JPS6231326A

JPS6231326A - 急に発生する高い妨害電圧に対する非対称電気回路の保護装置

Info

Publication number: JPS6231326A
Application number: JP61178996A
Authority: JP
Inventors: ケインプ　クラス　ケインプマ; ジヨアネス　マリナス　ジエラルズ　アントニウズ　オーダリング
Original assignee: Nederlanden Staat
Current assignee: Nederlanden Staat
Priority date: 1985-07-31
Filing date: 1986-07-31
Publication date: 1987-02-10
Also published as: EP0213657A1; NO862948L; DE3676389D1; EP0213657B1; NO862948D0; DE213657T1; DK363586A; DK363586D0; NL8502163A; ATE59741T1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は過電圧に対する保護装置に関するものであり、
特に、電磁障害に起因して急激に立ち上がる高い妨害電
圧に対する非対称電気回路の保護装置に関するものであ
る。

［従来の技術］このような装置に関して、ヨーロッパ特許第００５６２
７５号公報（１９８５年１２月１８日発行。要約につい
ては、１９８２年７月２１日に発行）が知られている。

これは、例えば核爆発等によって引き起こされるような
、非常に急激に立ち上がる高い妨害サージ電圧に対する
低電圧電源ラインの保護に関するものである。その保護
を達成するための手段は、同軸ケーブルの短い線形部分
と保護されるべき電源ラインの光の線部分との組合せ、
および金属ハウジングに囲まれた妨害電圧減衰装置から
なっている。減衰装置は前記線形同軸ケーブルと電源ラ
インとの間に直列に挿入された自己インダクタンス、お
よび直列路とアースとの間に挿入された多数のバリスタ
ーのような素子からなっている。明らかに、前記組合せ
は、保護されるべき回路が接続される出力側において数
百Ｖの残留電圧が発生することにより、ピーク値５００
ｋＶ、立上がり時間２０　ｎｓ／、ｋＶの妨害サージを
減衰させることができろ。

西独特許第１７３２２６号公報（１９８３年１１月１９
日発行）は、高い妨害電圧に対し特に対称的な２線回路
を保護するように設計された過電圧保護装置を開示して
いる。この装置は、電磁遮蔽特性を損なうことなく、フ
ァラデーかこのような閉空間の壁を通して１又は２線以
上の回路の伝送線を導くこと、および伝送線に誘導され
た電圧の高いピークを装置側で実質的に減衰させること
に適用される。各伝送線は、直列にコイルが挿入され並
列にステップ関数特性をもつバリスターのような素子が
挿入されたπ回路網からなる過電圧保護回路に接続され
る。さらに、隣接回路間での″゛クロストーク″の減衰
も可能である。

また、アメリカ特許第３．９１３．０３８号公報は、テ
レビジョン受像機の高周波フィルターを開示している。

この従来技術の目的は、電磁放射によってテレビジョン
受像機のチューナに結合し、かつ、チューナに所望の信
号を送る同軸ケーブルに結合した不必要な信号を減らす
ことにある。この目的を達成するため、同軸ケーブルの
特性インピーダンスを維持しながら、同軸ケーブルの外
部導体と直列のインピーダンスを増すための結合外部手
段を提案している。さらに、この従来技術は、特にテレ
ビジョン受像機のシャーシがアース電圧以上で、テレビ
に電源を供給する交流電源から供給される電圧と等しい
電圧になるように設計されている。

アメリカ特許第３．７７７．２１９号公報は、速い立上
がり時間の電磁パルスによる破壊効果に対して電子回路
を保護する装置について開示している。そのような装置
は、電子装置を相互接続するのに用いられる二つの同軸
ケーブルの間に押入される。この装置は、同軸ケーブル
回路の内部および外部導体にまたがって誘導された好ま
しくない過電圧を減らすように設計されている。同軸ケ
ーブル回路の伝送特性上、渦流の自己インダクタンスに
よって生じた好ましくない効果を最小にするために、特
別な構造が提案されている。この従来技術は、同軸ケー
ブル外部導体中に誘導され得る強い電流に起因する好ま
しくない効果を無視している。

