JPH0833200A - 電気通信設備の保護方法及びその方法を実行する保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、過電圧防止装置とＰＴＣ抵抗及び
電圧制限要素による過電圧と過電流とに対する電気通信
装置の保護方法と、前記の方法を実行する保護回路とを
開発するものである。 【構成】 本発明の目的、すなわちサージ電流抵抗力の
ある可逆性のライン保護を保証する過電圧と過電流とに
対する電気通信装置の保護方法と回路とを開発すること
は、過電圧防止装置１の応答電圧が電源電圧のピーク値
より高いこと、サイリスタダイオード４，５の応答電圧
が保護されるべきラインの最大動作電圧値の少しだけ上
に選択されること、及びＰＴＣ抵抗２，３が減結合部材
として用いられ且つ電源電圧の最大振幅を阻止すること
によって達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、過電圧防止装置、ＰＴ
Ｃ抵抗及び電圧制限要素による過電圧及び過電流に対す
る特に電気通信設備の保護方法に関するものであり、且
つ前記の方法を実行する保護回路に関するのもである。

【０００２】

【従来の技術】電話又はデータラインと電源ライン、例
えば 220Ｖ電源との間に、短絡回路が生じた場合に、±
230Ｖの直流応答電圧を有する過電圧抑制器の応答の後
にフェイルセーフ接点の応答及び従って過電圧抑制器の
短絡（電力交差）が数秒内に起こるであろう。今流れて
いる短絡回路電流は大地へ永久的に運び去られる。存在
している妨害はそれにより除去されずに、ある期間の間
存在を続けるので、それぞれのラインケーブルの破壊へ
導くはずの幾分か許容できないほど高い永久電流を切り
離すことが必要である。一般にライン保護装置がこの目
的のために設けられ、それは短絡回路電流を切り離すた
めに過電圧抑制器の上流に従来技術の回路（KRONE パン
フレット「Com-Protect 2/1 CP DX 180A1 」1993年８
月）に従って設置される。

【０００３】しかしながら、過電圧抑制器の最も重要な
機能は５kAのオーダーでのサージ電流を反復的に抑制す
ることであり、且つ前述のライン保護装置がその過電圧
抑制器の上流に前もって配設されているので、この必要
性は非常に高価な特殊の保護装置によってのみ達成され
得る。適切な保護装置は、例えば94533 Rungis Cedex
（フランス）のCehess社により配布された保護装置のカ
タログ内に記載されている。これらの保護装置は、サー
ジ電流に抵抗力のあるライン保護装置として使用され得
る。ここでその保護装置の老化作用が不都合である。対
応するサージ電流負荷に対して、その保護装置の寿命は
それに対応して制限される。更に、その保護装置は可逆
性ではない。

【０００４】ドイツ国特許明細書第DE 40 26 004 C2 号
に、電気通信装置用の保護回路が記載されており、それ
には過電圧抑制器の交差路が保護装置の上流に設置され
て、一方ライン接続とアース導体との間に保護装置の下
流に短絡回路交差路が設置されている。保護素子が応答
した場合に、過電圧抑制器の交差路が短絡回路交差路を
開閉するので（フェイルセーフ）、その保護装置が応答
し且つラインが切り離される。この手段によって、市販
保護装置の特定の位置がサージ電流に対する抵抗を必要
としないので、市販保護装置はライン保護装置として用
いられ得る。

【０００５】しかしながら、ライン保護装置の応答の後
に完全なプラグが置き換えられねばならぬことは不具合
である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】それ故に、サージ電流
抵抗力のある且つ可逆性のライン保護を保証する、過電
圧及び過電流に対する特に電気通信装置の保護のための
方法と回路とを開発することが、本発明の目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による電気通信設
備の保護方法は、過電圧防止装置、ＰＴＣ抵抗及び電圧
制限要素による過電圧及び過電流に対する電気通信設備
の保護方法において、過電圧防止装置の応答電圧が電源
電圧のピーク値より高いこと、サイリスタダイオードの
応答電圧が保護されるべきラインの最大動作電圧の少し
だけ上に選択されること、及び前記ＰＴＣ抵抗が減結合
部材として用いられ且つ電源電圧の最大振幅を阻止する
ことを特徴とする。

