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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022167236
(43)【公開日】2022-11-04
(54)【発明の名称】雷電流検出器
(51)【国際特許分類】
H01T 15/00 20060101AFI20221027BHJP
H01T 1/12 20060101ALI20221027BHJP
G01R 19/04 20060101ALI20221027BHJP
G01R 19/15 20060101ALI20221027BHJP
H05F 3/04 20060101ALN20221027BHJP
【ＦＩ】
H01T15/00 A
H01T1/12
G01R19/04 Z
G01R19/15
H05F3/04 G
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021072911
(22)【出願日】2021-04-22
(71)【出願人】
【識別番号】000130835
【氏名又は名称】株式会社サンコーシヤ
(74)【代理人】
【識別番号】100082876
【弁理士】
【氏名又は名称】平山 一幸
(74)【代理人】
【識別番号】100086807
【弁理士】
【氏名又は名称】柿本 恭成
(74)【代理人】
【識別番号】100178906
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 充和
(72)【発明者】
【氏名】江縁 憲一
【テーマコード（参考）】
2G035
5G067
【Ｆターム（参考）】
2G035AB11
2G035AC05
2G035AC17
2G035AD04
2G035AD11
2G035AD13
2G035AD39
2G035AD43
2G035AD47
5G067DA32
5G067EA01
(57)【要約】
【課題】被検出部に流れる雷電流の電流値に応じた検出信号を、無電源で簡易的確に出力できる。
【解決手段】雷電流検出器１０は、被検出部１に近接して配置され、前記被検出部１に流れる雷電流ｉによる磁界Ｇを検出して、前記雷電流ｉの電流値に応じた検出電流を出力する検出部２０と、前記検出電流を入力し、前記検出電流の大きさに応じた検出信号を出力する検出回路３０と、を備えている。検出部２０は、配線パターン２２が形成されたプリント基板２１と、前記プリント基板２１に対して所定間隔隔てて対向配置され、前記配線パターン２２に対して巻いた状態に接続された配線パターン２４が形成されたプリント基板２３と、前記プリント基板２１，２３間に介装された板状のコア２５と、を有している。
【選択図】図１
【解決手段】雷電流検出器１０は、被検出部１に近接して配置され、前記被検出部１に流れる雷電流ｉによる磁界Ｇを検出して、前記雷電流ｉの電流値に応じた検出電流を出力する検出部２０と、前記検出電流を入力し、前記検出電流の大きさに応じた検出信号を出力する検出回路３０と、を備えている。検出部２０は、配線パターン２２が形成されたプリント基板２１と、前記プリント基板２１に対して所定間隔隔てて対向配置され、前記配線パターン２２に対して巻いた状態に接続された配線パターン２４が形成されたプリント基板２３と、前記プリント基板２１，２３間に介装された板状のコア２５と、を有している。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検出部に近接して配置され、前記被検出部に流れる雷電流による磁界を検出して、前記雷電流の電流値に応じた検出電流を出力する検出部と、
前記検出電流を入力し、前記検出電流の大きさに応じた検出信号を出力する検出回路と、
を備え、
前記検出部は、
複数の第１配線パターンが形成された第１プリント基板と、
前記第１プリント基板に対して所定間隔隔てて対向配置され、前記複数の第１配線パターンに対して巻いた状態に接続された複数の第２配線パターンが形成された第２プリント基板と、
前記第１プリント基板と前記第２プリント基板との間に介装された板状のコアと、
を有することを特徴とする雷電流検出器。
前記検出電流を入力し、前記検出電流の大きさに応じた検出信号を出力する検出回路と、
を備え、
前記検出部は、
複数の第１配線パターンが形成された第１プリント基板と、
前記第１プリント基板に対して所定間隔隔てて対向配置され、前記複数の第１配線パターンに対して巻いた状態に接続された複数の第２配線パターンが形成された第２プリント基板と、
前記第１プリント基板と前記第２プリント基板との間に介装された板状のコアと、
を有することを特徴とする雷電流検出器。
【請求項2】
前記複数の第１配線パターンは、前記第１プリント基板の表面に形成され、
前記複数の第２配線パターンは、第２プリント基板の表面に形成され、
前記第１プリント基板の裏面に対して所定間隔隔てて前記第２プリント基板の裏面が配置され、前記第１プリント基板の裏面と前記第２プリント基板の裏面との間に、前記コアが介装され、前記複数の第１配線パターと前記複数の第２配線パターンとが、コネクタにより巻いた状態に接続されている、
ことを特徴とする請求項１記載の雷電流検出器。
前記複数の第２配線パターンは、第２プリント基板の表面に形成され、
前記第１プリント基板の裏面に対して所定間隔隔てて前記第２プリント基板の裏面が配置され、前記第１プリント基板の裏面と前記第２プリント基板の裏面との間に、前記コアが介装され、前記複数の第１配線パターと前記複数の第２配線パターンとが、コネクタにより巻いた状態に接続されている、
ことを特徴とする請求項１記載の雷電流検出器。
【請求項3】
前記検出回路は、
前記検出電流を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力電流によって充電され、前記検出電流の大きさに対応する充電電圧を出力する充電回路と、
