JP4773701B2 - 避雷器 - Google Patents

Description

本発明は避雷器、特に分電盤において使用される小型の避雷器に関するものである。

近年、各種機器の半導体化に伴って、雷サージ等からこれら機器を防護する対策の必要性が非常に強まっている。そのため、避雷器をあらかじめ搭載した分電盤が広く使用されるようになってきており、また、搭載していない分電盤については、避雷器を後付けしたりすることが行われている。

一方、分電盤設置場所の省スペース化に対応するために、分電盤の小型化が進められている。また、既存の設備に後付けする場合には、避雷器を取り付けるためのスペースがきわめて限られることから、狭い空間内で、なおかつ限られたスペースでの取付けが必要となってきている。このため、避雷器についてもその小型化が望まれる。

ところで、従来の分電盤に組み込まれている避雷器では、各相の線間、および各相の対地間にそれぞれバリスタが使用され、さらに、各相についての対地間用バリスタの共通端子にはガスアレスタ素子が接続されて、これらが樹脂ケースに装填されている。

電子化された機器においては、その低駆動電圧化に伴ってサージ耐性が一層低下する傾向にある。これら機器を雷サージから効果的に防護するためには、避雷器がこれまでよりも制限電圧を低減し、なおかつ大きな雷サージエネルギーを確実に吸収することができるものであることが望まれる。

このような制限電圧特性とサージ耐量特性に優れた避雷器を実現するためには、電極面積の広い、すなわち形状が円板状の場合には直径の大きなバリスタを組み込む必要がある。それに伴って、収納する樹脂ケースの外形寸法が大きくなってしまい、分電盤の小型化をきわめて困難なものとしている。

本発明の避雷器は、分電盤に搭載される避雷器であって、三相三線式配電線の各相の線のそれぞれに接続すべき端子と、前記端子のそれぞれに一端が接続されると共に他端が接続中点に接続された、互いに等しい動作開始電圧のバリスタと、前記バリスタの接続中点と接地端子との間に前記接続中点の側から順次に直列に接続されたバリスタとガスアレスタ素子とを備え、前記接続中点と前記接地端子との間に接続されたバリスタの動作開始電圧が前記端子のそれぞれと前記接続中点との間に接続されたバリスタの動作開始電圧と等しく、前記端子間に直列に挿入された二つのバリスタで線間サージを均等に分担して吸収し、前記端子と前記接続中点との間に接続されたバリスタと、前記接続中点と前記接地端子との間に接続された共通のバリスタおよびガスアレスタ素子とで対地間サージを吸収するようにした構成とする。

この避雷器では、線間に印加されるサージに対して、対応する各相間に直列に接続された複数個のバリスタが動作し、対地間に印加されるサージに対しては、各相の電源端子側のバリスタと接地端子側に位置する共通のガスアレスタ素子とバリスタとの直列接続体が導通する。これにより、線間にバリスタを配置する従来の避雷器に比べてバリスタ数を大幅に減少させることができる。また、バリスタ数削減によって、素子形状についての制約がいちじるしく軽減されることから、形状の大きなバリスタを使用することができ、サージ耐量を増大させ、なおかつ従来の同等の性能の分電盤用避雷器に比べて約２／３〜１／２のスペースで取付けが可能となる。そして、部品点数の減少によって、避雷器の組立工数を削減することができ、コストを低減させることができる。

図１に、本発明の実施の形態の回路構成を示す。

図１に示すように、三相三線式配電線の各相の電源線が接続される端子１，２，３に、電流ヒューズ４、温度ヒューズ５およびバリスタ６からなる直列接続体、電流ヒューズ７、温度ヒューズ８およびバリスタ９からなる直列接続体、ならびに、電流ヒューズ１０、温度ヒューズ１１およびバリスタ１２からなる直列接続体の一端がそれぞれ接続されている。

