JPH0684614A - 電気機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 保護レベルが低く、保護特性の調整が容易で
かつ保護特性のばらつきが小さい避雷器構成を得る。 【構成】 避雷器を構成する酸化亜鉛形素子３ａ，３ｂ
の一部と並列に接続した半導体スイッチ４ａ，４ｂ、電
圧検出器５、電圧検出器５の出力が規定値を越えた時に
一定期間半導体スイッチ４ａ，４ｂに点弧信号を送出す
る制御回路６を備えた構成とすることにより、過電圧侵
入時にのみ半導体スイッチ４ａ，４ｂを点弧するように
したので、常時の運転電圧に対するもれ電流を小さく抑
え、過電圧抑制動作に移行する時の電圧レベルが一定か
つ調整が容易な避雷器を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、雷サージをはじめと
してこれと並列に接続される機器に侵入するサージによ
る電圧を抑制し、機器の絶縁の信頼性向上の手段となる
電気機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は例えば電気評論１９７８年４月号
で解説されている避雷器の等価回路であり、図２ａはギ
ャップ付避雷器、図２ｂはギャップ無し避雷器を示す。
図において、１は特性要素１ａを複数個直列接続したも
のと直列ギャップ１ｂとを直列接続して構成したギャッ
プ付き避雷器を示し、２は酸化亜鉛形避雷器素子２ａを
複数個直列接続して構成したギャップ無し避雷器を示
す。

【０００３】次に従来の避雷器の動作について説明す
る。避雷器１，２は、その内部にある特性要素１ａ、酸
化亜鉛素子２ａの素子に印加される電圧と電流の関係
が、素子の非直線抵抗特性により、図３に示す特性であ
ることから、過電圧が加わっても、それぞれの個数に応
じた制限電圧のレベル以下に過電圧を抑制する。従っ
て、図４に示すように、被保護電力機器が避雷器１、又
は２と並列に接続されている場合、危険なサージ過電圧
が侵入してきても、避雷器が上記の特性により所定のレ
ベル以下に過電圧を抑制するので、被保護電力機器に危
険なサージが侵入せず、絶縁の信頼性が向上する。所定
の制限電圧は、避雷器内部にある素子の数により決ま
る。又、常時に対しては、被保護電力機器に運転電圧が
常時印加され、避雷器にも印加されているが、ギャップ
付き避雷器では直列ギャップ１ｂにより電流がほとんど
流れず、特性要素１ａの発熱による保護特性、熱安定性
の劣化が防止される。一方、ギャップ無し避雷器２では
常時の運転電圧では、洩れ電流が僅かになるよう酸化亜
鉛素子の数を増加し、常時運転電圧を制限電圧よりも低
い電圧に選んでいることから、無視できるような電流し
か流れず、発熱による保護特性、熱安定性の劣化が起こ
らないようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の避雷器は以上の
ように構成されているので、ギャップ付き避雷器におい
ては、常時の運転電圧に対して十分な絶縁耐圧を必要と
することから、多段のギャップが必要となり、それらの
ギャップを安定して放電しなければならず、それらの直
列ギャップの放電電圧の制御、放電の時間遅れなどによ
り保護性能に限界があった。また、ギャップ無し避雷器
においては、常時の運転電圧による洩れ電流で発生する
発熱を許容以内にする必要から、酸化亜鉛素子の数が決
まり、制限電圧の値が決まるので、保護性能が限定さ
れ、保護レベルの大幅な低減は困難であるなどの問題点
があった。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、保護レベルを大幅に低減できる
避雷器構成を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る電気機器
は、複数個直列接続された酸化亜鉛形避雷器素子の一部
と直列に接続した半導体スイッチと、半導体スイッチに
印加される電圧を検出する電圧検出器と、電圧検出器が
規定値を越えた場合、半導体スイッチを閉合させる制御
手段とを備えたものである。

【０００７】

【作用】この発明における電気機器は、サージ電圧が侵
入してきた時のみ半導体スイッチが閉合するので、ギャ
ップの放電ばらつきや放電時間おくれがなく、かつ常時
運転電圧に対しては半導体素子が消弧しているので、温
度上昇による諸特性の劣化がない、保護レベルが低い避
雷器を提供できる。

【０００８】

【実施例】

実施例１．以下この発明の一実施例を図について説明す
る。図１において、３ａ，３ｂはそれぞれ複数個の酸化
亜鉛形避雷器素子が直列接続された素子群で、素子群３
ａと並列に直列接続された半導体スイッチ４ａ，４ｂが
逆並列に接続されており、さらにこれと並列に電圧検出
器５が接続されている。６はこの検出器５の出力が或る
レベルを越えると一定期間半導体スイッチ４ａ，４ｂを
構成する全てのサイリスタ素子に点弧信号を送出する制
御回路である。

【０００９】次に本発明に係る電気機器の動作について
説明する。図示しない被保護電力機器に並列に接続さ
れ、常時の運転電圧が本避雷器に印加されている状態で
は、半導体スイッチ４ａ，４ｂは消弧の状態であり、電
圧検出器５の出力は素子群３ａ，３ｂとで上記運転電圧
を分圧した電圧が印加されている。このように、サージ
電圧の侵入のない場合には、素子群３ａ，３ｂのもれ電
流が問題とはならない程度のインピーダンスを有するよ
うに素子数、素子の制限電圧を選定している。次に、被
保護電力機器、すなわち避雷器に過電圧抑制が必要とさ
れるレベルのサージ電圧が侵入した場合、電圧検出器５
の出力は規定値を越え、これの電圧検出器５の検出出力
を受けた制御回路６は半導体スイッチ４ａ，４ｂに点弧
信号を一定期間送出する。半導体スイッチ４ａ，４ｂの
いずれかが点弧すると、素子群３ａは短絡され、避雷器
全体の保護レベルは素子群３ｂと同等のレベルまで低減
され、低い保護レベルの避雷器が得られる。半導体スイ
ッチ４ａ，４ｂに送られた点弧パルスが一定期間を過ぎ
て消滅し、半導体スイッチに流れる電流が微小になる
と、半導体スイッチ４ａ又は４ｂは消弧し、常時の状態
に戻る。

【００１０】実施例２．実施例１では、電圧検出器５を
半導体スイッチ４ａ，４ｂと並列に設けたが、電圧検出
器５により避雷器全体の端子間電圧を検出するようにし
てもよい。

【００１１】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、素子群
と並列に半導体スイッチを設け、サージ電圧侵入時にこ
れを検出してスイッチを点弧させる構成としたので、従
来のギャップに比べ、点弧レベルの調整が容易で、点弧
レベルのばらつきが低く、保護レベルの低い避雷器構成
が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】従来装置の構成を示す図である。

【図３】酸化亜鉛素子の電流−電圧特性図である。

【図４】避雷器の使用例を示す図である。

【符号の説明】

３ａ，３ｂ 酸化亜鉛形避雷器素子群 ４ａ，４ｂ 半導体スイッチ ５ 電圧検出器 ６ 制御回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の酸化亜鉛形避雷器素子が直列接
   続された避雷器と、該避雷器を構成する酸化亜鉛形避雷
   器素子の一部分に並列接続された半導体スイッチと、該
   半導体スイッチに印加される電圧を検出する電気検出器
   と、該電圧検出器の電圧が一定レベルを越えた場合、上
   記半導体スイッチを閉合させる制御回路とを有すること
   を特徴とする電気機器。
2. 【請求項２】 半導体スイッチの一端が大地電位または
   その近傍に設定されていることを特徴とする請求項１記
   載の電気機器。