１つ又は複数のレベルの閾値を有し、前記充電電圧と前記１つ又は複数のレベルの閾値との大小を比較判定して１つ又は複数の判定結果を出力する判定回路部と、
前記１つ又は複数の判定結果に応じた複数のレベルの検出信号を出力する複数の出力部と、
を有することを特徴とする請求項１又は２記載の雷電流検出器。
前記検出電流を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力電流によって充電され、前記検出電流の大きさに対応する充電電圧を出力する充電回路と、
１つ又は複数のレベルの閾値を有し、前記充電電圧と前記１つ又は複数のレベルの閾値との大小を比較判定して１つ又は複数の判定結果を出力する判定回路部と、
前記１つ又は複数の判定結果に応じた複数のレベルの検出信号を出力する複数の出力部と、
を有することを特徴とする請求項１又は２記載の雷電流検出器。
【請求項4】
前記整流回路は、
全波整流回路により構成され、
前記充電回路は、
並列接続された１つ又は複数のコンデンサを有し、
前記判定回路部は、
前記１つ又は複数のレベルの閾値を有し、前記充電電圧と前記１つ又は複数のレベルの閾値との大小を比較判定して前記１つ又は複数の判定結果を出力する１つ又は複数の判定回路を備え、
前記複数の出力部は、
前記１つ又は複数の判定結果に応じてオン状態になり、前記複数のレベルの検出信号を出力する複数のリレーにより構成されている、
ことを特徴とする請求項３記載の雷電流検出器。
全波整流回路により構成され、
前記充電回路は、
並列接続された１つ又は複数のコンデンサを有し、
前記判定回路部は、
前記１つ又は複数のレベルの閾値を有し、前記充電電圧と前記１つ又は複数のレベルの閾値との大小を比較判定して前記１つ又は複数の判定結果を出力する１つ又は複数の判定回路を備え、
前記複数の出力部は、
前記１つ又は複数の判定結果に応じてオン状態になり、前記複数のレベルの検出信号を出力する複数のリレーにより構成されている、
ことを特徴とする請求項３記載の雷電流検出器。
【請求項5】
前記複数のリレーの出力側には、
前記複数のレベルの検出信号を外部へ出力する外部出力端子が接続されている、
ことを特徴とする請求項４記載の雷電流検出器。
前記複数のレベルの検出信号を外部へ出力する外部出力端子が接続されている、
ことを特徴とする請求項４記載の雷電流検出器。
【請求項6】
前記リレーは、
半導体リレーであり、
前記半導体リレーには、
前記充電回路の出力電流が定電流素子により定電流化されて入力される、
ことを特徴とする請求項４又は５記載の雷電流検出器。
半導体リレーであり、
前記半導体リレーには、
前記充電回路の出力電流が定電流素子により定電流化されて入力される、
ことを特徴とする請求項４又は５記載の雷電流検出器。
【請求項7】
前記整流回路は、
全波整流回路により構成され、
前記充電回路は、
並列接続された１つ又は複数のコンデンサを有し、
前記判定回路部は、
前記１つ又は複数のレベルの閾値を有し、前記充電電圧と前記１つ又は複数のレベルの閾値との大小を比較判定して前記１つ又は複数の判定結果を出力する１つ又は複数の判定回路を備え、
前記複数の出力部は、
前記１つ又は複数の判定結果に応じてオン状態になり、前記複数のレベルの検出信号を光信号の形で出力する複数の発光素子により構成されている、
ことを特徴とする請求項３記載の雷電流検出器。
全波整流回路により構成され、
前記充電回路は、
並列接続された１つ又は複数のコンデンサを有し、
前記判定回路部は、
前記１つ又は複数のレベルの閾値を有し、前記充電電圧と前記１つ又は複数のレベルの閾値との大小を比較判定して前記１つ又は複数の判定結果を出力する１つ又は複数の判定回路を備え、
前記複数の出力部は、
前記１つ又は複数の判定結果に応じてオン状態になり、前記複数のレベルの検出信号を光信号の形で出力する複数の発光素子により構成されている、
ことを特徴とする請求項３記載の雷電流検出器。
【請求項8】
前記発光素子には、
前記充電回路の出力電流が定電流素子により定電流化されて入力される、
ことを特徴とする請求項７記載の雷電流検出器。
前記充電回路の出力電流が定電流素子により定電流化されて入力される、
ことを特徴とする請求項７記載の雷電流検出器。
【請求項9】
前記検出回路は、
前記検出電流を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力電流によって充電され、前記検出電流の大きさに対応する充電電圧を出力する充電回路と、
前記充電回路の出力電流を定電流にする定電流素子と、
前記定電流素子の出力電流を入力し、前記雷電流の電流値に対応する時間、オン状態になって前記検出信号を出力する半導体リレーと、
前記検出信号を外部へ出力する外部出力端子と、
を有することを特徴とする請求項１又は２記載の雷電流検出器。
前記検出電流を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力電流によって充電され、前記検出電流の大きさに対応する充電電圧を出力する充電回路と、
前記充電回路の出力電流を定電流にする定電流素子と、
前記定電流素子の出力電流を入力し、前記雷電流の電流値に対応する時間、オン状態になって前記検出信号を出力する半導体リレーと、
前記検出信号を外部へ出力する外部出力端子と、
を有することを特徴とする請求項１又は２記載の雷電流検出器。
【請求項10】
前記整流回路は、
全波整流回路により構成され、
前記充電回路は、
並列接続された１つ又は複数のコンデンサを有する、
ことを特徴とする請求項９記載の雷電流検出器。
全波整流回路により構成され、
前記充電回路は、
並列接続された１つ又は複数のコンデンサを有する、
ことを特徴とする請求項９記載の雷電流検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、落雷時に被検出部（例えば、鉄塔等の構造物や接地線等）に流れる雷電流を検出する雷電流検出器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