【０００８】本発明による電気通信設備の保護回路は、
ライン接続内に含まれるＰＴＣ抵抗が各々、指令ライン
側〜システム側に対して、電圧制限要素の上流で接続さ
れること、及び過電圧防止装置が、指令ライン側〜シス
テム側に対して、ＰＴＣ抵抗の上流の交差路として接続
され且つ過電圧防止装置と並列に接続された電圧制限要
素と一緒に共通アース線を有することを特徴とする。

【０００９】応答電圧が例えば 230Veffの交流負荷のピ
ーク値より高い、すなわちピーク値≧ 325Ｖであるよう
に、且つサイリスタダイオードの応答電圧が、減結合部
材としてのＰＴＣ抵抗の選択によると同様に、電気通信
において正常に生じる最大動作電圧値、例えば 180Ｖよ
り少しだけ上に選択されるように、過電圧抑制器の応答
直流電圧をＰＴＣ抵抗と双方向性サイリスタダイオード
（サイリスタダイオードは「クロウバー形保護ダイオー
ド」であり、サイリスタ又はトライアック、例えば「保
護装置」データブック第２版、1993年３月発行の第 311
頁に記載されている、SGS-Thomson Microelectronics社
のTRISILダイオードに類似した二つの導通状態を有する
半導体要素）とに対して整合させることにより、サージ
電流に対するあらゆる所望の抵抗とライン保護装置のた
めの可逆性の機能とが得られる。

【００１０】ライン保護装置と装置保護装置との機能が
ここで一つの要素により、すなわち標準ＰＴＣ抵抗によ
り得られる。任意の数のサージ電流負荷は老化を生じな
い。妨害の除去の後に、その回路は直ちに再利用され得
る。同時に、その保護回路はそれが保護プラグの現存す
る設計内に組み込まれ得ること、それが標準要素により
費用効果のある方法で実行され得ること、及び保護プラ
グの付加的な機能が制限されないことを保証する。

【００１１】この保護回路は許容できないほど高い熱発
生からの保護のためにフェイルセーフ接点を必要としな
いが、今までは前記のフェイルセーフ接点は必要とされ
ており且つそれの応答の後に完全な保護プラグが置き換
えられねばならぬことに導いていた。しかしながら、本
発明による保護回路は 230Veffの非常に長く存在する交
流負荷に対してフェイルセーフ接点無しで保護し、可逆
的で且つ完全に保守不要である。

【００１２】第２段の電圧制限ダイオード（精密保護装
置）としてのサイリスタダイオードの応用、特に固体サ
イリスタダイオードの応用が、極端に速い応答を保証
し、静的及び動的電圧に対する低い保護レベルが増加し
且つ従って保護装置内の固体要素と過電圧抑制器（粗保
護装置）との利点を組み合わせる。ＰＴＣ抵抗の応用は
更に過電圧抑制器及びダイオード（機能装置保護）の応
答へ導かない電圧に対してさえも可逆性の電流保護を保
証する。かくして、ライン及び装置保護の二つの保護機
能が１個の要素により果たされる。

【００１３】本発明のその他の有利な実施例が、特許請
求の範囲の従属請求項に定義されている。

【００１４】

【実施例】以下に、図面に表現された好適な実施例を参
照して、本発明をもっと詳細に説明しよう。唯一の図１
が本発明による保護回路のシステム回路図を示してい
る。

【００１５】電流路ａ〜ａ′及びｂ〜ｂ′内に接続され
た保護回路が図１に示されており、共通アース線Ｅが過
電圧により発生した過電流を運び去るために働いてい
る。妨害がそこから起こり得る電源すなわちライン側Ｌ
に、例えば 440〜660 Ｖの応答直流電圧を有する過電圧
抑制器１が、過電圧防止装置への分岐点８，９において
電流路ａ〜ａ′とｂ〜ｂ′との間の交差路ｃ〜ｄとして
設置されており、共通アース線Ｅが接続さている。ＰＴ
Ｃ抵抗２，３が過電圧防止装置１の分岐点８，９の下流
に、それぞれラインａ〜ａ′又はｂ〜ｂ′内に含まれて
いる。例えば20オームを有するＰＴＣ抵抗２，３の下流
に、例えば 200Ｖの応答電圧を有する固体サイリスタダ
イオード４，５が過電圧防止装置１と並列にもう一つの
交差路として分岐点10, 11から接続され、前記のサイリ
スタダイオードは共通アース線Ｅへ分岐点12により接続
されている。保護されるべき側すなわちシステム側に、
測定及び切り離し位置６，７がラインａ〜ａ′及びｂ〜
ｂ′内に接続されている。粗と精密及び電流保護の直列
保護装置を形成している保護装置の下流の測定及び切り
離し位置６，７の配置が、ラインの部分的機能チェック
を許容する。

