JP7234191B2 - サージ検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、サージ検知装置に関する。

特許文献１には、雷サージを検出する電流センサの構成例が記載されている。特許文献１に記載されている電流センサは、サージ電流を検知する変流器（カレントトランス（ＣＴ））と、変流器の出力を直流に変換する整流回路と、整流回路の出力に接続された可変抵抗器とフォトカプラの１次側発光ダイオードとの直列回路と、同じく整流回路の出力に接続されたコンデンサとを備える。

特許文献１に記載されている電流センサでは、変流器が出力した交流電流が整流回路によって直流電流に変換され、整流回路が出力した直流電流が、可変抵抗器と１次側発光ダイオードとの直列回路と、コンデンサとからなる並列回路に通電する。そして、この電流センサは、１次側発光ダイオードに流れる順電流がフォトカプラの２次側フォトトランジスタをオンさせる電流となったとき、２次側フォトトランジスタをオンさせることでサージ電流を検出したことを出力する。

特開２０１４－４８１８８号公報

上述したように、特許文献１に記載されている電流センサでは、２次側フォトトランジスタをオンさせることができる順電流が１次側発光ダイオードに流れているか否かということに基づいてサージ電流が検出される。変流器が出力した交流電流を整流回路で変換した直流電流の直流及び低周波成分のほとんどは１次側発光ダイオードに通電する。そのため、直流及び低周波成分については、１次側発光ダイオードに流れる順電流の値は変流器が検知したサージ電流の値にほぼ比例することになる。ここで、２次側フォトトランジスタをオンさせる順電流の値は、フォトカプラの電流伝達率（ＣＴＲ）や、２次側フォトトランジスタの負荷回路（負荷抵抗等）の構成に依存する。例えば、電流伝達率は、製品バラツキが大きく、最大値が最小値の２倍以上になる場合がある。この場合、例えば、フォトカプラがオンする順電流の設定値を１０ｍＡにしたとき、ある製品では７ｍＡでオンし、他のある製品では１４ｍＡでオンするといったことが発生する。特許文献１に記載されている電流センサでは、直流及び低周波成分については、順電流の値がサージ電流の値にほぼ比例するので、製品毎にサージ電流の検出値がバラツキ、サージ電流の検出精度を高くすることが困難であるという課題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、サージ電流の検出精度を高めることができるサージ検知装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、交流電流センサの出力を終端する終端抵抗と、前記終端抵抗に並列に接続される直列接続回路とを備え、前記直列接続回路は、交流側を入力とし、交流を整流して出力するブリッジ型の整流器であって、前記終端抵抗に前記入力が並列に接続される整流器と、抵抵抗と、フォトカプラの１次側の発光ダイオードと、ツェナーダイオードとを備え、前記整流器の第１出力には、前記抵抗の第１ノードが接続され、前記抵抗の第２ノードには、前記フォトカプラの１次側の発光ダイオードの陽極が接続され、前記フォトカプラの１次側の発光ダイオードの陰極には、前記ツェナーダイオードの陰極が接続され、前記ツェナーダイオードの陽極が前記整流器の第２出力に接続されていて、前記フォトカプラの２次側に、リレーと、前記リレーの励磁回路とを含む出力回路を備え、前記励磁回路は、ＭＯＳ－ＦＥＴと、サイリスタと、コンデンサとを備えるサージ検知装置である。

また、本発明の一態様は、前記交流電流センサが所望の大きさのサージ電流を検出したときに、前記整流器と前記発光ダイオードの順電圧Ｖｆと、前記ツェナーダイオードのツェナー電圧Ｖｚとの和以上の電圧が前記終端抵抗の両端に発生するように、前記終端抵抗の値が決定されている。

また、本発明の一態様は、前記出力回路は、前記フォトカプラが応答することに応じて、前記コンデンサの大きさを用いて決定されたパルス幅の接点信号を出力する。

また、本発明の一態様は、前記直列接続回路は、第１直列接続回路と第２直列接続回路とを含み、前記第１直列接続回路は、前記整流器としての順方向のダイオードを含むことで第１方向のサージ電流を検出し、前記第２直列接続回路は、前記整流器としての逆方向のダイオードを含むことで第２方向のサージ電流を検出する。

