WO2020240694A1 - 劣化判定装置 - Google Patents

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WO2020240694A1
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surge absorbing
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deterioration
voltage
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清和 多田
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage

Definitions

  • the present invention relates to a deterioration determination device for determining deterioration of a surge absorbing element.
  • the surge absorbing element When a voltage below a certain value is applied, the surge absorbing element shows an electric resistance close to that of an insulator and almost no current flows, and when a voltage exceeding a certain value is applied, the electric resistance drops sharply. It is an element through which an electric current flows.
  • a surge current generated by applying a high voltage flows through the surge absorbing element, thereby protecting a circuit in a stage after the surge absorbing element.
  • the operation start voltage the voltage at which the electrical resistance decreases.
  • the surge absorbing element generally includes a varistor substrate which is a non-linear resistance element and an external lead electrically connected to the varistor substrate.
  • the varistor substrate is composed of a metal oxide such as zinc oxide (ZnO).
  • the operation start voltage of the varistor substrate decreases each time a current flows. That is, the varistor substrate gradually approaches a short-circuit state each time a current flows. As the deterioration of the varistor substrate progresses, the surge absorbing element eventually becomes a short-circuit failure. In the following description, the deterioration of the varistor substrate is also referred to as the deterioration of the surge absorbing element.
  • a leakage current will flow when a certain voltage is applied.
  • the leakage current is, for example, a current of 1 mA or less.
  • the surge absorbing element deteriorates, a leakage current flows when a lower voltage is applied.
  • the current flowing through the surge absorbing element is measured with an ammeter, and the voltage applied to the surge absorbing element is measured with a voltmeter. Therefore, the surge is caused by the relationship between the current and the voltage when the leakage current flows.
  • a deterioration determination device for determining deterioration of an absorption element is disclosed.
  • an ammeter is used to determine the deterioration of the surge absorbing element. Therefore, it is necessary to connect the ammeter in series with the surge absorbing element. However, if a surge current exceeding the assumption flows through the ammeter connected in series with the surge absorbing element, the ammeter may be damaged and it becomes impossible to judge the deterioration of the surge absorbing element. It was.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a deterioration determination device capable of determining deterioration of a surge absorbing element without using an ammeter.
  • the present invention comprises a voltage measuring unit that measures the voltage applied to the surge absorbing element, a first temperature measuring unit that measures the temperature of the surge absorbing element, and the like.
  • a current estimation unit that estimates the current flowing through the surge absorbing element from the first measurement temperature measured by the first temperature measurement unit, a measurement voltage measured by the voltage measurement unit, and a surge based on the first measurement temperature.
  • a determination unit for determining deterioration of the absorbing element is provided.
  • the deterioration determination device has an effect that the deterioration of the surge absorbing element can be determined without using an ammeter.
  • FIG. 1 The figure which shows the circuit structure of the electric apparatus provided with the deterioration determination apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • Sectional drawing which shows the schematic structure of the surge absorption element in Embodiment 1.
  • a block diagram showing a functional configuration of a control unit according to the first embodiment. It is a figure which shows the characteristic of the surge absorption element in Embodiment 1, and is the figure which shows the relationship between the voltage applied to a surge absorption element, and the current flowing through a surge absorption element.
  • a flowchart showing a procedure for determining deterioration by the deterioration determination device according to the first embodiment.
  • Cross-sectional view of an electronic component including a surge absorbing element according to a modified example The figure which shows the hardware composition of the control part in Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of an electric device provided with a deterioration determination device according to a first embodiment of the present invention.
  • the electric device 1 includes a load 2, a surge absorbing element 3, a voltage measuring unit 4, a first temperature measuring unit 5, a control unit 6, and a storage unit 7.
  • the load 2 is a device that operates by supplying electric power, for example, an electric motor.
  • Power supply lines 8a and 8b for supplying electric power are connected to the load 2. Power is supplied to the load 2 from, for example, an AC power source (not shown) through power supply lines 8a and 8b.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the surge absorbing element according to the first embodiment.
  • the surge absorbing element 3 includes a varistor substrate 11, a pair of electrodes 12, a pair of lead wires 13, and an exterior member 14.
  • the varistor substrate 11 is a non-linear resistance element composed of a metal oxide such as zinc oxide (ZnO).
  • the electrode 12 is attached to the surface of the varistor substrate 11.
  • the electrode 12 is electrically connected to the varistor substrate 11.