【００１６】この保護装置の要素はサージ電流抵抗力の
ある可逆性のライン保護装置として整合されねばならな
い。３極抑制器が用いられ得る、過電圧抑制器１の応答
電圧は、例えばその電圧が交流電圧負荷のピーク値より
も高いように選ばれねばならない。ここでは、 440Ｖよ
り大きい応答電圧を有する過電圧抑制器１が選択され
た。

【００１７】サイリスタダイオード４，５はそれらの応
答電圧が電気通信技術において一般的に生じる最大動作
電圧値、例えば 180Ｖより少しだけ高いように選択され
る。

【００１８】ＰＴＣ抵抗２，３は、それらが減結合部材
として働き且つ例えば 240Veffの最大交流電圧を阻止で
きるように選択される。このＰＴＣ抵抗２，３に対する
最大スイッチング電流はできるかぎり高く選択されねば
ならない。

【００１９】過渡的電流負荷の場合には、そのサイリス
タダイオード４，５がシステム側Ｓの出力端子ａ′〜
ｂ′において例えば± 250Ｖの保護レベルへ非常に迅速
に生じる過電圧を制限する。最短時間内に、過電圧抑制
器１が残りの妨害エネルギーをＰＴＣ抵抗２，３上の減
結合により吸収し且つそれをアース線Ｅ上へ運び去る。
それぞれ長手方向分枝ａ〜ａ′又はｂ〜ｂ′内の温度依
存ＰＴＣ抵抗２，３が一方ではそれらのオーミック抵抗
により粗及び精密保護の間の減結合を実行し、且つ他方
では可逆性電流制限要素として働く。特徴「可逆性」が
重要でない場合には、「標準」ヒューズもＰＴＣ抵抗の
代わりに用いられ得る。例えば５kAのオーダーでのサー
ジ電流は過電圧抑制器１によりもっぱら吸収され且つア
ース線Ｅ上へ運び去られる。

【００２０】しかしながら、例えば 230Veff／５Aeffの
交流負荷が生じた場合には、その電圧は過電圧抑制器１
の応答直流電圧の値に達しないであろう。この場合に
は、過電圧抑制器１は 230Veffの全交流電圧負荷に対す
る要素として必要ではない。この電圧負荷に対して更に
よく適しているサイリスタダイオード４，５がその負荷
を吸収し且つ電圧を制限する。一般に２〜３Ｖの、サイ
リスタダイオードの充分に低い導通状態電圧により、電
力消費及び従って熱発生が過電圧抑制器に対するよりも
明らかに低い。かくして 230Veffまでの交流電圧負荷に
対しては過電圧抑制器１のフェイルセーフ接点の応答は
もはや生じ得ない。それ故に 230Veffまでの全交流電圧
負荷に対して過電圧抑制器１におけるフェイルセーフ接
点の設置は要求されない。従って、保護プラグは 230Ve
ff交流電圧負荷の後にもはや置き換えられる必要はな
い。サイリスタダイオード４，５における許容できない
ほど高い熱発生はＰＴＣ抵抗２，３の正しい選択により
排除される。

【００２１】それぞれの電圧制限要素、ここではサイリ
スタダイオード４，５の上流のＰＴＣ抵抗２，３の位置
が、そのＰＴＣ抵抗２，３が可逆性で且つサージ電流抵
抗力のあるライン保護装置の機能を引き受けることを達
成する。そのＰＴＣ抵抗２，３の選択されたスイッチン
グ電流に依存して、サイリスタダイオード４，５を通っ
て各半波において流れる短絡回路電流は特性 ｔ＝ｆ
（ｉ）に従って中断される。ＰＴＣ抵抗２，３が高いイ
ンピーダンスを得て且つ従って電気通信ケーブル及びア
ース線Ｅ上のサイリスタダイオード４，５上を流れ去り
得る許容できないほど高い短絡回路電流を防止する。

