JP2012222960A - 電源用保安器及び電源回路保安装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電源用保安器は、電源端子41,42間に接続されたバリスタ46と、このバリスタ45に対して直列に接続されたヒューズ45と、バリスタ46に対して並列に接続され、そのバリスタ46の劣化状態を表示する劣化表示回路50とを備えている。劣化表示回路50は、ヒューズ45を介して駆動電流が供給されると点灯し、ヒューズ45が切れて駆動電流の供給が停止されると消灯するLED52と、このLED5に対して逆極性方向に並列接続されたダイオード53と、LED52に対して直列に接続された電流制限用のコンデンサ51と、LED52及びコンデンサ51に対して直列に接続された電流制限用の抵抗54とを有している。
【選択図】図1
Description
この単相用の電源回路保安装置は、対接地間の雷サージ防護用のシールド付き高耐電圧の絶縁トランス10と、線間の雷サージ吸収用の電源用保安器(SPD)20とから構成され、一般に耐雷トランスと呼ばれている。
この電源用保安器20は、図1中の入力端子U1に接続される第1の電源端子21と、図1中の入力端子V1に接続される第2の電源端子22とを有している。第1及び第2の電源端子21,22間には、ヒューズ23とバリスタ24とが直列に接続され、そのバリスタ24に対して並列に、劣化表示回路25が接続されている。
図1(a)、(b)は、本発明の実施例1における単相用の電源回路保安装置の構成例を示す回路図であり、同図(a)は電源回路保安装置の全体を示す回路図、及び同図(b)は同図(a)中の電源用保安器を示す回路図である。
この電源用保安器40は、ジャック盤58とSPDプラグ59とで構成され、この電源用保安器40のケース60が、ジャック盤58側のジャックケース60−1と、SPDプラグ59側のプラグケース60−2とに、分割されている。SPDプラグ59は、矢印で示すように、ジャック盤58に対して挿入及び離脱可能に挿着される構造になっている。
図1(a)の電源回路保安装置において、配電線及び接地間の雷サージ等の異常電圧が入力端子U1,V1に侵入してくると、その異常電圧は、絶縁トランス30により遮断される。しかし、異常電圧が高周波性の場合、普通の絶縁トランスでは、入力側巻線及び出力側巻線間の静電容量を通して出力端子U2,V2に侵入してくる。ところが、本実施例1の絶縁トランス30では、入力側巻線31と出力側巻線32との間に、シールド33が設けられ、このシールド33が接地端子Eに接続されているので、絶縁トランス30の出力側電圧が入力側電圧の約1/1000以下に低下する。これにより、出力端子U2,V2に接続された図示しない被保護機器が、異常電圧から保護される。
図1(b)の電源用保安器40において、正常時には、電源端子41,42間に周波数50Hz又は60HzのAC電源電圧100V又200Vが印加され、バリスタ46が高抵抗値(即ち、オフ状態)になっている。このような正常時には、ヒューズ45が切れていないので、劣化表示回路50に電流が通電され、電源端子41→ヒューズ45→コンデンサ51→LED52→抵抗54→電源端子42、の経路で流れる順方向の電流により、LED52が点灯している。この際、劣化表示回路50に流れる電流は、周波数が50Hz又は60Hzという低周波であるので、コンデンサ51のインピーダンス値が大きい。そのため、コンデンサ51は、従来の図3中の電流制限用の抵抗25bと同様に、LED52を流れる電流をほぼ一定にする働きがある。ほぼ一定の電流がLED52に流れると、LED52が点灯するので、目視で、電源用保安器40が正常(即ち、バリスタ46が正常)であることを確認できる。
本実施例1の電源用保安器40及び電源回路保安装置によれば、次の(1)、(2)のような効果がある。
図5は、本発明の実施例2における三相用の電源回路保安装置の全体の構成を示す回路図であり、実施例1を示す図1(a)、(b)中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