例えば、特許文献１には、電池や交流（ＡＣ）１００Ｖの交流電源を具備しない無電源方式で、サージ電流（雷電流）の大きさを判定できるサージ電流計測装置である雷電流検出器が開示されている。
この特許文献１の雷電流検出器は、避雷器の接地線に流れる雷電流を変流器（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ、以下「ＣＴ」という。）により検出し、そのＣＴの２次電流に基づいて雷電流を計測するものであり、ＣＴの２次電流を整流する整流回路と、その整流回路の出力電流により充電される蓄電回路と、ＣＴの２次電流の波高値を検出する複数のサイリスタからなるレベル検出回路と、その蓄電回路の出力電圧により駆動される記憶回路と、を備えている。そして、レベル検出回路の検出結果に基づいて雷電流の侵入回数及び侵入毎の波高値を記憶回路に記録するようになっている。
この特許文献１の雷電流検出器は、避雷器の接地線に流れる雷電流を変流器（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ、以下「ＣＴ」という。）により検出し、そのＣＴの２次電流に基づいて雷電流を計測するものであり、ＣＴの２次電流を整流する整流回路と、その整流回路の出力電流により充電される蓄電回路と、ＣＴの２次電流の波高値を検出する複数のサイリスタからなるレベル検出回路と、その蓄電回路の出力電圧により駆動される記憶回路と、を備えている。そして、レベル検出回路の検出結果に基づいて雷電流の侵入回数及び侵入毎の波高値を記憶回路に記録するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－１７７７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１等に開示された従来の雷電流検出器では、以下の（１）～（３）のような課題がある。
【0005】
（１） 雷電流を検出する検出部の構成についての課題
一般的に、雷電流検出器の検出部は、特許文献１に開示されているように、環状の鉄芯（以下「コア」という。）に巻線が巻かれたＣＴが使用される。しかし、ＣＴを使用した雷電流検出器には、次のような問題がある。
（１ａ） 接地線等の被検出部をＣＴに貫通させるように配置する必要があるため、ＣＴの種類（例えば、クランプ型で無い場合等）によっては、後付けに手間が掛かる。又、鉄塔の脚部等の外径の大きい場所に設置することが困難である。
（１ｂ） ＣＴは、コアに巻線を巻く工程に工数が掛かる。又、良質な検出精度を得るためには、安定した巻線配置が必要であるため、量産等の際に性能品質の安定化が困難である。
一般的に、雷電流検出器の検出部は、特許文献１に開示されているように、環状の鉄芯（以下「コア」という。）に巻線が巻かれたＣＴが使用される。しかし、ＣＴを使用した雷電流検出器には、次のような問題がある。
（１ａ） 接地線等の被検出部をＣＴに貫通させるように配置する必要があるため、ＣＴの種類（例えば、クランプ型で無い場合等）によっては、後付けに手間が掛かる。又、鉄塔の脚部等の外径の大きい場所に設置することが困難である。
（１ｂ） ＣＴは、コアに巻線を巻く工程に工数が掛かる。又、良質な検出精度を得るためには、安定した巻線配置が必要であるため、量産等の際に性能品質の安定化が困難である。
【0006】
（２） 検出情報の遠隔監視についての課題
雷電流検出器は、通常、人が立ち入らない場所（例えば、山中の鉄塔等）での設置を想定して、検出情報を無線で遠隔監視できるものが必要とされている。
ここで、雷電流検出器の通信機能は、一般的にローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、ＲＳ２３２Ｃ（パーソナルコンピュータに標準で搭載される等、最も広く使われているシリアル通信規格）、ＲＳ４８５（接続台数を増やしたシリアル通信規格）等のシリアル通信であるため、無線による遠隔監視をする際には、移動体用無線通信システムである３Ｇ、４Ｇ／ＬＴＥ、５Ｇ等のルータ機器と組み合わせて使う必要がある。しかし、このような雷電流検出器は、自身の動作に電源を必要とする。又、ルータ機器の動作にも多くの電源が必要であり、電池での駆動も難しいため、電源の確保が難しい山中等での使用が困難である。
ここで、電池での駆動が難しい理由は、次の通りである。例えば、ルータ機器の駆動に多くの電源が必要であり、当該電源を電池だけで賄うことが難しい。ルータ機器は、通常ＡＣ１００Ｖ電源で動作するため、商用電源の無い所で使用するには、（蓄電池＋インバータ＋太陽光発電）の様なオフグリッド電源が必要になり、大がかりなシステムとなるからである。
雷電流検出器は、通常、人が立ち入らない場所（例えば、山中の鉄塔等）での設置を想定して、検出情報を無線で遠隔監視できるものが必要とされている。
ここで、雷電流検出器の通信機能は、一般的にローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、ＲＳ２３２Ｃ（パーソナルコンピュータに標準で搭載される等、最も広く使われているシリアル通信規格）、ＲＳ４８５（接続台数を増やしたシリアル通信規格）等のシリアル通信であるため、無線による遠隔監視をする際には、移動体用無線通信システムである３Ｇ、４Ｇ／ＬＴＥ、５Ｇ等のルータ機器と組み合わせて使う必要がある。しかし、このような雷電流検出器は、自身の動作に電源を必要とする。又、ルータ機器の動作にも多くの電源が必要であり、電池での駆動も難しいため、電源の確保が難しい山中等での使用が困難である。
ここで、電池での駆動が難しい理由は、次の通りである。例えば、ルータ機器の駆動に多くの電源が必要であり、当該電源を電池だけで賄うことが難しい。ルータ機器は、通常ＡＣ１００Ｖ電源で動作するため、商用電源の無い所で使用するには、（蓄電池＋インバータ＋太陽光発電）の様なオフグリッド電源が必要になり、大がかりなシステムとなるからである。