また、本発明の一態様は、前記終端抵抗に並列に接続されるサージ防護素子を備える。

本発明の各態様によれば、サージ電流の検出精度を高めることができる。

本発明の一実施形態に係るサージ検知装置の構成例を示す回路図である。 図１に示すサージ検出回路１１の動作例を説明するための回路図である。 図１に示すサージ検出回路１１の動作例を説明するための特性図である。 図１に示すサージ検出回路１１の変形例を示す回路図である。 図１に示すサージ検出回路１１の他の変形例を示す回路図である。 図１に示すサージ検出回路１２の他の構成例を示す回路図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同一又は対応する構成には同一の符号を用いて説明を適宜省略する。

（サージ検知装置の構成及び動作例）
図１は本発明の一実施形態に係るサージ検知装置の構成例を示す回路図である。図２は図１に示すサージ検出回路１１の動作例を説明するための回路図である。図３は図１に示すサージ検出回路１１の動作例を説明するための特性図である。

図１に示すサージ検知装置１は、交流電流センサ２の出力を入力し、交流電流センサ２で所定の大きさのサージ電流が検知された場合に、所定の接点信号を出力する装置である。サージ検知装置１は、交流電流センサ２の出力が入力されるサージ検出回路１１と、フォトカプラＰＨ１を用いて交流電流センサ２と絶縁されたイベント接点出力回路（出力回路）１２とを備える。

交流電流センサ２は、クランプ型変流器（ＣＴ）であり、クランプ部２１に通された測定導体（不図示）に流れる交流電流（被測定電流）に比例した交流電流（出力電流）を１対の電線からなる出力線２２に出力する。なお、交流電流センサ２は、クランプ型変流器に限らず、貫通型変流器や、交流ゼロフラックス方式の電流センサ、フラックスゲート方式の電流センサ等の被測定電流に比例する交流電流を出力する他のセンサであってもよい。

サージ検出回路１１は、端子３１と、端子３２と、バリスタＭＯＶ１と、終端抵抗Ｒ１と、アバランシブレークダウンダイオードＡＢＤ１と、４個のダイオードＤ１～Ｄ４と、抵抗Ｒ２と、フォトカプラＰＨ１の１次側の発光ダイオードＬＥＤ１と、ツェナーダイオードＺＤ１とを含む。

端子３１は、交流電流センサ２の出力線２２の一方の電線に接続されるとともに、バリスタＭＯＶ１の一方の端子、終端抵抗Ｒ１の一方の端子、アバランシブレークダウンダイオードＡＢＤ１の一方の端子、ダイオードＤ１のカソード、及びダイオードＤ２のアノードに接続されている。端子３２は、交流電流センサ２の出力線２２の他方の電線に接続されるとともに、バリスタＭＯＶ１の他方の端子、終端抵抗Ｒ１の他方の端子、アバランシブレークダウンダイオードＡＢＤ１の他方の端子、ダイオードＤ４のカソード、及びダイオードＤ３のアノードに接続されている。

ダイオードＤ２のカソードとダイオードＤ３のカソードは、抵抗Ｒ２の一方の端子に接続されている。抵抗Ｒ２の他方の端子は、発光ダイオードＬＥＤ１のアノードに接続されている。発光ダイオードＬＥＤ１のカソードは、ツェナーダイオードＺＤ１のカソードに接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１のアノードは、ダイオードＤ１のアノードとダイオードＤ４のアノードに接続されている。

終端抵抗Ｒ１は、端子３１及び端子３２に接続された交流電流センサ２の出力線２２（出力）を終端する。終端抵抗Ｒ１の両端子間には、交流電流センサ２の出力電流に応じた交流電圧が発生する。バリスタＭＯＶ１とアバランシブレークダウンダイオードＡＢＤ１は、サージ防護素子として、端子３１と端子３２間の電圧が所定値以上の過電圧となることを防止する。４個のダイオードＤ１～Ｄ４は、整流器（ダイオードフルブリッジ）４０を構成し、交流電流センサ２が出力した交流電流を直流電流に変換する。

