２のヒユーズ５と
直列に接続されて直列回路を形成し、この直列回
路は第３のインダクタンス素子８と並列に接続さ
れて並列回路を形成し、この並列回路は、第２の
ヒユーズの電流定格よりも大きい第３のヒユーズ
６に直列に接続されている。これら２個のインダ
クタンス素子は、サージ電流検出器３の端子９に
流れ込んだサージ電流I₀を分流させて各ヒユーズ
が分担する分流比を調整するためのものである。

このように構成されたサージ電流検出器におい
て、今、サージ電流I₀が端子９から流入したとす
ると、このサージ電流I₀は各分流路のインピーダ
ンスに逆比例した割合で各分流路に分流され、第
１のヒユーズ４にはI₁の、第１のインダクタンス
素子７にはI₂の、第２のインダクタンス素子８に
はI₃の電流が流れるとすると、第２のヒユーズ５
にはI₁＋I₂の電流が、また第３のヒユーズ６には
I₁＋I₂＋I₃の電流、すなわち流入したサージ電流I₀
が流れる。

また、第１のヒユーズ４にこのヒユーズの溶断
サージ電流I₁′が流れたときにも第２のヒユーズ
５が溶断されない程度の電流しか分流されないよ
うに第１のインダクタンス素子７の値を定め、さ
らに第２のヒユーズ５にこのヒユーズの溶断サー
ジ電流（I₁′＋I₂′）が流れたときにも第３のヒユ
ーズ６が溶断されない程度の電流しか分流されな
いように第２のインダクタンス素子の値を定めて
おく。このような関係に各インダクタンス素子お
よび各ヒユーズの値を定めておくと、第４図に示
すような特性曲線が得られる。すなわち、サージ
電流検出器３の端子９に流入するサージ電流I₀の
値を徐々に大きくしてゆくと、まず第１のヒユー
ズ４がI₀₁で溶断し、第２のヒユーズ５がI₀₂で溶
断し、第３のヒユーズ６がI₀₃で溶断し、I₀₁＜I₀₂
＜I₀₃の関係が生じる。

このような関係が成立しているので、サージ電
流が流入したときにおけるヒユーズの溶断状態を
調らべることにより、この流入したサージ電流の
大きさを的確に知ることができる。なお、第４図
に示された特性曲線は一例にすぎず、インダクタ
ンス素子とヒユーズの値、および個数を選定する
ことにより種々の特性曲線が得られることも明ら
かであろう。

そして、サージ電流I₀が流入して第１のヒユー
ズ４が溶断した場合にも端子９，１０は第１およ
び第２のインダクタンス素子７，８を介して導通
しているので、サージ吸収器はまだ作動可能な状
態に保持されている。同様に第１と第２のヒユー
ズ４，５とが溶断した場合にも端子９，１０は第
２のインダクタンス素子８を介して導通されてい
る。しかるに非常に大きいサージ電流が流入して
３本のヒユーズ全部が溶断されると、もはやサー
ジ吸収器はサージを吸収できなくなる。

このような問題を解決したのが、第５図に示さ
れている本考案の他の実施例で、第４図と同一の
番号が付されている素子は第４図のそれと同じ関
係にある素子なので、その説明は省略する。図に
おいて、最終ヒユーズ、すなわち第３のヒユーズ
６の両端子１１，１２の間に放電ギヤツプ１３が
設けられている。そのため、全部のヒユーズが溶
断した状態の時に、サージ電圧が印加されても、
サージ電圧は放電ギヤツプを介して放電を起して
サージ電流検出器３の両端子９，１０間を導通状
態に保持するので、サージをサージ吸収器で十分
に吸収することが可能となる。

第６図は、本考案の他の実施例であつて、サー
ジ電流が突入してヒユーズが溶断することによつ
てインダクタンス素子に高電圧が誘起されるが、
この誘起された高電圧がサージ吸収器の制限電圧
以上になるのを防止するためのものである。図に
おいて第４図と同一の番号が付されている素子は
第４図のそれと同じ関係にある素子なので、その
説明は省略する。図において、第１のインダクタ
ンス７の両端には放電ギヤツプ１４が、また第２
のインダクタンス８の両端には放電ギヤツプ１５
が設けられており、サージ電流が突入して各イン
ダクタンス素子に高電圧が誘起された場合に、こ
の高電圧をこれらの放電ギヤツプで放電させるこ
とにより過大な電圧が被保護機器に印加されるの
を防止している。なお、各インダクタンス素子に
放電ギヤツプを設けた場合の特性曲線と、放電ギ
ヤツプがない場合の特性曲線とは異なるので、予
め放電ギヤツプを設けたものについての特性曲線
を求めておく必要はある。

上述した実施例においてはヒユーズの数Ｎ、イ
ンダクタンス素子の数Ｎ−１において、Ｎ＝３の
場合について説明したが、Ｎの数を大きくする、
すなわち直並列回路を多段にすれば、それだけサ
ージ電流を高精度に検出できる。

以上、説明したように、本考案のサージ検出回
路によれば、サージ電流の値を高精度に検出でき
るので、サージ吸収器のメンテナンスが容易にな
り、また電流定格の異なるヒユーズを複数個使用
しているので最後のヒユーズが溶断されるまでサ
ージ吸収器が作動し得る状態に保持できるという
効果がある。

また、サージ電流検出回路の両端子と直列に接
続されているインダクタンス素子とヒユーズとか
ら成る最終段のヒユーズの両端に放電ギヤツプを
設けることにより、ヒユーズが全部溶断してもな
おサージをサージ吸収器に導入させることができ
る。

さらに、各インダクタンス素子の両端子間に放
電ギヤツプを設けることによつて、サージ吸収器
に過大なサージ電圧が印加されるのを防止するこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、サージ吸収器と被保護機器との関係
を示す図であり、第２図は、従来のサージ電流検
出器を示す図であり、第３図は、本考案のサージ
電流検出回路の実施例を示す図であり、第４図
は、この考案のサージ電流検出器の動作を説明す
るための特性曲線図であり、第５図、第６図は、
本考案の他の実施例の構成図である。１……サージ吸収器、２……被保護機器、３…
…サージ吸収器、４，５，６……ヒユーズ、７，
８……インダクタンス素子、９，１０……サージ
電流検出器の端子、１３，１４，１５……放電ギ
ヤツプ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) Ｎ本の複数のヒユーズと、Ｎ−１個のインダ
クタンス素子とから構成され、ｍ番目のヒユー
ズとｍ番目のインダクタンス素子とは直列回路
を形成し、前記ｍ番目のインダクタンスに並列
に前記ｍ番目のヒユーズよりも小さな電流定格
を有するｍ＋１番目のヒユーズとｍ＋１番目の
インダクタンスとから成る直列回路が接続され
ていることを特徴とするサージ電流検出回路。 (2) 実用新案登録請求の範囲の第１項に記載され
たサージ電流検出回路において、前記インダク
タンス素子の両端子間に並列に放電ギヤツプが
接続されていることを特徴とするサージ電流検
出回路。 (3) 実用新案登録請求の範囲の第１項に記載のサ
ージ電流検出回路において、サージ吸収器に接
続される端子に直結されているヒユーズの両端
子間に放電ギヤツプを並列に接続したことを特
徴とするサージ電流検出回路。