【００２２】妨害の除去の後にこの回路は直ちに再び動
作できる。

【００２３】全体として、固体サイリスタダイオード
４，５との過電圧抑制器１の本発明による組み合わせ及
び残りの要素の機能との過電圧抑制器１の定格応答直流
電圧の本発明に従った整合により、 ‐ 過電圧抑制器と固体サイリスタダイオードとの利点
が保護プラグ内で組み合わされ、 ‐ ライン保護と装置保護との機能が１つの要素、標準
ＰＴＣ抵抗２，３により果たされ、 ‐ ５kAサージ電流抵抗が過電圧抑制器１により達成さ
れ、 ‐ 過電圧抑制器１又はダイオード４，５を応答させな
いであろう電圧に対してさえも可逆性電流保護がＰＴＣ
抵抗２，３により保証され、 ‐ 同じ標準ＰＴＣ抵抗２，３がサージ電流抵抗力のあ
る且つ可逆性ライン保護装置として用いられ得て、 ‐ 電気通信ラインから 230Veffを有する電源ラインへ
の短絡回路の場合に、過電圧抑制器１のフェイルセーフ
接点は応答せず、 ‐ 可逆性で且つ従って広く保守不要の保護概念が得ら
れ、 ‐ その保護回路の応用が従来技術の保護プラグハウジ
ング内にも可能である、ことになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による保護回路のシステム回路図を示し
ている。

【符号の説明】

１ 過電圧抑制器 ２，３ ＰＴＣ抵抗 ４，５ サイリスタダイオード ６，７ 測定及び切り離し位置 ８，９，10, 11 分岐点 Ｅ アース線 Ｓ システム側 Ｌ ライン側 ａ〜ａ′，ｂ〜ｂ′ 電流路 ｃ〜ｄ 交差路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 過電圧防止装置、ＰＴＣ抵抗及び電圧制
   限要素による過電圧及び過電流に対する電気通信設備の
   保護方法において、過電圧防止装置（１）の応答電圧が
   電源電圧のピーク値より高いこと、サイリスタダイオー
   ド（４，５）の応答電圧が保護されるべきラインの最大
   動作電圧の少しだけ上に選択されること、及び前記ＰＴ
   Ｃ抵抗（２，３）が減結合部材として用いられ且つ電源
   電圧の最大振幅を阻止することを特徴とする電気通信設
   備の保護方法。
2. 【請求項２】 前記過電圧防止装置（１）の応答電圧が
   230Veffの交流負荷よりも高く、且つ前記ＰＴＣ抵抗
   （２，３）が 230Veffの電源電圧の最大振幅を阻止する
   ことを特徴とする請求項１記載の電気通信設備の保護方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の方法を実行する保護回路
   であって、ライン接続（ａ〜ａ′；ｂ〜ｂ′）内に含ま
   れるＰＴＣ抵抗（２，３）が各々、指令ライン側〜シス
   テム側（Ｌ〜Ｓ）に対して、電圧制限要素（４，５）の
   上流で接続されること、及び過電圧防止装置（１）が、
   指令ライン側〜システム側（Ｌ〜Ｓ）に対して、ＰＴＣ
   抵抗（２，３）の上流の交差路（Ｃ〜Ｄ）として接続さ
   れ且つ過電圧防止装置（１）と並列に接続された電圧制
   限要素（４，５）と一緒に共通アース線（Ｅ）を有する
   ことを特徴とする保護回路。
4. 【請求項４】 電圧制限要素（４，５）が固体サイリス
   タダイオードであることを特徴とする請求項３記載の保
   護回路。
5. 【請求項５】 粗保護装置（１）と精密保護装置（４，
   ５）とから成る直列保護装置を達成するための精密保護
   装置（４，５）がライン内に接続されることを特徴とす
   る請求項３記載の保護回路。
6. 【請求項６】 測定及び切り離し位置（６，７）が直列
   保護装置の下流で各ライン内に接続されることを特徴と
   する請求項５記載の保護回路。