図5の電源回路保安装置において、配電線及び接地間の雷サージ等の異常電圧が入力端子U1,V1,N1に侵入してくると、その異常電圧は、絶縁トランス30Aにより遮断される。その異常電圧が高周波性の場合、絶縁トランス30Aの入力側巻線31−1〜31−3と出力側巻線32−1〜32−3との間に、接地端子Eに接続されたシールド33が設けられているので、実施例1と同様に、絶縁トランス30Aの出力側電圧が入力側電圧の約1/1000以下に低下する。これにより、出力端子U2,V2,N2に接続された図示しない保護機器が、異常電圧から保護される。
本実施例2の電源用保安器40−1〜40−3及び電源回路保安装置によれば、実施例1の効果(1)、(2)と同様の効果がある。
図6(a)、(b)は、本発明の実施例3における単相用の電源回路保安装置の構成例を示す回路図であり、同図(a)は電源回路保安装置の全体を示す回路図、及び同図(b)は同図(a)中の電源用保安器を示す回路図である。この図6(a)、(b)において、実施例1を示す図1(a)、(b)中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
図6(b)の電源用保安器40Aにおいて、正常時には、電源端子41,42間に周波数50Hz又は60HzのAC電源電圧100V又200Vが印加され、バリスタ46−1〜46−3が高抵抗値(即ち、オフ状態)になっている。このような正常時には、ヒューズ45−1,45−2が切れていないので、劣化表示回路50に電流が通電され、電源端子41→ヒューズ45−1→接続点P1→コンデンサ51→LED52→抵抗54→接続点P2→ヒューズ45−2→電源端子42、の経路で流れる順方向の電流により、LED52が点灯している。この際、劣化表示回路50に流れる電流は、周波数が50Hz又は60Hzという低周波であるので、コンデンサ51のインピーダンス値が大きい。そのため、コンデンサ51は、従来の図3中の電流制限用の抵抗25bと同様に、LED52を流れる電流をほぼ一定にする働きがある。ほぼ一定の電流がLED52に流れると、LED52が点灯するので、目視で、電源用保安器40Aが正常(即ち、バリスタ46−1が正常)であることを確認できる。
本実施例3の電源用保安器40A及び電源回路保安装置によれば、実施例1の効果(1)、(2)と同様の効果がある。更に、対接地間に設けられたバリスタ46−2,46−3が異常の場合にも、ヒューズ45−1,45−2が切れてLED52が消灯するので、電源用保安器40Aが異常であることを確認できる。
図7(a)、(b)は、本発明の実施例4における三相用の電源回路保安装置の構成例を示す回路図であり、同図(a)は電源回路保安装置の全体を示す回路図、及び同図(b)は同図(a)中の電源用保安器を示す回路図である。この図7(a)、(b)において、実施例1を示す図1(a)、(b)、実施例2を示す図5、及び実施例3を示す図6(b)中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
図7(b)の電源用保安器40Bにおいて、正常時には、電源端子41,42,43間に周波数50Hz又は60Hzの三相AC電源電圧200Vが印加され、バリスタ46−1〜46−6が高抵抗値(即ち、オフ状態)になり、アレスタ47がオフ状態(即ち、非放電状態)になっている。このような正常時には、ヒューズ45−1〜45−3が切れていないので、劣化表示回路50−1,50−2に電流が通電され、電源端子41→ヒューズ45−1→接続点P1→劣化表示回路50−1内のコンデンサ51→LED52→抵抗54→接続点P2、の経路で流れる順方向の電流により、劣化表示回路50−1内のLED52が点灯している。更に、電源端子42→ヒューズ45−2→接続点P2→劣化表示回路50−2内のコンデンサ51→LED52→抵抗54→接続点P3→ヒューズ45−3→電源端子43、の経路で流れる順方向の電流により、劣化表示回路50−2内のLED52が点灯している。