【0007】
（３） 前記（１），（２）の課題を解決するために、低消費電流で長時間の電池駆動が可能なロー・パワー・ワイド・エリア（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ、以下「ＬＰＷＡ」という。）等の無線通信技術と接点出力機能を有する雷電流検出器とを組み合わせたものが検討されている。しかし、このような雷電流検出器についても、次のような課題がある。
（３ａ） 一般的に、雷電流検出器は自信の動作に電源を必要とするため、検出情報を無電源で出力できず、定期的な電池交換が必要になる。即ち、検出情報の出力には、接点の動作が必要であり、接点の動作には電源（電池）が必要になるので、定期的な電池交換が必要になる。
（３ｂ） 特許文献１のように、雷電流を利用した方法を使って接点出力を駆動させる構成も考えられるが、通常、落雷の有り・無しの単接点しか出力できないため、雷電流の大きさを検出できない。
（３ｃ） 無線装置は、誤動作防止用として数ｍＳの接点入力時間が要求される。しかし、特許文献１のような無電源タイプは、雷電流のエネルギーをマイクロコンピュータによる計測処理や記憶回路の電源として使用するため、その要求をクリア（満足）できない。
（３ｄ） 特許文献１のように、記憶回路を使用した雷電流検出器も知られているが、記憶回路に記憶した情報を出力する際に電源を必要とするため、前記（３ａ）に記載された、検出情報を無電源で出力できない、と同様の課題を抱えている。
（３ａ） 一般的に、雷電流検出器は自信の動作に電源を必要とするため、検出情報を無電源で出力できず、定期的な電池交換が必要になる。即ち、検出情報の出力には、接点の動作が必要であり、接点の動作には電源（電池）が必要になるので、定期的な電池交換が必要になる。
（３ｂ） 特許文献１のように、雷電流を利用した方法を使って接点出力を駆動させる構成も考えられるが、通常、落雷の有り・無しの単接点しか出力できないため、雷電流の大きさを検出できない。
（３ｃ） 無線装置は、誤動作防止用として数ｍＳの接点入力時間が要求される。しかし、特許文献１のような無電源タイプは、雷電流のエネルギーをマイクロコンピュータによる計測処理や記憶回路の電源として使用するため、その要求をクリア（満足）できない。
（３ｄ） 特許文献１のように、記憶回路を使用した雷電流検出器も知られているが、記憶回路に記憶した情報を出力する際に電源を必要とするため、前記（３ａ）に記載された、検出情報を無電源で出力できない、と同様の課題を抱えている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の雷電流検出器は、被検出部に近接して配置され、前記被検出部に流れる雷電流による磁界を検出して、前記雷電流の電流値に応じた検出電流を出力する検出部と、前記検出電流を入力し、前記検出電流の大きさに応じた検出信号を出力する検出回路と、を備えている。
そして、前記検出部は、複数の第１配線パターンが形成された第１プリント基板と、前記第１プリント基板に対して所定間隔隔てて対向配置され、前記複数の第１配線パターンに対して巻いた状態に接続された複数の第２配線パターンが形成された第２プリント基板と、前記第１プリント基板と前記第２プリント基板との間に介装された板状のコアと、を有することを特徴とする。
そして、前記検出部は、複数の第１配線パターンが形成された第１プリント基板と、前記第１プリント基板に対して所定間隔隔てて対向配置され、前記複数の第１配線パターンに対して巻いた状態に接続された複数の第２配線パターンが形成された第２プリント基板と、前記第１プリント基板と前記第２プリント基板との間に介装された板状のコアと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明の雷電流検出器によれば、以下の（ａ）～（ｃ）のような効果がある。
（ａ） 被検出部を検出部に貫通させるように配置する必要が無いため、後付けが容易である。又、被検出部の外径によらず設置できるため、汎用性が向上する。
（ｂ） ＣＴの巻線を第１、第２プリント基板の第１、第２配線パターンによって形成しているため、巻線形成の工数が発生しない。又、安定した巻線配置を考慮する必要が無いため、性能品質の安定化が容易である。
（ｃ） 雷電流の電流値に応じた検出信号を検出回路から無電源で簡易的確に出力できる。
（ａ） 被検出部を検出部に貫通させるように配置する必要が無いため、後付けが容易である。又、被検出部の外径によらず設置できるため、汎用性が向上する。
（ｂ） ＣＴの巻線を第１、第２プリント基板の第１、第２配線パターンによって形成しているため、巻線形成の工数が発生しない。又、安定した巻線配置を考慮する必要が無いため、性能品質の安定化が容易である。
（ｃ） 雷電流の電流値に応じた検出信号を検出回路から無電源で簡易的確に出力できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例0012】
（実施例１の構成）
図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の実施例１における雷電流検出器を示す図であり、同図（ａ）は雷電流の検出イメージを示す図、同図（ｂ）は雷電流検出器の側面図、及び、同図（ｃ）は雷電流の検出部を示す模式図である。図２は、図１（ｂ）の第１プリント基板２１と第２プリント基板２３とを上下に分離した状態を示す斜視図である。更に、図３は、図１（ｂ）の第１プリント基板２１と第２プリント基板２３とを上下に分離した状態を示す側面図である。
図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の実施例１における雷電流検出器を示す図であり、同図（ａ）は雷電流の検出イメージを示す図、同図（ｂ）は雷電流検出器の側面図、及び、同図（ｃ）は雷電流の検出部を示す模式図である。図２は、図１（ｂ）の第１プリント基板２１と第２プリント基板２３とを上下に分離した状態を示す斜視図である。更に、図３は、図１（ｂ）の第１プリント基板２１と第２プリント基板２３とを上下に分離した状態を示す側面図である。