バリスタ６，９，１２には、少なくとも動作開始電圧の等しいバリスタを使用する。避雷器を交流商用周波数の三相の系統において使用する場合、その線間電圧が２００Ｖとなるため、課電率を考慮すると、線間には動作開始電圧が５００Ｖのバリスタを使用することが多いことから、本発明におけるバリスタ６，９，１２には動作開始電圧がその１／２である２５０Ｖのものを使用することができる。

さらに、バリスタ６，９，１２の他端が共通に接続され、続流遮断のためのバリスタ１３および漏れ電流阻止のためのガスアレスタ素子１４からなる直列回路を介して接地端子１５に接続されている。バリスタ１３の動作開始電圧は、バリスタ６，９，１２の動作開始電圧とそれぞれ等しい。これらバリスタ６，９，１２および接地端子側のバリスタ１３には、酸化亜鉛バリスタを使用することが推奨される。

温度ヒューズ８およびバリスタ９の接続点と、温度ヒューズ５およびバリスタ６の接続点、温度ヒューズ１１およびバリスタ１２の接続点との間には、それぞれ、保護抵抗器１６、発光ダイオード１７およびダイオード１８からなる直列接続体、ならびに、保護抵抗器１９、発光ダイオード２０およびダイオード２１がそれぞれ挿入され接続されている。

電流ヒューズ４，７，１０は、バリスタ６，９，１２のいずれかが耐量を超えるサージによって破壊した場合に、その破壊バリスタを含む回路を電気的に切り離すためのものである。また、温度ヒューズ５，８，１２は、それぞれバリスタ６，９，１２に接触させまたは近接させて配置することで、対応するバリスタの発熱による温度上昇を検知し、所定の温度に達したときに溶断して、その熱暴走による破壊を防止する。

この避雷器において、線間のサージ、すなわち端子１，２間、端子２，３間、または端子３，１間に発生したサージに対しては、対応する端子間に直列に挿入されたバリスタ６，９、バリスタ９，１２、またはバリスタ１２，６が導通して、二つのバリスタでサージエネルギーを実質的に均等に分担して吸収し、線間に接続された各種機器をサージから防護する。また、対地間のサージについては、バリスタ６，９，１２と共通のバリスタ１３、ガスアレスタ素子１４が導通動作して、これを吸収する。

上述の説明から明らかなように、本発明によれば、従来に比べてバリスタ搭載数を大幅に削減できることから、その小型化がきわめて容易に可能となる。また、避雷器においてバリスタが占める総容積の縮小度合とバリスタ個々の寸法増による容積との調和をとることにより、サージ耐量を増大させ、かつ従来よりも小型の分電盤用避雷器を実現することができる。

本発明の避雷器は、小型であることから、容積や、取付け面積の制約される分電盤に搭載することができる。

本発明の避雷器の実施の形態に回路構成を示す図である。

符号の説明

１，２，３ 端子
４，７，１０ 電流ヒューズ
５，８，１１ 温度ヒューズ
６，９，１２，１３ バリスタ
１４ ガスアレスタ素子
１５ 接地端子

Claims (1)

1. 分電盤に搭載される避雷器であって、三相三線式配電線の各相の線のそれぞれに接続すべき端子と、前記端子のそれぞれに一端が接続されると共に他端が接続中点に接続された、互いに等しい動作開始電圧のバリスタと、前記バリスタの接続中点と接地端子との間に前記接続中点の側から順次に直列に接続されたバリスタとガスアレスタ素子とを備え、前記接続中点と前記接地端子との間に接続されたバリスタの動作開始電圧が前記端子のそれぞれと前記接続中点との間に接続されたバリスタの動作開始電圧と等しく、前記端子間に直列に挿入された二つのバリスタで線間サージを均等に分担して吸収し、前記端子と前記接続中点との間に接続されたバリスタと、前記接続中点と前記接地端子との間に接続された共通のバリスタおよびガスアレスタ素子とで対地間サージを吸収するようにしたことを特徴とする避雷器。

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