（発明が解決しようとする問題点）同軸伝送線が互いに離れていても、あるいＣよ同一のケ
ーブル内に束ねられていても、ファラデーかごのような
閉空間の壁部分を通って導かれろことが必要になる。ま
た、そのような閉空間内でその中に設置された装置に延
びる同軸線の物理的長さが相対的に大きいので、もし外
乱の結果として速い過渡電圧が閉空間内に誘起されると
、各同軸線回路は好ましくない破壊放射源として行為す
ることになる。

本発明の目的は、ファラデーかごのような閉空間の壁部
分を通して１以上の同軸伝送線を導くことを可能にする
一方、前記破壊的放射に対して効果的に保護できる装置
を提供することにある。また、前記西独特許第１７３２
２６号公報に開示されているような従来技術の構造が、
同軸線および／または同軸線をその中に含む同軸ケーブ
ルの構造に対し適合できないということが、付随ずろ問
題点である。

本発明の保護装置は、さらに次の要求を満たさなければ
ならない。保護されるべき同軸回路の伝送特性の質が、
低下することなく維持されること、″′クロス・トーク
゛減衰があるレベル以上になければならないこと、およ
び同軸回路の外部導体が例えばアース電位のような基ｍ
電位に接続される場所の選択に関して、高度な自由度が
なければならないことである。

（発明の概要）前記目的および要求に鑑みて、本発明の保護装置は、自
己インダクタンスが同軸ケーブルから派生した同軸線の
コイル部分からなり、多数回４巻かれ、同軸ケーブルの
外部導体部分が自己インダクタンスの一端を構成してい
ること、すなわち、外部導体が電気的に金属ハウジング
から絶縁されていることで特徴づけられる。

さらに、本発明の保護装置は、次の点で特徴づけられる
。すなわち、ハウジング内の隔壁が装置の入力側に第一
の区画を形成し、装置の出力側に保護されるべき回路に
向かう第二の区画を形成する。入力側に向かう端におけ
る部分から第二の区画内に配設された同軸線のコイル部
分の外部導体は、印加電圧が閾値を越えると急激にふえ
るような大電流導通素子を通じて、ハウジングに接続さ
れる。大電流導通素子は、第一の区画内に配設される。

一方、出力側に向かう端における部分からの外部導体は
、前記と同様な小電流導通素子を通じて、ハウジングに
接続される。小電流導通素子は、第二の区画内に配設さ
れる。

（発明の実施例）以下、図によって本発明を具体的に説明する。

第１図は、本発明の一実施例よりなる保護装置の一部破
断平面図である。第２図は、第１図の■−■矢視断面図
である。

実施例は、６本の同軸線からなる遠隔通信用ケーブルの
保護装置に関するものである。もちろん、６本以上又は
６本以下の同軸伝送線にも、本発明は適用できろ。保護
装置は、すべての側面が閉じられた鋼板のような導電体
からできたハウジング１を含み、このハウジング（まフ
ァラデーかごのような閉空間の壁（図示せず）上の留め
金（図示せず）によって装着され得ろ。

第１図は、ハウジング１の上蓋が部分的に外された平面
図を示している。導電体からなる隔壁２は、ハウジング
１の内部を第一区画３および第二区画４に分割している
。第一区画３の前部５は、遠隔通信ケーブル゛６が貫通
し固定されろように設けられ、一方、後部７は６木の別
々の同軸線８．１〜８．６がそれぞれそれを通して導か
れ、ファラデーかごのような閉空間（図示しない）内に
配設された装置に接続され得ろように設けられている。

これらの同軸線はケーブル６から分岐し、ケーブル６は
前部５の両側に例えば回り継手（図示せず）のような手
段によって８１械的方法でハウジング１に固定されてい
る。第一区画３の内部において、ケーブル６は導電鞘の
相対的に短い縦部分となって終わっており、ケーブルを
形成するすべての伝送線を囲んでいる鞘（よ、被覆され
ていない。この鞘部９は、前部５の内側に動電的に接続
され得る。