４個のダイオードＤ１～Ｄ４（整流器４０）と、抵抗Ｒ２と、発光ダイオードＬＥＤ１と、ツェナーダイオードＺＤ１は、終端抵抗Ｒ１に並列に接続される直列接続回路４１を構成する。図２に電圧及び電流を示すように、終端抵抗Ｒ１の端子間電圧Ｖ１の絶対値｜Ｖ１｜が、ダイオードＤ１～Ｄ４の順電圧（順方向電圧）Ｖｆ１の２つ分と発光ダイオードＬＥＤ１の順電圧Ｖｆ２とツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧Ｖｚとの和を超えているとき、直列接続回路４１には、抵抗Ｒ２で制限された順電流Ｉｆが通電する。そして、抵抗Ｒ２に印加される電圧値ＶＲ２が、フォトトランジスタＰＴ１をオンさせる順電流Ｉｆの値と抵抗Ｒ２の値とで決まる電圧降下の値以上となったとき、フォトカプラＰＨ１がオンする。

すなわち、交流電流センサ２が所望の大きさのサージ電流を検出したときに、交流電流センサ２の出力電流によって終端抵抗Ｒ１の両端に発生する電圧の絶対値が、終端抵抗Ｒ１に並列に接続される直列接続回路４１でフォトカプラＰＨ１をオンさせるときに生じる電圧降下と等しくなるように、終端抵抗Ｒ１の値を選定することで、サージ電流の検出値をその所望の大きさに設定することができる。なお、整流器４０と発光ダイオードＬＥＤ１の順電圧Ｖｆ（＝２×Ｖｆ１＋Ｖｆ２）とツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧Ｖｚとの和の値に対する抵抗Ｒ２での電圧降下の値ＶＲ２の割合（ＶＲ２／（Ｖｆ＋Ｖｚ））を、要求される検出精度より小さい値とした場合、交流電流センサ２が所望の大きさのサージ電流を検出したときに、整流器４０と発光ダイオードＬＥＤ１の順電圧ＶｆとツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧Ｖｚとの和以上の電圧が終端抵抗Ｒ１の両端に発生するように、終端抵抗Ｒ１の値を決定することで、サージ電流の検出値をおおむねその所望の大きさとすることができる。上記の構成によれば、検出電流の設定値は、順電圧Ｖｆとツェナー電圧Ｖｚと抵抗Ｒ２での電圧降下ＶＲ２との和の値で決定され、そのうちフォトカプラの電流伝達率や２次側負荷回路に依存する電圧は抵抗Ｒ２での電圧降下ＶＲ２の部分となる。したがって、例えば特許文献１に記載されているようにフォトカプラの１次側発光ダイオードに流れる順電流の値に基づいてサージ電流の検出値を設定する構成と比較して、サージ電流の検出精度を容易に高めることができる。

図３は、図２に示すサージ検出回路１１から直列接続回路４１を除いた場合の、交流電流センサ２の被測定電流Ｉ１と、終端抵抗Ｒ１の端子間電圧Ｖ１の絶対値｜Ｖ１｜との関係について、終端抵抗Ｒ１を２０Ωと２００Ωとしたときの例を表す。図３に示す例では、終端抵抗Ｒ１を２００Ωとすることで、サージ電流（ピーク値）の検出最低値をおおむね１００Ａとすることができる。また、終端抵抗Ｒ１を２０Ωとすることで、サージ電流（ピーク値）の検出最低値をおおむね１０００Ａとすることができる。

一方、図１に示すイベント接点出力回路１２は、フォトカプラＰＨ１の２次側のフォトトランジスタＰＴ１と、ｎチャネルＭＯＳ－ＥＦＴ（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）ＦＥＴ１（以下、ＦＥＴ１という）と、電磁リレーＲＹ１と、サイリスタＳＣＲ１と、ダイオードＤ５と、抵抗Ｒ３～Ｒ５と、コンデンサＣ１及びＣ２と、端子３３～３５とを含む。なお、イベント接点出力回路１２へは外部から直流５Ｖの電源が供給され、０Ｖがグランド（ＧＮＤ）レベルである。電磁リレーＲＹ１は、２個のＣ接点を有する。２個のＣ接点の一方は共通端子ｃｏｍ１と常開端子Ａ１と常閉端子Ｂ１を持ち、他方は共通端子ｃｏｍ２と常開端子Ａ２と常閉端子Ｂ２を持つ。なお、抵抗Ｒ５は電磁コイルの抵抗である。