  • the lead wire 13 is connected to each of the pair of electrodes 12.
  • the lead wire 13 is electrically connected to the electrode 12.
  • the exterior member 14 covers the varistor substrate 11 and the electrodes 12.
  • the exterior member 14 is made of an insulating material.
  • applying a voltage to the varistor substrate 11 is also referred to as applying a voltage to the surge absorbing element 3. Further, the fact that a current flows through the varistor substrate 11 is also referred to as a current flowing through the surge absorbing element 3.
  • I K 1 ⁇ (V ⁇ ⁇ ) (1) Will be.
  • K 1 is a constant determined by the characteristics of the surge absorbing element 3.
  • ⁇ is a coefficient indicating the non-linearity of the resistance of the surge absorbing element 3.
  • V (I / K 1 ) ⁇ (1 / ⁇ ) (2) Will be.
  • K 3 is a constant determined by the characteristics of the surge absorbing element 3. In this way, a proportional relationship is established between the rise in temperature of the surge absorbing element 3 and the flowing current. In other words, when a current flows through the surge absorbing element 3, the temperature of the surge absorbing element 3 rises according to the magnitude of the current.
  • the voltage measuring unit 4 measures the voltage applied to the surge absorbing element 3.
  • the voltage measuring unit 4 transmits information indicating the measured voltage to the control unit 6.
  • the first temperature measuring unit 5 measures the temperature of the surge absorbing element 3.
  • the first temperature measuring unit 5 is, for example, a thermistor.
  • the first temperature measuring unit 5 transmits temperature information indicating the measured first measured temperature to the control unit 6.
  • the storage unit 7 stores information necessary for determining deterioration of the surge absorbing element 3. For example, table information showing the relationship between the temperature rise value of the surge absorbing element 3 and the current flowing through the surge absorbing element 3 is stored. For example, the table information shows information that a current of 0.8 mA flows when the temperature of the surge absorbing element 3 rises by 5 ° C. Information indicating the above-mentioned constant K 3 may be stored.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the control unit according to the first embodiment.
  • the control unit 6 includes a current estimation unit 22 and a determination unit 23.
  • FIG. 4 is a diagram showing the characteristics of the surge absorbing element according to the first embodiment, and is a diagram showing the relationship between the voltage applied to the surge absorbing element and the current flowing through the surge absorbing element.
  • the storage unit 7 stores characteristic information indicating the relationship between the voltage applied to the surge absorbing element 3 and the current flowing through the surge absorbing element 3.
  • line 41 shows the relationship between the voltage and current in the initial normal surge absorbing element 3.
  • the line 42 shows the relationship between the voltage and the current in the surge absorbing element 3 which has deteriorated from the initial stage.
  • the wire 43 shows the relationship between the voltage and the current in the surge absorbing element 3 which is further deteriorated from the state shown in the wire 42. As shown in FIG. 4, as the deterioration of the surge absorbing element 3 progresses, a leakage current flows when a lower voltage is applied.
  • the current estimation unit 22 estimates the current flowing through the surge absorbing element 3 based on the temperature information transmitted from the first temperature measuring unit 5. When the first measurement temperature indicated by the temperature information rises, the current estimation unit 22 estimates the current flowing through the surge absorbing element 3 with reference to the table information stored in the storage unit 7. As described above, it is assumed that the table information shows information that a current of 0.8 mA is flowing when the temperature of the surge absorbing element 3 rises by 5 ° C. It is assumed that the temperature of the surge absorbing element 3 is 10 ° C. when no current is flowing through the surge absorbing element 3.
  • the current estimation unit 22 transmits information indicating the estimated current value to the determination unit 27.
  • the current estimation unit 22 may estimate the current value based on the above-mentioned mathematical formula (5).
  • the determination unit 23 determines the deterioration of the surge absorbing element 3 based on the voltage value obtained from the information transmitted from the voltage measuring unit 4 and the current value obtained from the information transmitted from the current estimation unit 22. For example, when the voltage value and the current value are included in the deterioration determination region 44 shown by hatching in FIG. 4, the determination unit 23 determines that the surge absorbing element 3 has deteriorated. For example, when the determination unit 23 determines that the surge absorbing element 3 has deteriorated, the determination unit 23 may transmit a deterioration signal.
  • the notification unit may be, for example, a light emitting device that notifies deterioration by lighting or blinking, a display device that notifies deterioration by character information or the like, or a speaker that notifies deterioration by voice.
