JPS6242484Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はサージ吸収に用いられるセラミツクバ
リスタへの連続過電圧によつて引き起されるバリ
スタの短絡、焼損対策を計り、連続の過電圧が印
加されてもバリスタが短絡することなく、またサ
ージ吸収機能も十分発揮できるサージ吸収器を提
供するものである。

セラミツクバリスタ、たとえば酸化亜鉛を主体
としたバリスタは電子機器を雷などのサージ電圧
から守るために電源電線の線間あるいは大地間に
接続され、近年幅広く用いられるようになつてき
た。この種のバリスタとしては現在、酸化亜鉛を
主体としたバリスタが主流となつているが、この
バリスタは電圧非直線指数が極めて大きく（通常
30以上）、ある一定の電圧（以下バリスタ電圧と
呼ぶ）以下においては絶縁物として働き、またそ
れ以上の電圧に対しては極めて低い抵抗値を呈
し、結果としてその電圧に伴なう電流をバリスタ
に流し、電圧を低く制限するという特性を有して
いる。そのため、この種のバリスタをサージ吸収
器として用いる場合は、通常時においては、絶縁
物として動作させるため、そのバリスタ電圧は通
常の回路電圧の波高値よりもいくらか高いところ
に設定する。例えば、AC100Vの線間に用いる場
合、そのバリスタ電圧は220V程度に設定する。
その回路例を示したのが第１図である。１は電源
電線でこの場合、AC100Vである。２は電源電線
１間に接続されたバリスタである。もしバリスタ
２のバリスタ電圧が220Vであれば、電源電圧が
AC100VからAC140Vにまで上昇しても何ら問題
はなく、バリスタ２に何ら影響を与えることはな
い。しかしながら、負荷の大きな変動、あるいは
単相３線式配電線の中性線の欠相、その他の地絡
事故などによつて、バリスタ２にAC140V以上の
過電圧が印加されることがある。この場合、過電
圧の波高値はバリスタ２のバリスタ電圧を大きく
上まわり、連続して電源がバリスタ２ほ流入する
ことになる。そのため、バリスタ２は、過大な発
熱を生じ短絡破壊を生じることになる。

この対策として、バリスタ電圧をさらに高く設
定する方法が考えられるが、サージ吸収時の制限
電圧が上昇し、電子機器との協調がとれにくいと
いう問題があつた。

本考案は以上の問題点であるサージ吸収時の制
限電圧を大きく上げることなく、また連続過電圧
に対しても短絡破壊を生じることのないサージ吸
収器を提供するものである。

第２図は本考案のサージ吸収器の回路を示した
ものである。３は第１のバリスタで前記従来例で
のバリスタ２と同様なバリスタ電圧を持つもので
ある。４は第１のバリスタ３に電気的に直列に接
続された正特性サーミスタで第１のバリスタ３と
正特性サーミスタ４は熱的にも結合されている。
この正特性サーミスタ４はある一定の温度以上に
なれば急激に抵抗値が増加するもので、本回路の
場合、室温における抵抗値は５オーム程度に設定
してある。５は第１のバリスタ３と正特性サーミ
スタ４の前記直列回路に電気的に並列に接続され
た第２のバリスタで、バリスタ電圧は第１のバリ
スタ３よりも高く、また推定過電圧の程度に応じ
て任意に選定されるものであり、この例では
430Vとした。

今、この回路にACの過電圧200Vが連続的に印
加された場合を想定する。ACの過電圧に対し正
特性サーミスタ４の温度が上昇していない状態で
は、電源電流は、第１のバリスタ３ならびに正特
性サーミスタ４を通じて流れ込む。この時、連続
した流入電流によつて第１のバリスタ３、正特性
サーミスタ４ともに発熱を生じる。この時第１の
バリスタ３は正特性サーミスタと熱的に結合され
ているため、正特性サーミスタ４の温度上昇は、
正特性サーミスタ４のみによる温度上昇よりも大
きい。この温度上昇によつて正特性サーミスタ４
の抵抗値は急激に大きくなり、流入電流を第１の
バリスタ３の短絡破壊に至らない程度に制限す
る。また、連続過電圧が取り去られた後は、正特
性サーミスタ４の温度はまた低下し、過電圧印加
前の状態に復帰する。一方、この回路にサージ電
圧が印加された時、まずサージ電流は前記と同
様、第１のバリスタ３と正特性サーミスタ４を通
じて流れ、もしこの時第２のバリスタ５がなけれ
ば、その制限電圧は、第４図のイのようになる。
ここで電流の上昇とともに急激に制限電圧が上昇
するのは正特性サーミスタ４における電圧降下が
直線的に増加するためである。この制限電圧上昇
を防止するために、第２のバリスタ５が用いられ
ているわけである。なお第２のバリスタ５の電圧
電流特性は第４図ロのようになる。第１のバリス
タ３および正特性サーミスタ４における電圧降下
が、第２のバリスタ５のバリスタ電圧430Vを越
えた段階から第２のバリスタ５の動作がはじま
り、制限電圧上昇の抑制を行ない、本考案の回路
の制限電圧は第４図のハのように十分低い上昇特
性を有する。

さて、第３図に本考案のサージ吸収器の具体的
な構造を示した。６は前記第２のバリスタ、７は
前記正特性サーミスタ、８は前記第１のバリス
タ、９は第２のバリスタ６と正特性サーミスタ７
を第１のバリスタ８の直列回路と並列接続するた
めのワタリであり、１０，１１は両電気端子であ
る。

ここで、正特性サーミスタ７と第１のバリスタ
８と、第２のバリスタ６とは第２図に示す回路構
成となるように、ワタリ９と電気端子１０，１１
により接続されている。また、正特性サーミスタ
７は第１のバリスタ８の熱が伝わり易くなるよう
に結合されている。

以上のように本考案のサージ吸収器を構成にす
ることによつて次の効果が得られる。

(1) 第１のバリスタに正特性サーミスタを直列に
接続し、かつ第１のバリスタと正特性サーミス
タとを熱的に結合しているため、連続した過電
圧に対しても短絡破壊を生じないサージ吸収器
が得られる。

(2) 第１のバリスタと正特性サーミスタの直列回
路に第１のバリスタよりも高いバリスタ電圧を
有する第２のバリスタを接続しているため、サ
ージ電圧に対しても、十分低い制限電圧が得ら
れる。

また第１のバリスタと正特性サーミスタを熱的
に結合することによつて正特性サーミスタの抵抗
変化への応答が早くなり、第１のバリスタの破壊
保護効果が高くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のサージ吸収器を示す電気的回路
図、第２図は本考案のサージ吸収器の一実施例を
示す電気的回路図、第３図は本考案の具体構成の
一例を示す断面図、第４図は同サージ吸収器の制
限電圧特性図である。 ３，５，６，８……バリスタ、４，７……正特
性サーミスタ、１０，１１……電気端子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 第１のバリスタと、この第１のバリスタよりも
   高いバリスタ電圧を有する第２のバリスタと正特
   性サーミスタとからなり、第１のバリスタと前記
   正特性サーミスタとを電気的に直列に接続すると
   ともに、熱的に結合し、さらに第２のバリスタを
   前記第１のバリスタと正特性サーミスタの直列回
   路に電気的に並列に接続したことを特徴とするサ
   ージ吸収器。