【0013】
図１（ａ）において、鉄塔の脚部、接地線等の被検出部１に流れる雷電流ｉを検出する場合、その被検出部１に近接して配置される本実施例１の雷電流検出器１０を使用できる。雷電流検出器１０は、例えば、ベルト等で被検出部１の側面に固定される絶縁性のケース１０ａ内に収納された検出部２０及び検出回路３０を備えている。検出部２０は、被検出部１に流れる雷電流ｉによってその被検出部１の周囲に発生する磁界Ｇを検出し、雷電流ｉの電流値に応じた検出電流を出力するものである。検出回路３０は、検出電流を入力し、その検出電流の大きさに応じた検出信号を出力する回路である。
【0014】
図１（ｂ），（ｃ）、図２及び図３において、検出部２０は、第１プリント基板２１と、その第１プリント基板２１に対して所定間隔隔てて対向配置された第２プリント基板２３と、その第１プリント基板２１と第２プリント基板２３との間に介装された板状のコア２５と、を有している。第１プリント基板２１には、複数の第１配線パターン２２が形成され、更に、第２プリント基板２３にも、複数の第２配線パターン２４が形成され、それらの複数の第１配線ターン２２と複数の第２配線パターン２４とが、巻線のように巻いた状態に接続されている。
【0015】
例えば、複数の第１配線パターン２２は、第１プリント基板２１の表面に形成され、複数の第２配線パターン２４は、第２プリント基板２３の表面に形成されている。そして、第１プリント基板２１の裏面に対して所定間隔隔てて第２プリント基板２３の裏面が配置され、それらの第１プリント基板２１の裏面と第２プリント基板２３の裏面との間に、板状のコア２５が介装されている。板状のコア２５は、例えば、ねじ２６及びナット２７により、第２プリント基板２３の裏面上に固定されている。第１プリント基板２１の裏面には、複数の第１配線パターン２２に接続された２つの接続端子（例えば、雄コネクタ２８）が固定されている。第２プリント基板２３の裏面には、複数の第２配線パターン２４に接続された２つの接続端子（例えば、雌コネクタ２９）が固定されている。２つの雄コネクタ２８は、着脱自在に２つの雌コネクタ２９に挿着され、複数の第１配線パター２２と複数の第２配線パターン２４とが、巻いた状態に接続されている。
【0016】
第１プリント基板２１の例えば裏面側には、検出回路３０が搭載され、更に、その第１プリント基板２１の例えば表面側に、外部出力端子３７が固定されている。外部出力端子３７は、検出回路３０から出力される複数のレベルの検出信号を外部へ出力する端子である。
【0017】
図４は、図１の雷電流検出器１０を示す回路図である。
雷電流検出器１０は、検出部２０と、この出力側に接続された検出回路３０と、を備え、その検出回路３０の出力側に、例えば、複数の電線４１，４２，４３を介して無線装置４４が接続されている。
雷電流検出器１０は、検出部２０と、この出力側に接続された検出回路３０と、を備え、その検出回路３０の出力側に、例えば、複数の電線４１，４２，４３を介して無線装置４４が接続されている。
【0018】
検出回路３０は、検出部２０から出力される検出電流ｉａを整流する整流回路３１を有している。整流回路３１は、例えば、４つの整流ダイオード３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄがブリッジ接続されて入力される検出電流ｉａを全波整流する全波整流回路により構成され、この出力側に、並列接続された終端抵抗３２を介して、充電回路３３が接続されている。充電回路３３は、整流回路３１の出力電流によって充電され、検出電流ｉａの大きさに対応する充電電圧ｖ３３を出力する回路であり、例えば、整流回路３１の出力側に直列接続された逆流防止ダイオード３３ａと、このダイオード３３ａの出力側に並列接続された１つのコンデンサ３３ｂと、を有している。１つのコンデンサ３３ｂは、容量を増すために複数のコンデンサを並列に接続しても良い。充電回路３３の出力側には、判定回路部３４が接続されている。
【0019】
判定回路部３４は、複数の電圧レベルの閾値（例えば、２つの閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２、但し、０Ｖ＜Ｖｔｈ１＜Ｖｔｈ２）を有し、入力される充電電圧ｖ３３とその複数の閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２との大小を比較判定して複数の判定結果（例えば、２つの判定結果Ｓ３４（１），Ｓ３４（２））を出力するものであり、複数の判定回路（例えば、２つの判定回路３４－１，３４－２）を有している。なお、判定回路は、１つであっても良い。充電電圧ｖ３３が閾値Ｖｔｈ１よりも大きい時には、判定回路３４－１から判定結果Ｓ３４（１）が出力され、充電電圧ｖ３３が閾値Ｖｔｈ２よりも大きい時には、判定回路３４－２から判定結果Ｓ３４（２）が出力される構成になっている。例えば、判定回路３４－１は、抵抗３４ａ１、閾値Ｖｔｈ１設定のためのツェナー電圧を持ったツェナーダイオード３４ｂ１、及び抵抗３４ｃ１の直列回路により構成されている。同様に、判定回路３４－２も、抵抗３４ａ２、閾値Ｖｔｈ２設定のためのツェナー電圧を持ったツェナーダイオード３４ｂ２、及び抵抗３４ｃ２の直列回路により構成されている。
【0020】