  • the determination device for determining the deterioration of the surge absorbing element 3 includes a voltage measuring unit 4, a first temperature measuring unit 5, a control unit 6, and a storage unit 7.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for determining deterioration by the deterioration determination device according to the first embodiment.
  • step S1 when it is detected that the temperature of the surge absorbing element 3 has risen (step S1), the current value flowing through the surge absorbing element 3 is estimated based on the temperature rise value (step S2).
  • step S3 the deterioration of the surge absorbing element 3 is determined based on the estimated current value and the voltage applied to the surge absorbing element 3 (step S3).
  • the deterioration of the surge absorbing element 3 can be determined without providing an ammeter.
  • an ammeter is provided to determine the deterioration of the surge absorbing element 3, it is necessary to connect an ammeter in series with the surge absorbing element 3. In this case, if a surge current exceeding an assumption flows through the ammeter connected in series with the surge absorbing element 3, the ammeter may be damaged and deterioration of the surge absorbing element 3 cannot be determined.
  • the ammeter is not used in the deterioration determination device according to the first embodiment, it is possible to maintain the function of determining deterioration even when a surge current exceeding an assumption flows.
  • the first temperature measuring unit 5 used for determining deterioration does not need to be connected to the circuit configuration of the electric device 1, the circuit is cut even when a function for determining deterioration of the surge absorbing element 3 is added. You don't have to. Therefore, it is possible to reduce the workload for adding the function of determining the deterioration of the surge absorbing element 3.
  • the configuration of the deterioration determination device according to the first embodiment can also be applied to the deterioration determination of the Zener diode having characteristics similar to those of the surge absorbing element 3.
  • FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of an electric device provided with a deterioration determination device according to a modified example.
  • the deterioration determination device according to the modified example includes a second temperature measuring unit 9 that measures the ambient temperature of the surge absorbing element 3.
  • the second temperature measuring unit 9 transmits information indicating the measured second measured temperature to the control unit 6.
  • the current estimation unit 22 of the control unit 6 informs the surge absorption element 3 based on the first measurement temperature which is the temperature of the surge absorption element 3 and the second measurement temperature which is the ambient temperature of the surge absorption element 3.
  • the temperature rise value of the surge absorbing element 3 caused by the flow of the current is calculated.
  • the current estimation unit 22 calculates the difference between the rise value of the first measurement temperature and the rise value of the second measurement temperature, and the surge absorbing element 3 due to the current flowing through the calculated value. Let it be the temperature rise value.
  • the second temperature measuring unit 9 in addition to the first temperature measuring unit 5, the influence of the ambient temperature change is eliminated, and the deterioration of the surge absorbing element 3 can be determined with higher accuracy. It can be carried out.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of an electronic component including a surge absorbing element according to a modified example.
  • the surge absorbing element 3 according to the modified example the first temperature measuring unit 5 is attached in advance to the surface thereof. That is, the electronic component 10 is configured by integrating the surge absorbing element 3 and the first temperature measuring unit 5.
  • FIG. 7 shows an example in which the first temperature measuring unit 5 is provided on the surface of the exterior member 14, the first temperature measuring unit 5 is provided on the surface of the varistor substrate 11 to provide the first temperature.
  • the measuring unit 5 may also be covered with the exterior member 14.
  • FIG. 8 is a diagram showing the hardware configuration of the control unit according to the first embodiment.
  • the control unit 6 includes a processor 24 and a memory 25.
  • the processor 24 and the memory 25 can send and receive data to and from each other by, for example, a bus.
  • the storage unit 7 is realized by the memory 25.
  • the processor 24 executes the functions of the current estimation unit 22 and the determination unit 23 by reading and executing the program stored in the memory 25.
  • the processor 24 is an example of a processing circuit, and includes, for example, one or more of a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), and a system LSI (Large Scale Integration).
  • a CPU Central Processing Unit
  • DSP Digital Signal Processor
  • LSI Large Scale Integration
  • the memory 25 includes a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), and an EEPROM (registered trademark) (Electrically Large Memory) Including.
  • the memory 25 also includes a recording medium on which a computer-readable program is recorded. Such recording media include one or more of non-volatile or volatile semiconductor memories, magnetic disks, flexible memories, optical disks, compact disks, and DVDs (Digital entirely Disc).