フォトトランジスタＰＴ１のコレクタと、ＦＥＴ１のドレインと、共通端子ｃｏｍ１と、コンデンサＣ１の一方の端子は電源５Ｖに接続されている。コンデンサＣ１の他方の端子はグランドに接続されている。フォトトランジスタＰＴ１のエミッタは抵抗Ｒ３の一方の端子とＦＥＴ１のゲートに接続されている。抵抗Ｒ３の他方の端子はグランドに接続されている。ＦＥＴ１のソースは抵抗Ｒ４の一方の端子に接続されている。抵抗Ｒ４の他方の端子はサイリスタＳＣＲ１のゲートに接続されている。サイリスタＳＣＲ１のカソードはグランドに接続されている。サイリスタＳＣＲ１のアノードは抵抗Ｒ５の一方の端子とダイオードＤ５のアノードとコンデンサＣ２の一方の端子に接続されている。抵抗Ｒ５の他方の端子とダイオードＤ５のカソードとコンデンサＣ２の他方の端子は常閉端子Ｂ１に接続されている。常開端子Ａ２は端子３３に接続され、共通端子ｃｏｍ２は端子３４に接続され、常閉端子Ｂ２は端子３５に接続されている。なお、電磁リレーＲＹ１の励磁回路は、ＦＥＴ１とサイリスタＳＣＲ１とコンデンサＣ２を含む。また、ダイオードＤ５は、電磁コイル（抵抗Ｒ５）によるコイルサージの吸収用（コイル逆起電圧防止用ダイオード）である。コンデンサＣ１は電源電圧の変動を抑制するためのものである。

端子３３と端子３４間は、サージ電流が検出されたときに所定時間、オンする。端子３３と端子３４は、イベント記録ロガー装置３の図示していない入力端子に接続されている。イベント記録ロガー装置３は、端子３３と端子３４間がオンした時刻や回数等を記録する。

イベント接点出力回路１２においては、電源５Ｖが供給された後、フォトトランジスタＰＴ１がオフしている状態では、ＦＥＴ１とサイリスタＳＣＲ１はオフしている。サイリスタＳＣＲ１がオフしているとき、電磁リレーＲＹ１の電磁コイル（抵抗Ｒ５）には電流が流れないので、共通端子ｃｏｍ１と常閉端子Ｂ１が接続された状態が維持されるとともに、共通端子ｃｏｍ２と常閉端子Ｂ２が接続された状態が維持される。

一方、サージ検出回路１１で所望のサージ電流が検出され、フォトトランジスタＰＴ１が短時間（例えば数１０～１００μｓ程度の時間）オンすると、ＦＥＴ１がオンしてからオフし、次いでサイリスタＳＣＲ１がオンする。サイリスタＳＣＲ１がオンすると、電源５Ｖから抵抗Ｒ５とサイリスタＳＣＲ１を介してグランドへ電流が流れるとともに、コンデンサＣ２が５ＶからサイリスタＳＣＲ１のオン電圧を減じた電圧で充電される。抵抗Ｒ５に電流が流れると、接点の動作時間経過後に電磁リレーＲＹ１の接点が切り替わり、共通端子ｃｏｍ１と常開端子Ａ１がオンして常閉端子Ｂ１がオフするとともに、共通端子ｃｏｍ２と常開端子Ａ２がオンして常閉端子Ｂ２がオフする。共通端子ｃｏｍ１と常閉端子Ｂ１がオフすると抵抗Ｒ５は電源５Ｖから切り離されるが、コンデンサＣ２が放電を開始し、コンデンサＣ２の端子電圧が電磁リレーＲＹ１の復帰電圧以下となるまで共通端子ｃｏｍ１と常開端子Ａ１のオン状態が維持される。このオン状態が維持される時間は、抵抗Ｒ５の抵抗値とコンデンサＣ２の容量とに応じて設定することができ、例えば数１００ｍｓ程度の時間とすることができる。なお、サイリスタＳＣＲ１は常閉端子Ｂ２がオフしたときにオフする。