さらに、ケーブル６：よ第１図に示されているように重
ね継がれているので、ケーブルを形成している同軸線１
０１〜１０６は別々に配列され、かっ、第一区画３によ
って区切られている空間に渡って分布され得る。これら
の同軸線１０１〜１０６の各自由端は、好ましくは同軸
挿入コネクタ１１１〜１１．６に接続される。隔壁２に
（よ６本の相補的な同軸コネクタ１２１〜１２６が供給
され、同軸コネクタ１２．１〜１２６はこれらの各外部
導体が隔壁２およびハウジング１に関して電気的に絶縁
されるように装着されている。第二区画４の内部に面し
た側において、コネクタ１２１〜１２６の各々は、同軸
線１３１〜１３．６に接続されている。このようにして
、隔壁２を絶縁しながら貫通し、６本の別々の同軸伝送
路を形成している。同軸線１３１〜１３６の出力側の自
由端の各々は、同軸コネクタ１４．１〜１４６に接続さ
れている。それらの後部７における構成は、前記コネク
タ１２．１〜１２６の構成と同じである。本発明によれ
ば、同軸線１３．１〜１３６の各々は、第゛２図に示さ
れているように、第二区画４において輪形に配設されて
いる。このように形成された゛コイル′″は、例えば８
〜１０回巻かれろ。その目的は外部導体のピーク過電圧
に対する障壁を形成することにあるので、コイルの価値
は使用される成分に適合され、この価値はまたこれらの
成分の容量特性によって決定される。このようにしてロ
ーパス・フィルタが形成され、それにより高周波電圧が
影響され遅延されるので、過電圧保護成分は透過するよ
うになる時間を得て、低周波電圧をも得ろことができる
。自己インダクタンスは、例えば３０μＨのオーダーで
ある。隣接する伝送回路の間のクロス・トークの減衰を
改善するために、輪形に巻かれた同軸線１３１〜１３６
を、隔壁２および後部７に動電的および機械的に接続さ
れた縦部分１５．１〜１５，６によって、互いに分離さ
せることがより好ましい。

第２図に示されているように、ハウジング１を貫通する
各同軸伝送路の外部導体は、隔壁２および後部７の両方
において、ハウジング１に動電的に接続されている。ハ
ウジング１は、閉空間（ファラデーかご）の壁を通じて
、アース電位のような基準電位に接続されている。この
動電的接続は電圧依存成分を通じて行われ、その導電率
は、ある限界電位値を越えたとき、ステップ関数に従っ
て増加する。

さらに、特には、各相補的同軸コネクタ１２゜１〜１２
６の外部導体は、ハウジングに接続され第一区画３内に
配設された気体放電管１６に接続される。

一方、各同軸コネクタ１４１〜１４．６の外部導体は、
第二区画４内に配設されたＶＤＲ又はＴｒａｎｇＺｏｒ
ｂと呼ばれろ素子１７に接続されろ。通常の操作条件下
で、素子１６，１７は、情報信号が伝送される同軸路の
伝送特性が少しも影響されないようなインピーダンスを
形成する。同様のことが、輪形に巻かれた同軸線１３゜
１〜１３６にも適用される。

上記装置を用いて、次のことが達成されろ。ハウジング
１および閉空間（ファラデーかご）の外側で生じた破壊
的な電磁パルス（例えば稲妻や核爆発）の結果として、
同軸線８１〜８６からの放射が上部閉空間内で、強度が
減少し、上記閉空間における装置を許すようになる。上
記破壊的電磁パルスによって生じた同軸線８．１〜８６
の外部導体上の妨害電圧ピークが、接続された装置にと
ってコントロール可能なレベルに減衰されろ。正常な情
報を含む信号に対する同軸回路の伝送特性が、実質的に
変化しないで残る。そして、伝送技術上の点から最も好
ましいことには、同軸回路がある場所でアースされ得る
。もし必要なら、内部導体と外部導体との間の付加的な
保護が、ファラデーかご内で装置に接近して適用され得
る。