  • the configuration shown in the above-described embodiment shows an example of the content of the present invention, can be combined with another known technique, and is one of the configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

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Abstract

劣化判定装置は、サージ吸収素子（３）に印加された電圧を測定する電圧測定部（４）と、サージ吸収素子（３）の温度を測定する第１の温度測定部（５）と、第１の温度測定部（５）に測定された第１の測定温度からサージ吸収素子（３）に流れる電流を推定する電流推定部と、電圧測定部（４）に測定された測定電圧と、第１の測定温度に基づいてサージ吸収素子（３）の劣化を判定する判定部と、を備える。

Description

劣化判定装置
　本発明は、サージ吸収素子の劣化を判定する劣化判定装置に関する。
　サージ吸収素子は、ある値以下の電圧が印加される場合には絶縁物に近い電気抵抗を示してほとんど電流が流れず、ある値を超えた電圧が印加されると急激に電気抵抗が低下して電流が流れる素子である。サージ吸収素子が設けられた回路では、高電圧の印加によって発生するサージ電流がサージ吸収素子に流れることで、サージ吸収素子よりも後段の回路が保護される。以下の説明では、電気抵抗が低下する電圧を動作開始電圧と称する。
　サージ吸収素子は、一般に、非直線抵抗素子であるバリスタ基体と、バリスタ基体に電気的に接続された外部リードとを備える。バリスタ基体は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの金属酸化物を含んで構成される。
　バリスタ基体は、電流が流れるたびに動作開始電圧が低下する。すなわち、バリスタ基体は、電流が流れるたびに徐々に短絡状態に近づく。サージ吸収素子は、バリスタ基体の劣化が進行すると、最終的には短絡故障となる。なお、以下の説明ではバリスタ基体の劣化を、サージ吸収素子の劣化ともいう。
　サージ吸収素子には、動作開始電圧よりも低い範囲の電圧の印加であっても、ある一定の電圧が印加されると漏れ電流が流れる。漏れ電流は、例えば１ｍＡ以下の電流である。サージ吸収素子が劣化すると、より低い電圧の印加で漏れ電流が流れるようになる。特許文献１には、サージ吸収素子に流れる電流を電流計で計測し、サージ吸収素子に印加された電圧を電圧計で計測することで、漏れ電流が流れた際の電流と電圧の関係からサージ吸収素子の劣化を判定する劣化判定装置が開示されている。
特開昭６０－１１７６０１号公報
　上記従来の技術によれば、サージ吸収素子の劣化の判定に電流計を用いている。そのため、電流計をサージ吸収素子に対して、直列に接続する必要がある。しかしながら、サージ吸収素子に直列に接続された電流計に想定を上回るサージ電流が流れると、電流計が破損する可能性があり、サージ吸収素子の劣化の判定をすることができなくなるという問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電流計を用いずにサージ吸収素子の劣化を判定することができる劣化判定装置を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、サージ吸収素子に印加された電圧を測定する電圧測定部と、サージ吸収素子の温度を測定する第１の温度測定部と、第１の温度測定部に測定された第１の測定温度からサージ吸収素子に流れる電流を推定する電流推定部と、電圧測定部に測定された測定電圧と、第１の測定温度に基づいてサージ吸収素子の劣化を判定する判定部と、を備える。
　本発明にかかる劣化判定装置は、電流計を用いずにサージ吸収素子の劣化を判定することができるという効果を奏する。
本発明の実施の形態１にかかる劣化判定装置が設けられた電気機器の回路構成を示す図 実施の形態１におけるサージ吸収素子の概略構成を示す断面図 実施の形態１における制御部の機能構成を示すブロック図 実施の形態１におけるサージ吸収素子の特性を示す図であって、サージ吸収素子に印加された電圧と、サージ吸収素子に流れる電流との関係を示す図 実施の形態１における劣化判定装置による劣化判定の手順を示すフローチャート 変形例にかかる劣化判定装置が設けられた電気機器の回路構成を示す図 変形例にかかるサージ吸収素子を備える電子部品の断面図 実施の形態１における制御部のハードウェア構成を示す図