本実施例4の電源用保安器40B及び電源回路保安装置によれば、実施例1の効果(1)、(2)と同様の効果がある。更に、対接地間に設けられたバリスタ46−4〜46−6が異常の場合にも、ヒューズ45−1〜45−3が切れて各LED52が消灯するので、電源用保安器40Bが異常であることを確認できる。
図8(a)、(b)は、本発明の実施例5における三相用の電源回路保安装置の構成例を示す回路図であり、同図(a)は電源回路保安装置の全体を示す回路図、及び同図(b)は同図(a)中の電源用保安器を示す回路図である。この図8(a)、(b)において、実施例4を示す図7(a)、(b)中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
図8(b)の電源用保安器40Cにおいて、正常時には、電源端子41,42,43間に周波数50Hz又は60Hzの三相AC電源電圧200Vが印加され、バリスタ46−1〜46−3が高抵抗値(即ち、オフ状態)になり、アレスタ47がオフ状態(即ち、非放電状態)になっている。このような正常時には、ヒューズ45−1〜45−3が切れていないので、劣化表示回路50−1,50−2に電流が通電され、電源端子42→ヒューズ45−2→接続点P2→劣化表示回路50−1内のコンデンサ51→LED52→抵抗54→接続点P1→ヒューズ45−1→電源端子41、の経路で流れる順方向の電流により、劣化表示回路50−1内のLED52が点灯している。更に、電源端子42→ヒューズ45−2→接続点P2→劣化表示回路50−2内のコンデンサ51→LED52→抵抗54→接続点P3→ヒューズ45−3→電源端子43、の経路で流れる順方向の電流により、劣化表示回路50−2内のLED52が点灯している。
本実施例5の電源用保安器40C及び電源回路保安装置によれば、実施例4とほぼ同様の効果がある。特に、本実施例5では、バリスタ46−1〜46−3が線間及び対接地間兼用に設けられているので、防護素子であるバリスタ46−1〜46−3の個数を減少できる。そして、バリスタ46−1〜46−3が異常の場合にも、ヒューズ45−1〜45−3が切れて各LED52が消灯するので、電源用保安器40Cが異常であることを確認できる。
図9は、本発明の実施例6における電源用保安器の構成を示す回路図であり、実施例1を示す図1(b)中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
電源用保安器40Dにおいて、正常時には、電源端子41,42間に周波数50Hz又は60HzのAC電源電圧100V又200Vが印加され、バリスタ46が高抵抗値(即ち、オフ状態)になっている。このような正常時には、ヒューズ45,55−1〜55−3が切れていないので、劣化表示回路50Dに電流が通電され、電源端子41→ヒューズ45→コンデンサ51→ヒューズ55−1〜55−3及びLED52−1〜52−3からなる3つの直列回路→抵抗54→電源端子42、の経路で流れる順方向の電流により、各LED52−1〜52−3が点灯している。この際、劣化表示回路50Dに流れる電流は、周波数が50Hz又は60Hzという低周波であるので、コンデンサ51のインピーダンス値が大きい。そのため、コンデンサ51は、各LED52−1〜52−3を流れる電流をほぼ一定にする働きがある。ほぼ一定の電流が各LED52−1〜52−3に流れると、各LED52−1〜52−3が点灯するので、目視で、電源用保安器40Dが正常(即ち、バリスタ46が正常)であることを確認できる。
本実施例6の電源用保安器40D及び電源回路保安装置によれば、実施例1とほぼ同様の効果がある。更に、切断電流値の異なる複数のヒューズ55−1〜55−3と複数のLED52−1〜52−3との直列回路を複数設けたので、電源用保安器40Dに侵入する異常電圧の大きさを検知することができる。
本発明は、上記実施例1〜6に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の(a)、(b)のようなものがある。
40,40−1〜40−3,40A,40B,40C,40D 電源用保安器
45,45−1〜45−3,55−1〜55−3 ヒューズ
46,46−1〜46−6 バリスタ
47 アレスタ
50,50−1,50−2 劣化表示回路