サージ検出回路１１がサージ電流を検出した場合、フォトトランジスタＰＴ１が短時間（例えば数１０～１００μｓ程度の時間）オンするので、イベント接点出力回路１２は、例えば、数１００ｍｓ程度の時間、端子３３と端子３４の間をオンさせる。

（サージ検知装置の作用・効果）
図１に示すサージ検知装置１は、交流電流センサ２の出力を終端する終端抵抗Ｒ１と、終端抵抗Ｒ１に並列に接続される直列接続回路４１とを備え、直列接続回路４１は、直列に接続される回路素子として、整流器４０と、抵抗Ｒ２と、フォトカプラＰＨ１の１次側の発光ダイオードＬＥＤ１と、ツェナーダイオードＺＤ１とを含む。この構成によれば、サージ電流の検出を交流電流センサ２で行い、交流電流センサ２の出力によって終端抵抗Ｒ１の両端で発生する電圧で、フォトカプラＰＨ１の発光ダイオードＬＥＤ１に電流を流し、二次側のフォトトランジスタＰＴ１で、絶縁されたサージ信号を出力することができる。

また、交流電流センサ２が所望の大きさのサージ電流を検出したときに、整流器４０と発光ダイオードＬＥＤ１の順電圧Ｖｆと、ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧Ｖｚとの和以上の電圧が終端抵抗Ｒ１の両端に発生するように、終端抵抗Ｒ１の値が決定されている。この場合、終端抵抗Ｒ１に、並列接続される、抵抗Ｒ２と発光ダイオードＬＥＤ１とツェナーダイオードＺＤ１と整流器４０（ダイオードブリッジ）との直列接続において、発光ダイオードＬＥＤ１と整流器４０の順電圧ＶｆとツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧Ｖｚの和を目安とし、検出したいサージ電流レベルで、これ以上の電圧が発生するよう終端抵抗Ｒ１を選定することができる。

また、サージ検知装置１は、フォトカプラＰＨ１の２次側に、電磁リレー（リレー）ＲＹ１と、電磁リレーＲＹ１の励磁回路５１とを含むイベント接点出力回路（出力回路）１２を備え、励磁回路５１は、ＭＯＳ－ＦＥＴ（ＦＥＴ１）と、サイリスタＳＣＲ１と、コンデンサＣ２とを備える。この構成によれば、数１０～１００μｓオーダのイベント発生事象を、マイコンや市販のカウンタで検知しやすいよう、数１００ｍｓオーダの接点信号に変換することができる。また、イベント接点出力回路１２は、フォトカプラＰＨ１が応答することに応じて、コンデンサＣ２の大きさを用いて決定されたパルス幅の接点信号を出力する。

また、サージ検知装置１は、終端抵抗Ｒ１に並列に接続されるバリスタＭＯＶ１とアバランシブレークダウンダイオードＡＢＤ１（サージ防護素子）を備えることで、サージ耐性を高めている。バリスタＭＯＶ１とアバランシブレークダウンダイオードＡＢＤ１の制限電圧は、発光ダイオードＬＥＤ１が過電圧又は過電流で破損することを制限するものであるが、発光ダイオードＬＥＤ１と整流器４０の順電圧ＶｆとツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧Ｖｚの和よりも大きな電圧に設定されている。

本実施形態によれば、サージ電流の検出精度を容易に高めることができる。

（サージ検出回路の変形例１）
次に、図４を参照して、図１に示すサージ検出回路１１の変形例１（サージ検出回路１１ａとする）について説明する。図４は、図１に示すサージ検出回路１１の変形例を示す回路図である。