　以下に、本発明の実施の形態にかかる劣化判定装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１にかかる劣化判定装置が設けられた電気機器の回路構成を示す図である。電気機器１は、負荷２、サージ吸収素子３、電圧測定部４、第１の温度測定部５、制御部６、記憶部７を備える。負荷２は、電力の供給によって動作する機器であり、例えば電動機である。負荷２には、電力を供給する電力供給線８ａ，８ｂが接続されている。負荷２には、例えば図示を省略した交流電源から電力供給線８ａ，８ｂを通じて電力が供給される。
　サージ吸収素子３は、電力供給線８ａ，８ｂの間に接続される。サージ吸収素子３は、負荷２と並列に接続される。図２は、実施の形態１におけるサージ吸収素子の概略構成を示す断面図である。
　サージ吸収素子３は、バリスタ基体１１と、一対の電極１２と、一対のリード線１３と、外装部材１４と、を備える。バリスタ基体１１は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの金属酸化物を含んで構成された非直線抵抗素子である。
　電極１２は、バリスタ基体１１の表面に取り付けられている。電極１２は、バリスタ基体１１と電気的に接続されている。リード線１３は、一対の電極１２のそれぞれに接続されている。リード線１３は、電極１２と電気的に接続されている。外装部材１４は、バリスタ基体１１と電極１２とを覆う。外装部材１４は、絶縁性の材料で形成されている。
　リード線１３を通じてバリスタ基体１１に電圧を印加した場合、動作開始電圧よりも低い電圧が印加された場合には、絶縁物に近い電気抵抗を示してほとんど電流が流れない。また、動作開始電圧よりも低い電圧が印加された場合には、急激に電気抵抗が低下して電流が流れる。なお、以下の説明において、バリスタ基体１１に電圧を印加することを、サージ吸収素子３に電圧を印加するともいう。また、バリスタ基体１１に電流が流れることを、サージ吸収素子３に電流が流れるともいう。
　サージ吸収素子３に流れる電流Ｉ［Ａ］と電圧Ｖ［Ｖ］は、
　Ｉ＝Ｋ１×（Ｖ＾α）　　　（１）
　となる。
　Ｋ１は、サージ吸収素子３の特性によって定まる定数である。αは、サージ吸収素子３の抵抗の非直線性を示す係数である。
　これを変形すると、
　Ｖ＝（Ｉ／Ｋ１）＾（１／α）　　　（２）
　となる。
　また、温度上昇ΔＴは電力に比例し、
　ΔＴ＝Ｋ２×Ｖ×Ｉ　　　（３）
となる。
　Ｋ２は、サージ吸収素子３の特性によって定まる定数である。
　数式（２）の電圧Ｖを数式（３）に代入すると、
　ΔＴ＝Ｋ２／｛Ｋ１＾（１／α）｝×Ｉ＾（１＋１／α）　　　（４）
　となる。
　ここで、バリスタ基体１１におけるαは十分に大きいため、
　ΔＴ≒Ｋ３×Ｉ　　　（５）
　となる。
　Ｋ３は、サージ吸収素子３の特性によって定まる定数である。このように、サージ吸収素子３の温度の上昇と流れる電流とは比例関係が成立する。これは、サージ吸収素子３に電流が流れると、その電流の大きさに応じてサージ吸収素子３の温度が上昇すると換言できる。
　電圧測定部４は、サージ吸収素子３に印加された電圧を測定する。電圧測定部４は、測定された電圧を示す情報を制御部６に送信する。第１の温度測定部５は、サージ吸収素子３の温度を測定する。第１の温度測定部５は、例えばサーミスタである。第１の温度測定部５は、測定した第１の測定温度を示す温度情報を制御部６に送信する。
　記憶部７には、サージ吸収素子３の劣化を判定するために必要な情報が記憶されている。例えば、サージ吸収素子３の温度の上昇値と、サージ吸収素子３に流れる電流の関係を示すテーブル情報が記憶されている。例えば、テーブル情報では、サージ吸収素子３の温度が５℃上昇した場合には、０．８ｍＡの電流が流れている、といった情報が示されている。なお、上述した定数Ｋ３を示す情報が記憶されていてもよい。
　図３は、実施の形態１における制御部の機能構成を示すブロック図である。制御部６は、電流推定部２２と判定部２３とを備える。図４は、実施の形態１におけるサージ吸収素子の特性を示す図であって、サージ吸収素子に印加された電圧と、サージ吸収素子に流れる電流との関係を示す図である。記憶部７には、図４に示すような、サージ吸収素子３に印加された電圧と、サージ吸収素子３に流れる電流との関係を示す特性情報が記憶されている。
　紙面左方に示された３本の線のうち、線４１は初期の正常なサージ吸収素子３における電圧と電流との関係を示している。線４２は、初期から劣化したサージ吸収素子３における電圧と電流との関係を示している。線４３は、線４２に示した状態からさらに劣化したサージ吸収素子３における電圧と電流との関係を示している。図４に示すように、サージ吸収素子３は、劣化が進行することでより低い電圧の印加で漏れ電流が流れるようになる。