51 コンデンサ
52,52−1〜52−3 LED
54 抵抗
Claims (7)
- 第1及び第2の電源端子間に接続され、前記第1及び第2の電源端子間に印加される電圧が基準値以上の異常電圧のときには抵抗値が小さくなり、前記電圧が前記基準値よりも小さいときには前記抵抗値が大きくなるバリスタと、
前記第1及び第2の電源端子間において前記バリスタに対して直列に接続され、前記バリスタが劣化して前記バリスタに異常電流が流れ続けると切断されるヒューズと、
前記バリスタに対して並列に接続され、前記バリスタの劣化状態を表示する劣化表示回路と、
を備えた電源用保安器であって、
前記劣化表示回路は、
前記ヒューズを介して駆動電流が供給されると点灯し、前記ヒューズが切断されて前記駆動電流の供給が停止されると消灯する発光素子と、
前記発光素子に対して逆極性方向に並列接続されたダイオードと、
前記発光素子に対して直列に接続され、前記発光素子に流れる前記駆動電流を制限する高耐電圧のコンデンサと、
前記発光素子及び前記コンデンサに対して直列に接続され、前記発光素子及び前記コンデンサに流れる前記駆動電流を制限する補助用の抵抗と、
を有することを特徴とする電源用保安器。 - 接続点と第2の電源端子との間に接続されたバリスタと、
第1の電源端子と前記接続点との間に接続された第1のヒューズと、
前記バリスタに対して並列に接続された劣化表示回路と、
を備えた電源用保安器であって、
前記劣化表示回路は、
前記接続点から前記第2の電源端子の方向へ駆動電流が供給されると点灯し、前記駆動電流の供給が停止されると消灯する1つ又は複数の発光素子と、
前記接続点と前記第2の電源端子との間において前記1つ又は複数の発光素子に対して直列に接続された1つ又は複数の第2のヒューズと、
前記1つ又は複数の発光素子と前記1つ又は複数の第2のヒューズとに対して逆極性方向に並列接続されたダイオードと、
前記1つ又は複数の発光素子と前記1つ又は複数の第2のヒューズとに対して直列に接続され、前記発光素子及び前記第2のヒューズに流れる前記駆動電流を制限する高耐電圧のコンデンサと、
前記1つ又は複数の発光素子と前記1つ又は複数の第2のヒューズとに対して直列に接続され、前記発光素子、前記第2のヒューズ及び前記コンデンサに流れる前記駆動電流を制限する補助用の抵抗と、
を有することを特徴とする電源用保安器。 - 第1及び第2の接続点間に接続された第1のバリスタと、
前記第1の接続点と接地端子との間に接続された第2のバリスタと、
前記第2の接続点と前記接地端子との間に接続された第3のバリスタと、
前記第1の電源端子と前記第1の接続点との間に接続された第1のヒューズと、
前記第2の電源端子と前記第2の接続点との間に接続された第2のヒューズと、
前記第1のバリスタに対して並列に接続された劣化表示回路と、
を備えた電源用保安器であって、
前記劣化表示回路は、
前記第1及び第2の接続点を介して駆動電流が供給されると点灯し、前記駆動電流の供給が停止されると消灯する発光素子と、
前記発光素子に対して逆極性方向に並列接続されたダイオードと、
前記発光素子に対して直列に接続され、前記発光素子に流れる前記駆動電流を制限する高耐電圧のコンデンサと、
前記発光素子及び前記コンデンサに対して直列に接続され、前記発光素子及び前記コンデンサに流れる前記駆動電流を制限する補助用の抵抗と、
を有することを特徴とする電源用保安器。 - 第1及び第2の接続点間に接続された第1のバリスタと、
前記第2の接続点と第3の接続点との間に接続された第2のバリスタと、
前記第1の接続点と前記第3の接続点との間に接続された第3のバリスタと、
前記第1の接続点と第4の接続点との間に接続された第4のバリスタと、
前記第2の接続点と前記第4の接続点との間に接続された第5のバリスタと、
前記第3の接続点と前記第4の接続点との間に接続された第6のバリスタと、
第1の電源端子と前記第1の接続点との間に接続された第1のヒューズと、
第2の電源端子と前記第2の接続点との間に接続された第2のヒューズと、
第3の電源端子と前記第3の接続点との間に接続された第3のヒューズと、