図４に示すサージ検出回路１１ａは、図１に示すサージ検出回路１１に対して次の点が異なる。すなわち、図４に示すサージ検出回路１１ａは、図１に示す終端抵抗Ｒ１に代えて、３個の終端抵抗Ｒ１０１、Ｒ１０２及びＲ１０３とディップ（ＤＩＰ）スイッチＤＳ１を備えている点が異なる。ディップスイッチＤＳ１は３個のスイッチを有し、各スイッチの一方の各一端を端子３１に接続するとともに、他方の各一端を終端抵抗Ｒ１０１、Ｒ１０２及びＲ１０３の一方の各一端に接続している。終端抵抗Ｒ１０１、Ｒ１０２及びＲ１０３の他方の各一端は端子３２に接続されている。各終端抵抗Ｒ１０１、Ｒ１０２及びＲ１０３、又は終端抵抗Ｒ１０１、Ｒ１０２及びＲ１０３の複数を並列接続したものは、図１に示す終端抵抗Ｒ１と同様に、端子３１及び端子３２に接続された交流電流センサ２の出力線２２（出力）を終端する。ディップスイッチＤＳ１は、３個のスイッチの１又は複数をオンすることで、１又は複数の終端抵抗Ｒ１０１～Ｒ１０３を選択して端子３１及び端子３２間に接続する。

サージ検出回路１１ａによれば、終端抵抗の値をディップスイッチＤＳ１で切り替えることができるので、検出したいサージ電流レベルを容易に変更することができる。

なお、終端抵抗Ｒ１０１～Ｒ１０３を選択する回路は、ディップスイッチＤＳ１に限らず、例えばジャンパ線を用いた回路等としてもよい。

（サージ検出回路の変形例２）
次に、図５を参照して、図１に示すサージ検出回路１１の変形例２（サージ検出回路１１ｂとする）について説明する。図５は、図１に示すサージ検出回路１１の変形例を示す回路図である。

サージ検出回路１１ｂは、サージ電流Ｉ２の大きさに加えて向き（正極性か負極性か）を判定できる回路構成を有する。サージ検出回路１１ｂは、終端抵抗Ｒ１に並列接続される直列接続回路４１が、１組の第１直列接続回路４１１と第２直列接続回路４１２とを含む。

第１直列接続回路４１１は、整流器４０１を構成する２個のダイオードＤ２及びＤ４と、抵抗Ｒ２と、フォトカプラＰＨ１の発光ダイオードＬＥＤ１と、ツェナーダイオードＺＤ１を含む。ダイオードＤ２のアノードが端子３１に接続され、カソードが抵抗Ｒ２の一方の端子に接続されている。抵抗Ｒ２の他方の端子は発光ダイオードＬＥＤ１のアノードに接続されている。発光ダイオードＬＥＤ１のカソードはツェナーダイオードＺＤ１のカソードに接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１のアノードはダイオードＤ４のアノードに接続されている。ダイオードＤ４のカソードは端子３２に接続されている。

また、第２直列接続回路４１２は、整流器４０２を構成する２個のダイオードＤ１ｂ及びＤ３ｂと、抵抗Ｒ２ｂと、フォトカプラＰＨ１ｂの発光ダイオードＬＥＤ１ｂと、ツェナーダイオードＺＤ１ｂを含む。ダイオードＤ３ｂのアノードが端子３２に接続され、カソードが抵抗Ｒ２ｂの一方の端子に接続されている。抵抗Ｒ２ｂの他方の端子は発光ダイオードＬＥＤ１ｂのアノードに接続されている。発光ダイオードＬＥＤ１ｂのカソードはツェナーダイオードＺＤ１ｂのカソードに接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１ｂのアノードはダイオードＤ１ｂのアノードに接続されている。ダイオードＤ１ｂのカソードは端子３１に接続されている。

第１直列接続回路４１１は、整流器４０１としての順方向のダイオードＤ２及びＤ４を含むことで正極性（第１方向）のサージ電流を検出する。また、第２直列接続回路４１２は、整流器４０２としての逆方向のダイオードＤ１ｂ及びＤ３ｂを含むことで負極性（第２方向）のサージ電流を検出する。