判定回路部３４の出力側には、複数の判定結果Ｓ３４（１），Ｓ３４（２）等に応じた複数のレベルの検出信号を出力する複数の出力部が接続されている。前記複数の出力部は、複数の判定結果Ｓ３４（１），Ｓ３４（２）に応じてオン状態になる複数のスイッチング素子（例えば、サイリスタ３４ｄ１，３４ｄ２）と、充電回路３３の出力電流を定電流化するための複数の定電流素子（例えば、定電流ダイオード３５－１，３５－２，３５－３）と、複数のレベルの検出信号を出力する複数のリレー（例えば、半導体リレーの一つであるＭＯＳＦＥＴを用いたフォトリレー３６－１，３６－２，３６－３）に接続され、複数のレベルの検出信号Ｓ３７ａ１，Ｓ３７ａ２，Ｓ３７ａ３を外部へ出力する外部出力端子３７と、を有している。各フォトリレー３６－１，３６－２，３６－３は、各定電流ダイオード３５－１，３５－２，３５－３から出力される定電流を入力して発光する発光素子と、その発光を受光してオン状態になるＭＯＳＦＥＴからなる受光素子と、により構成されている。
【0021】
外部出力端子３７には、電線４１，４２，４３を介して無線装置４４が接続されている。無線装置４４は、電池を有し、ＬＰＷＡ等の遠距離通信機能により、外部出力端子３７から出力された検出信号Ｓ３７ａ１，Ｓ３７ａ２，Ｓ３７ａ３を無線により遠方へ送信する装置である。
【0022】
図５（ａ），（ｂ）は、図１（ｂ）中の第１プリント基板２１の実装例を示す図であり、同図（ａ）は第１プリント基板２１の表面図、及び、同図（ｂ）は第１プリント基板２１の裏面図である。更に、図６（ａ），（ｂ）は、図１（ｂ）中の第２プリント基板２３の実装例を示す図であり、同図（ａ）は第２プリント基板２３の表面図、及び、同図（ｂ）は第２プリント基板２３の裏面図である。
【0023】
（実施例１の動作）
図１（ａ）等において、鉄塔の脚部、接地線等の被検出部１に沿うように、絶縁性のケース１０ａに収納された雷電流検出器１０が設置されている。被検出部１に雷電流ｉが流れると、その被検出部１の周囲に磁界Ｇが発生する。すると、その磁界Ｇが雷電流検出器１０の検出部２０により検出されて、雷電流ｉの電流値に応じた検出電流ｉａが検出部２０から出力され、図４の検出回路３０に入力される。
図１（ａ）等において、鉄塔の脚部、接地線等の被検出部１に沿うように、絶縁性のケース１０ａに収納された雷電流検出器１０が設置されている。被検出部１に雷電流ｉが流れると、その被検出部１の周囲に磁界Ｇが発生する。すると、その磁界Ｇが雷電流検出器１０の検出部２０により検出されて、雷電流ｉの電流値に応じた検出電流ｉａが検出部２０から出力され、図４の検出回路３０に入力される。
【0024】
以下、雷電流ｉが判定回路部３４の閾値Ｖｔｈ１未満の場合の動作（Ｉ）、雷電流ｉが判定回路部３４の閾値Ｖｔｈ１以上、且つ閾値Ｖｔｈ２未満の場合の動作（ＩＩ）、及び、雷電流ｉが判定回路部３４の閾値Ｖｔｈ２以上の場合の動作（ＩＩＩ）、について説明する。
【0025】
（Ｉ） 雷電流ｉが判定回路部３４の閾値Ｖｔｈ１未満の場合の動作（１）～（７）
（１） 被検出部１に雷電流ｉが流れると、その被検出部１の周囲に磁界Ｇが発生する。
（２） 検出部２０からその雷電流ｉの電流値に応じた検出電流ｉａが出力される。
（３） 検出電流ｉａは、整流回路３１によって全波整流される。
（４） 全波整流された検出電流ｉａにより、充電回路３３内の逆流防止ダイオード３３ａを通してコンデンサ３３ｂが充電される。
（５） コンデンサ３３ｂの充電電圧ｖ３３は、判定回路３４－１の閾値Ｖｔｈ１よりも低いため、定電流ダイオード３５－１を通して定電流がフォトリレー３６－１に流れる。
（６） フォトリレー３６－１の発光素子が発光して受光素子がオンし、そのフォトリレー３６－１から検出信号Ｓ３７ａ１が出力される。
（７） 出力された検出信号Ｓ３７ａ１は、外部出力端子３７及び電線４１を通して無線装置４４へ送られ、ＬＰＷＡ等の無線通信によって遠方へ送出される。
（１） 被検出部１に雷電流ｉが流れると、その被検出部１の周囲に磁界Ｇが発生する。
（２） 検出部２０からその雷電流ｉの電流値に応じた検出電流ｉａが出力される。
（３） 検出電流ｉａは、整流回路３１によって全波整流される。
（４） 全波整流された検出電流ｉａにより、充電回路３３内の逆流防止ダイオード３３ａを通してコンデンサ３３ｂが充電される。
（５） コンデンサ３３ｂの充電電圧ｖ３３は、判定回路３４－１の閾値Ｖｔｈ１よりも低いため、定電流ダイオード３５－１を通して定電流がフォトリレー３６－１に流れる。
（６） フォトリレー３６－１の発光素子が発光して受光素子がオンし、そのフォトリレー３６－１から検出信号Ｓ３７ａ１が出力される。
（７） 出力された検出信号Ｓ３７ａ１は、外部出力端子３７及び電線４１を通して無線装置４４へ送られ、ＬＰＷＡ等の無線通信によって遠方へ送出される。
【0026】
（ＩＩ） 雷電流ｉが判定回路部３４の閾値Ｖｔｈ１以上、且つ閾値Ｖｔｈ２未満の場合の動作（１）～（８）
（１）～（４） 前記（Ｉ）（１）～（４）と同様の動作が行われる。
（５） 充電回路３３内のコンデンサ３３ｂの充電電圧ｖ３３が、判定回路部３４の閾値Ｖｔｈ１（即ち、判定回路３４－１内のツェナーダイオード３４ｂ１のツェナー電圧）以上になると、その判定結果Ｓ３４（１）によってサイリスタ３４ｄ１がオンする。
（６） 定電流ダイオード３５－１を通して定電流がフォトリレー３６－１の発光素子に流れると共に、定電流ダイオード３５－２を通して定電流がフォトリレー３６－２の発光素子に流れる。
（７） フォトリレー３６－１，３６－２の発光素子が発光して受光素子がオンし、そのフォトリレー３６－１，３６－２の接点出力端子３６ａ１，３６ａ２から検出信号Ｓ３７ａ１，Ｓ３７ａ２が出力される。
（８） 出力された検出信号Ｓ３７ａ１，Ｓ３７ａ２は、外部出力端子３７及び電線４１，４２を通して無線装置４４へ送られ、無線通信によって遠方へ送出される。
（１）～（４） 前記（Ｉ）（１）～（４）と同様の動作が行われる。
（５） 充電回路３３内のコンデンサ３３ｂの充電電圧ｖ３３が、判定回路部３４の閾値Ｖｔｈ１（即ち、判定回路３４－１内のツェナーダイオード３４ｂ１のツェナー電圧）以上になると、その判定結果Ｓ３４（１）によってサイリスタ３４ｄ１がオンする。
（６） 定電流ダイオード３５－１を通して定電流がフォトリレー３６－１の発光素子に流れると共に、定電流ダイオード３５－２を通して定電流がフォトリレー３６－２の発光素子に流れる。