本発明の範囲を逸脱することなしに、非対称伝送線につ
いて、同一の過電圧保護能力をもった他の実施例を実現
できろ。例えば、各同軸伝送路に対し、直列につながれ
た前記“コイル″の二つがハウジングの第二区間に配設
され得ろ。この賜金、これら二つのコイルの間に位置す
る同軸外部導体は、別の電圧依存素子を通して動電的に
ハウジングに接続されろ。その導電率は、ある限界電位
値を越えると、ステップ関数で増加する。さらに、後部
７に位置する１７のような電圧依存素子は、ある状況下
で（よ省略し得ろ。１７のような素子の代わりに、金属
ハウジングの壁に導かれる場所に同軸コネクタの外部導
体を接続するのがよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例よりなる保護装置の一部破断
乎面図、および第２図は第１図のＩ−ＩＩ矢視断面図で
ある。１・・　ハウジング、　　２　・・隔壁、　　３・・・
・・・第一区画、　４・・・・・第二区画、　　６・・
・・遠隔通信用ケーブル、　８１〜８６．１０１〜１０
６．１３．１〜１３．６・・・同軸線、　１１１〜１１
６．１２１〜１２６．１４１〜１４６・・・・・同軸コ
ネクタ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）印加電圧がある閾値を越えると急速に導電率を増
加させる型の電圧依存導電素子を少なくとも一つ含み、
保護されるべき電気回路に結合された直列路に挿入され
た自己インダクタンスを少なくとも一つ含み、前記導電
素子がその一つの端子をハウジングに動電的に接続され
、他の端子を前記自己インダクタンスの一端に接続され
た金属ハウジングからなり、ここで前記自己インダクタ
ンスが同軸ケーブルから分岐され多数回巻かれた同軸線
のコイル部分（１３．１〜１３．６）を含み、該同軸線
の外部導体部分が前記自己インダクタンスの一端を構成
し、該外部導体が電気的に前記金属ハウジング（１）か
ら絶縁されていることを特徴とする、電磁妨害に起因す
る急な過渡端を有する高い妨害電圧に対する電気回路の
保護装置。
（２）前記ハウジング（１）が、保護されるべき回路に
接続された並列路に挿入された少なくとも二つの自己イ
ンダクタンスを含み、前記ハウジング（１）の後部（７
）に電気的および機械的に接続された導電体の縦方向部
分（１５．１〜１５．５）が前記少なくとも二つの自己
インダクタンスを分離させており、ここで、該少なくと
も二つの自己インダクタンスが多数回巻かれた同軸線の
コイル部分（１３．１〜１３．６）を含み、該同軸線の
コイル部分の各々の外部導体が前記ハウジング（１）か
ら電気的に絶縁され、同軸線の各コイル部分保護される
べき個々の電気回路に結合されていることを特徴とする
、特許請求の範囲第１項記載の保護装置。
（３）前記ハウジング（１）内の隔壁（２）が、装置の
入力側に第一の区画（３）を供給し、また、保護される
べき回路に向かった装置の出力側に第二の区画（４）を
供給してなり、ここで入力側に向かう端の部分から前記
第二の区画（４）内に配設された同軸線の各コイル部分
（１３．１〜１３．６）の外部導体が、印加電圧がある
閾値を越えると急に導電率を増加させる型の電圧依存導
電素子を通じて前記ハウジング（１）に接続され、該導
電素子（１６）が前記第一の区画（３）内に配設され、
出力側に向かう端の部分から前記外部導体が、上記と同
様の型の低エネルギー導電素子（１７）を通じて前記ハ
ウジングに接続され、該低エネルギー導電素子が前記第
二の区画（４）内に配設されていることを特徴とする、
特許請求の範囲第１項または第２項記載の保護装置。
（４）前記同軸線の各コイル部分（１３．１〜１３．６
）の巻き数およびコイルの直径が、コイル状同軸線（１
３．１〜１３．６）の外部導体に接続された素子の特性
、特に容量特性に適合するような大きさをもつ自己イン
ダクタンスを供給するように選択されていることを特徴
とする、特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項
記載の保護装置。