サージ検出回路１１ｂは、サージ検出回路１１において整流器４０を構成するダイオードブリッジを逆流防止ダイオードに変更するとともに、フォトカプラＰＨ１ｂを新たに備え、フォトカプラＰＨ１で正極性方向のサージ電流を検出し、フォトカプラＰＨ１ｂで負極性方向のサージ電流を検出する。サージ検出回路１１ｂによれば、例えば、雷雲から大地に向けて流れる負極性のサージ電流と、大地から雷雲に向けて流れる正極性のサージ電流の発生回数を区別して検出（記録）することができる。なお、サージ検出回路１１ｂを備えるサージ検知装置１ｂは、図示していないが、例えば、図１に示すイベント接点出力回路１２を、フォトカプラＰＨ１用とフォトカプラＰＨ１ｂ用の２個備えることで構成することができる。

以上のように、サージ検出回路１１ｂは、サージ検出回路１１からダイオードブリッジ（整流器４０）を取り外し、順方向のダイオードＤ２及びＤ４と抵抗Ｒ２と発光ダイオードＬＥＤ１とツェナーダイオードＺＤ１の第１直列接続回路４１１を終端抵抗Ｒ１に並列接続するとともに、逆方向のダイオードＤ１及びＤ３と抵抗Ｒ２ｂと発光ダイオードＬＥＤ１ｂとツェナーダイオードＺＤ１ｂの第２直列接続回路４１２を終端抵抗Ｒ１に並列接続することで、サージ電流の大きさに加えて、サージ電流の向きも判定することができる。

また、サージ検出回路１１ｂは、サージ検出回路１１と同様にして、サージ電流の検出精度を容易に高めることができる。

（イベント接点出力回路の他の構成例）
次に、図６を参照して、図１に示すイベント接点出力回路１２の他の構成例（イベント接点出力回路１２ａとする）について説明する。図６は、図１に示すイベント接点出力回路１２の他の構成例を示す回路図である。

イベント接点出力回路１２ａは、サージ検出回路１１との組み合わせに限らず、単体でイベント発生時に接点信号を出力する回路（装置）として構成されている。そのため、イベント接点出力回路１２ａは、図１のイベント接点出力回路１２に対して、新たに端子３６と端子３７を備え、また、フォトカプラＰＨ１の発光ダイオードＬＥＤ１と抵抗Ｒ２とを含む。端子３６は抵抗Ｒ２の一方の端子に接続されている。抵抗Ｒ２の他方の端子は発光ダイオードＬＥＤ１のアノードに接続されている。発光ダイオードＬＥＤ１のカソードは端子３７に接続されている。イベント接点出力回路１２ａは、通常時に端子３４と端子３５の間をオンして端子３４と端子３３の間をオフするとともに、端子３６と端子３７の間に所定のパルス状の電圧が印加されたときに、電圧の立ち上がりから所定時間、端子３４と端子３５の間をオフして端子３４と端子３３の間をオンする接点信号を出力する。

イベント接点出力回路１２ａは、例えば、所定のイベント発生により、端子３６と端子３７間に過渡的に数μｓオーダの電圧信号が入力されたときに、数１００ｍｓ時間継続する接点信号を出力する。イベント接点出力回路１２ａは、例えば、サンプリング周波数が低いカウンタや、並列処理の多いマイコンなどで、確実にイベントの発生を検出するために用いることができる。

なお、イベント接点出力回路１２ａでは、電圧信号が端子３６と端子３７間に入力されると、ＦＥＴ１とサイリスタＳＣＲ１がオンになり、サイリスタＳＣＲ１は電磁リレーＲＹ１の常閉端子Ｂ１がオフするまでオン状態を保持する。ここで、電磁リレーＲＹ１が励磁される直前にコンデンサＣ２が充電され、励磁後はサイリスタＳＣＲ１はオフになり、コンデンサＣ２に充電された電力で抵抗Ｒ５（電磁コイル）の励磁が継続され、オフ→オン→オフの接点信号が端子３３と端子３４間に出力される。電磁リレーＲＹ１の抵抗Ｒ５とコンデンサＣ２の時定数で接点信号が出力される時間オーダを調整することができる。

（補足説明、他の変形例等）
なお、サージ検知装置１は、サージ検出回路１１とイベント接点出力回路１２をユニットとして一体化し、交流電流センサ２（ＣＴ）へ内蔵もしくは、直近に配置することができる。この場合、サージ信号を接点で検出することでノイズによる誤動作を防止することができる。