　電流推定部２２は、第１の温度測定部５から送信された温度情報に基づいて、サージ吸収素子３に流れている電流を推定する。電流推定部２２は、温度情報が示す第１の測定温度が上昇した場合に、記憶部７に記憶されたテーブル情報を参照してサージ吸収素子３に流れている電流を推定する。上述したように、サージ吸収素子３の温度が５℃上昇した場合には、０．８ｍＡの電流が流れている、といった情報がテーブル情報に示されているとする。サージ吸収素子３に電流が流れていないときのサージ吸収素子３の温度が１０℃であったとする。サージ吸収素子３の温度が１０℃であった状態から、サージ吸収素子３の温度が１５℃に上昇した場合、サージ吸収素子３の温度は５℃上昇したことになる。この場合には、テーブル情報を参照することで、サージ吸収素子３に０．８ｍＡの電流が流れていると推定する。電流推定部２２は、推定した電流の値を示す情報を判定部２７に送信する。なお、記憶部７に定数Ｋ３を示す情報が記憶されている場合には、上述した数式（５）に基づいて電流推定部２２が電流の値を推定してもよい。
　判定部２３は、電圧測定部４から送信された情報から得られる電圧値と、電流推定部２２から送信された情報から得られる電流値とに基づいて、サージ吸収素子３の劣化を判定する。例えば、判定部２３は、電圧値と電流値とが図４でハッチングを付して示した劣化判定領域４４に含まれた場合には、サージ吸収素子３が劣化したものと判定する。例えば、判定部２３は、サージ吸収素子３が劣化したと判定した場合には、劣化信号を送信してもよい。電気機器１またはその外部に劣化信号を受信した際に、サージ吸収素子３が劣化したことを報知する報知部を設ければ、電気機器１の使用者にサージ吸収素子３の劣化を認識させることができる。報知部は、例えば、点灯または点滅によって劣化を報知する発光装置であったり、文字情報等によって劣化を報知する表示装置であったり、音声によって劣化を報知するスピーカーであったりする。
　このように、サージ吸収素子３の劣化を判定する判定装置は、電圧測定部４、第１の温度測定部５、制御部６、記憶部７を備えている。
　次に、判定部２３によるサージ吸収素子３の劣化判定の手順について説明する。図５は、実施の形態１における劣化判定装置による劣化判定の手順を示すフローチャートである。まず、サージ吸収素子３の温度が上昇したことが検知されると（ステップＳ１）、温度の上昇値に基づいて、サージ吸収素子３に流れている電流値が推定される（ステップＳ２）。次に、推定された電流値と、サージ吸収素子３に印加されている電圧とに基づいて、サージ吸収素子３の劣化が判定される（ステップＳ３）。
　以上説明した劣化判定装置によれば、電流計を設けずにサージ吸収素子３の劣化を判定することができる。電流計を設けてサージ吸収素子３の劣化を判定する場合には、サージ吸収素子３に対して直列に電流計を接続する必要がある。この場合、サージ吸収素子３に直列に接続された電流計に想定を上回るサージ電流が流れると、電流計が破損する可能性があり、サージ吸収素子３の劣化の判定をすることができなくなる。一方、本実施の形態１における劣化判定装置では電流計を用いていないので、想定を上回るサージ電流が流れた場合であっても、劣化を判定する機能の維持を図ることができる。また、劣化の判定に用いる第１の温度測定部５は、電気機器１の回路構成に接続する必要がないため、サージ吸収素子３の劣化を判定する機能を追加する場合にも、回路を切断する必要がない。そのため、サージ吸収素子３の劣化を判定する機能を追加するための作業負荷の軽減を図ることができる。
　また、サージ吸収素子３が短絡状態となる前に劣化と判定することで、電気機器１の故障を未然に防ぐことが可能となる。なお、サージ吸収素子３と類似の特性を持つツェナーダイオードの劣化判定にも、本実施の形態１における劣化判定装置の構成を適用することができる。
　図６は、変形例にかかる劣化判定装置が設けられた電気機器の回路構成を示す図である。変形例にかかる劣化判定装置は、サージ吸収素子３の周囲の温度を測定する第２の温度測定部９を備える。第２の温度測定部９は、測定した第２の測定温度を示す情報を制御部６に送信する。制御部６の電流推定部２２は、サージ吸収素子３の温度である第１の測定温度と、サージ吸収素子３の周囲の温度である第２の測定温度とに基づいて、サージ吸収素子３に電流が流れたことによって生じたサージ吸収素子３の温度の上昇値を算出する。