（７） フォトリレー３６－１，３６－２の発光素子が発光して受光素子がオンし、そのフォトリレー３６－１，３６－２の接点出力端子３６ａ１，３６ａ２から検出信号Ｓ３７ａ１，Ｓ３７ａ２が出力される。
（８） 出力された検出信号Ｓ３７ａ１，Ｓ３７ａ２は、外部出力端子３７及び電線４１，４２を通して無線装置４４へ送られ、無線通信によって遠方へ送出される。
【0027】
（ＩＩＩ） 雷電流ｉが判定回路部３４の閾値Ｖｔｈ２以上の場合の動作（１）～（８）
（１）～（４） 前記（Ｉ）（１）～（４）と同様の動作が行われる。
（５） 充電回路３３内のコンデンサ３３ｂの充電電圧ｖ３３が、判定回路部３４の閾値Ｖｔｈ２（即ち、判定回路３４－２内のツェナーダイオード３４ｂ２のツェナー電圧）以上になると、その判定結果Ｓ３４（１），Ｓ３４（２）によってサイリスタ３４ｄ１，３４ｄ２がオンする。
（６） 定電流ダイオード３５－１，３５－２，３５－３を通して定電流がフォトリレー３６－１，３６－２，３６－３の発光素子に流れる。
（７） フォトリレー３６－１，３６－２，３６－３の発光素子が発光して受光素子がオンし、そのフォトリレー３６－１，３６－２，３６－３から検出信号Ｓ３７ａ１，Ｓ３７ａ２，Ｓ３７ａ３が出力される。
（８） 出力された検出信号Ｓ３７ａ１，Ｓ３７ａ２，Ｓ３７ａ３は、外部出力端子３７及び電線４１，４２，４３を通して無線装置４４へ送られ、無線通信によって遠方へ送出される。
（１）～（４） 前記（Ｉ）（１）～（４）と同様の動作が行われる。
（５） 充電回路３３内のコンデンサ３３ｂの充電電圧ｖ３３が、判定回路部３４の閾値Ｖｔｈ２（即ち、判定回路３４－２内のツェナーダイオード３４ｂ２のツェナー電圧）以上になると、その判定結果Ｓ３４（１），Ｓ３４（２）によってサイリスタ３４ｄ１，３４ｄ２がオンする。
（６） 定電流ダイオード３５－１，３５－２，３５－３を通して定電流がフォトリレー３６－１，３６－２，３６－３の発光素子に流れる。
（７） フォトリレー３６－１，３６－２，３６－３の発光素子が発光して受光素子がオンし、そのフォトリレー３６－１，３６－２，３６－３から検出信号Ｓ３７ａ１，Ｓ３７ａ２，Ｓ３７ａ３が出力される。
（８） 出力された検出信号Ｓ３７ａ１，Ｓ３７ａ２，Ｓ３７ａ３は、外部出力端子３７及び電線４１，４２，４３を通して無線装置４４へ送られ、無線通信によって遠方へ送出される。
【0028】
（実施例１の効果）
本実施例１の雷電流検出器１０によれば、以下の（ａ）～（ｆ）のような効果がある。
（ａ） 被検出部１を検出部２０に貫通させるように配置する必要が無いため、後付けが容易である。又、被検出部１の外径によらず設置できるため、汎用性が向上する。
（ｂ） ＣＴの巻線をプリント基板２１，２３の配線パターン２２，２４によって形成しているため、巻線形成の工数が発生しない。又、安定した巻線配置を考慮する必要が無いため、性能品質の安定化が容易である。
（ｃ） 充電回路３３を設けているので、検出情報である検出信号Ｓ３７ａ１，Ｓ３７ａ２，Ｓ３７ａ３を無電源で簡易的確に出力できる。
本実施例１の雷電流検出器１０によれば、以下の（ａ）～（ｆ）のような効果がある。
（ａ） 被検出部１を検出部２０に貫通させるように配置する必要が無いため、後付けが容易である。又、被検出部１の外径によらず設置できるため、汎用性が向上する。
（ｂ） ＣＴの巻線をプリント基板２１，２３の配線パターン２２，２４によって形成しているため、巻線形成の工数が発生しない。又、安定した巻線配置を考慮する必要が無いため、性能品質の安定化が容易である。
（ｃ） 充電回路３３を設けているので、検出情報である検出信号Ｓ３７ａ１，Ｓ３７ａ２，Ｓ３７ａ３を無電源で簡易的確に出力できる。
【0029】
（ｄ） 定電流ダイオード３５－１，３５－２，３５－３を通して定電流を各フォトリレー３６－１，３６－２，３６－３に供給する構成にしたので、無線装置４４の誤動作防止に要求される接点入力時間数ｍＳをクリア（満足）できる。
（ｅ） 判定回路部３４の閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２は、ツェナーダイオード３４ｂ１，３４ｂ２のツェナー電圧を変えることで変更が可能である。又、定電流ダイオード３５－１の入力側に判定回路を設けていないので、充電電圧ｖ３３が閾値Ｖｔｈ１よりも小さい時には、判定回路３４－１，３４－２が動作せず、電力消費量を削減できる。
（ｆ） 雷電流ｉの電流値に応じた３段階の接点出力を設けたので、検出信号Ｓ３７ａ１，Ｓ３７ａ２，Ｓ３７ａ３から雷電流ｉの大きさを例えば大・中・小として判定することができる。なお、判定回路部３４の閾値を１つにすれば、２段階の出力が可能である。又、判定回路部３４の閾値を３つ以上にすれば、３段階以上の出力も可能である。
（ｅ） 判定回路部３４の閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２は、ツェナーダイオード３４ｂ１，３４ｂ２のツェナー電圧を変えることで変更が可能である。又、定電流ダイオード３５－１の入力側に判定回路を設けていないので、充電電圧ｖ３３が閾値Ｖｔｈ１よりも小さい時には、判定回路３４－１，３４－２が動作せず、電力消費量を削減できる。
（ｆ） 雷電流ｉの電流値に応じた３段階の接点出力を設けたので、検出信号Ｓ３７ａ１，Ｓ３７ａ２，Ｓ３７ａ３から雷電流ｉの大きさを例えば大・中・小として判定することができる。なお、判定回路部３４の閾値を１つにすれば、２段階の出力が可能である。又、判定回路部３４の閾値を３つ以上にすれば、３段階以上の出力も可能である。
【実施例0030】
【0031】
本実施例２の雷電流検出器１０Ａにおける検出回路３０Ａでは、実施例１のフォトリレー３６－１，３６－２，３６－３、外部出力端子３７、及び電線４１，４２，４３に代えて、発光素子３６－１Ａ，３６－２Ａ，３６－３Ａ、光ファイバ４１Ａ，４２Ａ，４３Ａ、及び受光素子４１ａ，４２ａ，４３ａが設けられている。