また、サージ検知装置１によれば、例えばサージカウンターのサージ電流検知回路と、内部の制御回路をフォトカプラで絶縁できるため、サージ耐圧が数Ｖ、数１０Ｖから、２ｋＶ以上に向上することで、装置の過電圧による故障が防止できる。

また、交流電流センサ２（ＣＴ）の微弱電流で数１０μｓしか継続しない事象を、数１００ｍｓ継続する安定した接点信号に変更することで、マイコンや市販のカウンタで簡単に検出できるようになる。

また、交流電流センサ２（ＣＴ）を終端する抵抗の値を、ディップスイッチで変更できることで、簡単に検出可能な最小電流値の変更ができる。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して説明してきたが、具体的な構成は上記実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１、１ｂ…サージ検知装置、２…交流電流センサ、１１、１１ａ、１１ｂ…サージ検出回路、１２、１２ａ…イベント接点出力回路（出力回路）、４０、４０１、４０２…整流器、４１…直列接続回路、５１…励磁回路、４１１…第１直列接続回路、４１２…第２直列接続回路、Ｒ１、Ｒ１０１、Ｒ１０２、Ｒ１０３…終端抵抗、ＰＨ１、ＰＨ１ｂ…フォトカプラ、Ｒ２…抵抗、ＲＹ１…電磁リレー（リレー）、ＬＥＤ１、ＬＥＤ１ｂ…発光ダイオード、ＰＴ１…フォトトランジスタ、ＭＯＶ１…バリスタ（サージ防護素子）、ＡＢＤ１…アバランシブレークダウンダイオード（サージ防護素子）、ＦＥＴ１…ＭＯＳ－ＦＥＴ、ＺＤ１…ツェナーダイオード、Ｃ２…コンデンサ、Ｒ２…抵抗、ＳＣＲ１…サイリスタ

Claims (5)

1. 交流電流センサの出力を終端する終端抵抗と、
   前記終端抵抗に並列に接続される直列接続回路と
   を備え、
   前記直列接続回路は、
   交流側を入力とし、交流を整流して出力するブリッジ型の整流器であって、前記終端抵抗に前記入力が並列に接続される整流器と、
   抵抗と、フォトカプラの１次側の発光ダイオードと、ツェナーダイオードと
   を備え、
   前記整流器の第１出力には、前記抵抗の第１ノードが接続され、
   前記抵抗の第２ノードには、前記フォトカプラの１次側の発光ダイオードの陽極が接続され、
   前記フォトカプラの１次側の発光ダイオードの陰極には、前記ツェナーダイオードの陰極が接続され、
   前記ツェナーダイオードの陽極が前記整流器の第２出力に接続されていて、
   前記フォトカプラの２次側に、リレーと、前記リレーの励磁回路とを含む出力回路を
   備え、
   前記励磁回路は、
   ＭＯＳ－ＦＥＴと、サイリスタと、コンデンサとを備える
   サージ検知装置。
2. 前記交流電流センサが所望の大きさのサージ電流を検出したときに、
   前記整流器と前記発光ダイオードの順電圧Ｖｆと、前記ツェナーダイオードのツェナー電圧Ｖｚとの和以上の電圧が前記終端抵抗の両端に発生するように、前記終端抵抗の値が決定されている、
   請求項１に記載のサージ検知装置。
3. 前記出力回路は、
   前記フォトカプラが応答することに応じて、前記コンデンサの大きさを用いて決定されたパルス幅の接点信号を出力する
   請求項１に記載のサージ検知装置。
4. 前記直列接続回路は、第１直列接続回路と第２直列接続回路とを含み、
   前記第１直列接続回路は、前記整流器としての順方向のダイオードを含むことで第１方向のサージ電流を検出し、
   前記第２直列接続回路は、前記整流器としての逆方向のダイオードを含むことで第２方向のサージ電流を検出する、
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載のサージ検知装置。
5. 前記終端抵抗に並列に接続されるサージ防護素子
   を備える請求項１から請求項４の何れか１項に記載のサージ検知装置。

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