前記第4の接続点と接地端子との間に接続されたアレスタと、
前記第1のバリスタに対して並列に接続された第1の劣化表示回路と、
前記第2のバリスタに対して並列に接続された第2の劣化表示回路と、
を備えた電源用保安器であって、
前記第1の劣化表示回路は、
前記第1及び第2の接続点を介して第1の駆動電流が供給されると点灯し、前記第1の駆動電流の供給が停止されると消灯する第1の発光素子と、
前記第1の発光素子に対して逆極性方向に並列接続された第1のダイオードと、
前記第1の発光素子に対して直列に接続され、前記第1の発光素子に流れる前記第1の駆動電流を制限する高耐電圧の第1のコンデンサと、
前記第1の発光素子及び前記第1のコンデンサに対して直列に接続され、前記第1の発光素子及び前記第1のコンデンサに流れる前記第1の駆動電流を制限する補助用の第1の抵抗とを有し、
前記第2の劣化表示回路は、
前記第2及び第3の接続点を介して第2の駆動電流が供給されると点灯し、前記第2の駆動電流の供給が停止されると消灯する第2の発光素子と、
前記第2の発光素子に対して逆極性方向に並列接続された第2のダイオードと、
前記第2の発光素子に対して直列に接続され、前記第2の発光素子に流れる前記第2の駆動電流を制限する高耐電圧の第2のコンデンサと、
前記第2の発光素子及び前記第2のコンデンサに対して直列に接続され、前記第2の発光素子及び前記第2のコンデンサに流れる前記第2の駆動電流を制限する補助用の第2の抵抗と、
を有することを特徴とする電源用保安器。 - 第1及び第4の接続点間に接続された第1のバリスタと、
前記第2及び第4の接続点間に接続された第2のバリスタと、
前記第3及び第4の接続点間に接続された第3のバリスタと、
第1の電源端子と前記第1の接続点との間に接続された第1のヒューズと、
第2の電源端子と前記第2の接続点との間に接続された第2のヒューズと、
第3の電源端子と前記第3の接続点との間に接続された第3のヒューズと、
前記第4の接続点と接地端子との間に接続されたアレスタと、
前記第1及び第2の接続点間に直列に接続された第1の劣化表示回路と、
前記第2及び第3の接続点間に直列に接続された第2の劣化表示回路と、
を備えた電源用保安器であって、
前記第1の劣化表示回路は、
前記第2の接続点から前記第1の接続点の方向へ第1の駆動電流が供給されると点灯し、前記第1の駆動電流の供給が停止されると消灯する第1の発光素子と、
前記第1の発光素子に対して逆極性方向に並列接続された第1のダイオードと、
前記第1の発光素子に対して直列に接続され、前記第1の発光素子に流れる前記第1の駆動電流を制限する高耐電圧の第1のコンデンサと、
前記第1の発光素子及び前記第1のコンデンサに対して直列に接続され、前記第1の発光素子及び前記第1のコンデンサに流れる前記第1の駆動電流を制限する補助用の第1の抵抗とを有し、
前記第2の劣化表示回路は、
前記第2の接続点から前記第3の接続点の方向へ第2の駆動電流が供給されると点灯し、前記第2の駆動電流の供給が停止されると消灯する第2の発光素子と、
前記第2の発光素子に対して逆極性方向に並列接続された第2のダイオードと、
前記第2の発光素子に対して直列に接続され、前記第2の発光素子に流れる前記第2の駆動電流を制限する高耐電圧の第2のコンデンサと、
前記第2の発光素子及び前記第2のコンデンサに対して直列に接続され、前記第2の発光素子及び前記第2のコンデンサに流れる前記第2の駆動電流を制限する補助用の第2の抵抗と、
を有することを特徴とする電源用保安器。 - 請求項1、2又は3記載の電源用保安器と、
前記第1及び第2の電源端子に接続された入力側巻線と被保護機器側に接続された出力側巻線とを有するシールド付き高耐電圧の絶縁トランスと、
を備えたことを特徴とする電源回路保安装置。 - 請求項4又は5記載の電源用保安器と、
前記第1、第2及び第3の電源端子に接続された入力側巻線と被保護機器側に接続された出力側巻線とを有するシールド付き高耐電圧の絶縁トランスと、
を備えたことを特徴とする電源回路保安装置。
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