【0032】
本実施例２の各発光素子３６－１Ａ，３６－２Ａ，３６－３Ａは、各定電流ダイオード３５－１，３５－２，３５－３の出力側にそれぞれ接続されている。各発光素子３６－１Ａ，３６－２Ａ，３６－３Ａの出力側は、各光ファイバ４１Ａ，４２Ａ，４３Ａ及び各受光素子４１ａ，４２ａ，４３ａを介して、無線装置４４に接続されている。その他の構成は、実施例１と同様である。
【0033】
（実施例２の動作）
実施例１のフォトリレー３６－１，３６－２，３６－３がオンして検出信号Ｓ３７ａ１，Ｓ３７ａ２，Ｓ３７ａ３が出力される時には、それに代えて、本実施例２の発光素子３６－１Ａ，３６－２Ａ，３６－３Ａが発光してその検出信号Ｓ３７ａ１，Ｓ３７ａ２，Ｓ３７ａ３に相当する光信号が出力される。出力された光信号は、光ファイバ４１Ａ，４２Ａ，４３Ａを通して受光素子４１ａ，４２ａ，４３ａにて受光され、無線装置４４へ送られ、無線通信によって遠方へ送出される。
実施例１のフォトリレー３６－１，３６－２，３６－３がオンして検出信号Ｓ３７ａ１，Ｓ３７ａ２，Ｓ３７ａ３が出力される時には、それに代えて、本実施例２の発光素子３６－１Ａ，３６－２Ａ，３６－３Ａが発光してその検出信号Ｓ３７ａ１，Ｓ３７ａ２，Ｓ３７ａ３に相当する光信号が出力される。出力された光信号は、光ファイバ４１Ａ，４２Ａ，４３Ａを通して受光素子４１ａ，４２ａ，４３ａにて受光され、無線装置４４へ送られ、無線通信によって遠方へ送出される。
【0034】
（実施例２の効果）
本実施例２では、実施例１のフォトリレー３６－１，３６－２，３６－３を発光素子３６－１Ａ，３６－２Ａ，３６－３Ａに置き換え、検出信号Ｓ３７ａ１，Ｓ３７ａ２，Ｓ３７ａ３を光信号の形で出力し、光ファイバ４１Ａ，４２Ａ，４３Ａ及び受光素子４１ａ，４２ａ，４３ａを介して無線装置４４へ送出している。そのため、雷電流検出器１０Ａと無線装置４４との間は、光ファイバ４１Ａ，４２Ａ，４３Ａによる絶縁された光信号として送受信されるので、ノイズによる無線装置４４の誤動作や誘導雷による故障のリスク（恐れ）を低減できる。
本実施例２では、実施例１のフォトリレー３６－１，３６－２，３６－３を発光素子３６－１Ａ，３６－２Ａ，３６－３Ａに置き換え、検出信号Ｓ３７ａ１，Ｓ３７ａ２，Ｓ３７ａ３を光信号の形で出力し、光ファイバ４１Ａ，４２Ａ，４３Ａ及び受光素子４１ａ，４２ａ，４３ａを介して無線装置４４へ送出している。そのため、雷電流検出器１０Ａと無線装置４４との間は、光ファイバ４１Ａ，４２Ａ，４３Ａによる絶縁された光信号として送受信されるので、ノイズによる無線装置４４の誤動作や誘導雷による故障のリスク（恐れ）を低減できる。
【実施例0035】
【0036】
本実施例２の雷電流検出器１０Ｂにおける検出回路３０Ｂでは、実施例１の判定回路部３４、定電流ダイオード３５－２，３５－３、及びフォトリレー３６－２，３６－３が省略され、フォトリレー３６－１の出力側が、外部出力端子３７Ｂに接続され、その外部出力端子３７Ｂが電線４１を通して無線装置４４に接続されている。その他の構成は、実施例１と同様である。
【0037】
（実施例３の動作及び効果）
フォトリレー３６－１が動作する時のオン時間は、充電回路３３内のコンデンサ３３ｂに充電された電荷量によって変化し、そのコンデンサ３３ｂに充電される電荷量は雷電流ｉの大きさによって変化する。即ち、雷電流ｉが大きい程、フォトリレー３６－１のオン時間が変化する（つまり、オン時間が長くなる）。
そこで、予め雷電流検出器１０Ｂにおける雷電流ｉの大きさとフォトリレー３６－１のオン時間との関係を把握しておき、無線装置４４にて計測したオン時間を送信することによって、遠方にて受信されたオン時間から雷電流ｉの大きさを詳細に判定できる。
フォトリレー３６－１が動作する時のオン時間は、充電回路３３内のコンデンサ３３ｂに充電された電荷量によって変化し、そのコンデンサ３３ｂに充電される電荷量は雷電流ｉの大きさによって変化する。即ち、雷電流ｉが大きい程、フォトリレー３６－１のオン時間が変化する（つまり、オン時間が長くなる）。
そこで、予め雷電流検出器１０Ｂにおける雷電流ｉの大きさとフォトリレー３６－１のオン時間との関係を把握しておき、無線装置４４にて計測したオン時間を送信することによって、遠方にて受信されたオン時間から雷電流ｉの大きさを詳細に判定できる。
【0038】
（実施例１～３の変形例）
本発明は、上記実施例１～３に限定されず、その他の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、以下の（ｉ），（ｉｉ）のようなものがある。
本発明は、上記実施例１～３に限定されず、その他の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、以下の（ｉ），（ｉｉ）のようなものがある。
【0039】
（ｉ） 検出部２０は、図示の構成に限定されない。例えば、第１プリント基板２１において、その表面側に検出回路３０を搭載し、その裏面側に絶縁された第１配線パターン２２を形成する。更に、第２プリント基板２３の裏面側に、絶縁された第２配線パターン２４を形成する。そして、第１プリント基板２１の裏面側の絶縁された第１配線パターン２２と、第２プリント基板２３の裏面側の絶縁された第２配線パターン２４と、との間に板状のコア２５を介装する構成に変形しても良い。これにより、検出部２０及び検出回路３０を有する雷電流検出器１０，１０Ａ，１０Ｂをより薄型で小型化できる。
【0040】
（ｉｉ） 検出回路３０，３０Ａ，３０Ｂは、図示の回路構成に限定されない。例えば、充電回路３３は、複数のコンデンサ３３ｂを並列接続して蓄電容量を大きくしても良いし、ダイオード３３ａとコンデンサ３３ｂとの間に充電電流制限用の抵抗等を入れても良い。又、定電流ダイオード３５－１，３５－２，３５－３を他の定電流素子に置き換える、或いは、フォトリレー３６－１，３６－２，３６－３を他の半導体リレーに置き換える等しても良い。