　例えば、サージ吸収素子３の温度である第１の測定温度が５℃上昇した場合に、サージ吸収素子３の周囲の温度である第２の測定温度も５℃上昇している場合には、周囲の温度上昇に伴ってサージ吸収素子３の温度が上昇したと考えられる。したがって、電流推定部２２は、第１の測定温度の上昇値と、第２の測定温度の上昇値との差を算出し、その算出された値を電流が流れたことによるサージ吸収素子３の温度の上昇値とする。
　このように、第１の温度測定部５に加えて第２の温度測定部９を設けることで、周囲の温度変化の影響を排除して、より高い精度でサージ吸収素子３の劣化の判定を行うことができる。
　図７は、変形例にかかるサージ吸収素子を備える電子部品の断面図である。変形例にかかるサージ吸収素子３では、その表面に予め第１の温度測定部５が取り付けられている。すなわち、電子部品１０は、サージ吸収素子３と第１の温度測定部５とが一体となって構成されている。
　このような電子部品１０を用いれば、別途第１の温度測定部５を設ける手間が省けるため、電気機器の組み立て工数の削減を図ることができる。また、電気機器にあとから劣化を判定する機能を追加する場合にも、第１の温度測定部５を設ける手間が省けるため、より一層の作業負荷の軽減を図ることができる。
　なお、図７では、外装部材１４の表面に第１の温度測定部５を設けた例を示しているが、バリスタ基体１１の表面に第１の温度測定部５を設けて、第１の温度測定部５も外装部材１４で覆われるようにしてもよい。
　図８は、実施の形態１における制御部のハードウェア構成を示す図である。制御部６は、プロセッサ２４およびメモリ２５を備える。プロセッサ２４およびメモリ２５は、例えば、バスによって互いにデータの送受信が可能である。記憶部７は、メモリ２５によって実現される。プロセッサ２４は、メモリ２５に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、電流推定部２２および判定部２３の機能を実行する。プロセッサ２４は、処理回路の一例であり、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｅｒ）、およびシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）のうち１つ以上を含む。
　メモリ２５は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、およびＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）のうち１つ以上を含む。また、メモリ２５は、コンピュータが読み取り可能なプログラムが記録された記録媒体を含む。かかる記録媒体は、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルメモリ、光ディスク、コンパクトディスク、およびＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）のうち１つ以上を含む。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１　電気機器、２　負荷、３　サージ吸収素子、４　電圧測定部、５　第１の温度測定部、６　制御部、７　記憶部、８ａ，８ｂ　電力供給線、９　第２の温度測定部、１０　電子部品、１１　バリスタ基体、１２　電極、１３　リード線、１４　外装部材、２２　電流推定部、２３　判定部、２４　プロセッサ、２５　メモリ、４１，４２，４３　線、４４　劣化判定領域。

Claims (3)

  1. 　サージ吸収素子に印加された電圧を測定する電圧測定部と、
    　前記サージ吸収素子の温度を測定する第１の温度測定部と、
    　前記第１の温度測定部に測定された第１の測定温度から前記サージ吸収素子に流れる電流を推定する電流推定部と、
    　前記電圧測定部に測定された測定電圧と、前記第１の測定温度に基づいて前記サージ吸収素子の劣化を判定する判定部と、を備えることを特徴とする劣化判定装置。
  2. 　前記サージ吸収素子の周囲の温度を測定する第２の温度測定部をさらに備え、
    　前記電流推定部は、前記第２の温度測定部に測定された第２の測定温度と前記第１の測定温度とに基づいて前記サージ吸収素子に流れる電流を推定することを特徴とする請求項１に記載の劣化判定装置。
  3. 　前記電流推定部は、前記第１の測定温度の上昇値と前記第２の測定温度の上昇値との差に基づいて前記サージ吸収素子に流れる電流を推定することを特徴とする請求項２に記載の劣化判定装置。
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