專利名稱：雷涌檢測器、電涌防護器和電涌防護器的管理系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種雷涌(lightning surge)檢測器、電涌防護(surge protective)器以及該電涌防護器的管理系統(tǒng)，該雷涌檢測器適用于檢測從電源線或者通信線的金屬線(wire line)流入地線的雷涌電流并且顯示作為結(jié)果的雷涌信息，該電涌防護器與該雷涌檢測器連接并且適用于保護電源設施和其他受保護設施免受雷涌電流影響，該管理系統(tǒng)適用于管理配備有雷涌檢測器的雷涌防護器。
背景技術：
例如，如日本專利特開No. 2005-150657和日本專利特開No. 2006-059888中所描述的，根據(jù)現(xiàn)有技術的電涌防護器包括防雷(lightning protection)電路和適用于顯示防雷電路的損壞狀態(tài)的顯示單元。當雷涌電流從電源線等的金屬線進入電涌防護器時，通過防雷電路將雷涌電流放電至地線側(cè)，保護電源設施以及與金屬線連接的其他受保護設施。防雷電路由諸如避雷器或變阻器之類的防雷器組成，其中防雷器是防雷管且變阻器是非線性電阻性元件。當作為雷涌電流的結(jié)果操作的數(shù)量增加時，防雷器將遭受特性下降。這可能導致由于發(fā)熱引起的燒毀(burnout)。因此，在電涌防護器中提供適用于顯示防雷器的損壞狀態(tài)的顯示單元。日本專利特開No. 2005-150657中描述的電涌防護器的顯示單元由Thermolabel組成。該Thermolabel附著到防雷器。該Thermolabel隨著防雷器的操作引起的發(fā)熱而改變顏色，從而能夠視覺上查看顏色的變化。日本專利特開No. 2006-059888中描述的電涌防護器的顯示單元由變色組件(coloring member)組成。而且，當防雷器損壞時，提供斷路部件將防雷器與防雷電路斷開連接。當斷路部件開始動作時，滑動機構(gòu)或擺動機構(gòu)促使變色組件旋轉(zhuǎn)并且由此改變顏色。因此，顏色的變化被配置成可通過顯示窗口視覺地查看。然而，日本專利特開No. 2005-150657和日本專利特開No. 2006-059888中描述的傳統(tǒng)電涌防護器具有以下如(I)到(3 )中所述的問題。(I)日本專利特開No. 2005-150657中所述的電涌防護器帶來的問題顯示單元的Thermolabel由于其發(fā)熱程度而不對低電涌電流起反應。在反應之后,Thermolabel必須替換，因為Thermolabel的顏色是不可逆的。因此不能掌握雷涌電流輸入的次數(shù)。而且，不能一起監(jiān)控多個電涌防護器的操作和損壞狀態(tài)。(2)日本專利特開No. 2006-059888中所述的電涌防護器帶來的問題顯示單元由大量部件組成，這使其結(jié)構(gòu)復雜。因為在電涌防護器中容納了大量顯示組件，因此難以縮小電涌防護器的尺寸?？s小電涌防護器的尺寸的一種嘗試是減小顯示單元的顯示區(qū)域，這使得難以從外部視覺地看到顯示區(qū)域。而且，不能一起監(jiān)控多個電涌防護器的操作和損壞狀態(tài)。(3)由于在電涌防護器中包含了顯示防雷器的損壞狀態(tài)的顯示單元，因此即使顯示單元沒有故障，電涌防護器中的防雷電路損壞，電涌防護器也必須被丟棄并且用新的來替換，這造成了浪費。而且，無法將單獨的顯示單元添加到未預先安裝顯示單元的現(xiàn)有或已安裝的電涌防護器。這是不利的且不方便。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種利用傳統(tǒng)技術解決上述問題的雷涌檢測器、電涌防護器和該電涌防護器的管理系統(tǒng)。也就是，本發(fā)明的第一目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、易于減小尺寸并且能夠高精度地檢測甚至更小的沖擊(impulsive)雷涌電流的雷涌檢測器。本發(fā)明的第二目的是提供一種配備有雷涌檢測器的小尺寸電涌防護器，該電涌防護器尺寸小并且允許視覺地查看關于雷涌電流等的概括信息。本發(fā)明的第三目的是提供一種用于配備有雷涌檢測器的電涌防護器的小尺寸管理系統(tǒng)，該管理系統(tǒng)允許在監(jiān)控單元上查看并管理關于配備有雷涌檢測器的電涌防護器的詳細信息。為了實現(xiàn)第一目的，本發(fā)明的第一方面提供了一種雷涌檢測器，包括第一接線單元，其連接到電涌防護器的地側(cè)接線單元；與地線連接的第二接線單元；傳導連接桿，適用于連接第一接線單元和第二接線單元；檢測線圈，被布置在傳導連接桿的附近且適用于輸出由流經(jīng)傳導連接桿的雷涌電流感應的感應電流；波形處理單元，適用于將感應電流轉(zhuǎn)換為電壓，從而生成檢測電壓，沿著時間軸對檢測電壓的電壓波形進行拉伸處理，從而輸出波形修正電壓；計算控制單元，適用于接受波形修正電壓的輸入，根據(jù)波形修正電壓的電壓值計算雷涌電流的電流值，并且產(chǎn)生雷涌電流計算結(jié)果；和顯示單元，適用于在計算控制單元的控制下顯示將可從外部查看的雷涌電流計算結(jié)果，其中通過將第一接線單元、第二接線單元、傳導連接桿、檢測線圈、波形處理單元、計算控制單元和顯示單元容納在外殼中而形成一個整體。為了實現(xiàn)第二目的，本發(fā)明的第二方面提供了一種電涌防護器，其可拆卸地配備有根據(jù)第一方面的雷涌檢測器，該電涌防護器包括與電源線或通信連接的線路側(cè)接線單元；地側(cè)接線單元，其上可拆卸地安裝雷涌檢測器的第一接線單元；和防雷電路，其連接于線路側(cè)接線單元與地側(cè)接線單元之間并且適用于將通過線路側(cè)接線單元輸入的雷涌電流放電至地側(cè)接線單元。為了實現(xiàn)第三目的，本發(fā)明的第三方面提供了一種電涌防護器的管理系統(tǒng)，包括根據(jù)第二方面的電涌防護器，該電涌防護器可拆卸地配備有根據(jù)第一方面的雷涌檢測器；和監(jiān)控單元，其被布置成臨近電涌防護器并且適用于管理裝配在電涌防護器上的雷涌檢測器的操作狀況和操作歷史。監(jiān)控單元包括電流變換器，適用于檢測從雷涌檢測器的第二接線單元輸出的雷涌電流；通信單元，適用于經(jīng)由通信獲取雷涌檢測器的操作狀況和操作歷史并經(jīng)由通信將所獲取的操作狀況和操作歷史輸出到外面；存儲單元，適用于存儲所獲取的操作狀況和操作歷史；和顯示單元，適用于顯示所獲取的操作狀況和操作歷史，其中通過將電流變換器、通信單元、存儲單元和顯示單元容納在外殼中而形成一個整體。利用根據(jù)第一方面的雷涌檢測器，由于檢測線圈被布置在傳導連接桿的附近，因此可以減小用于檢測雷涌電流的部件的尺寸。而且，由少量部件組成的雷涌檢測器具有簡單結(jié)構(gòu)，并且易于允許減小其整體形狀的尺寸。而且，由于雷涌檢測器使用檢測線圈檢測流經(jīng)傳導連接桿的雷涌電流，使用波形處理單元沿著時間軸拉伸檢測電壓的電壓波形，并且隨后使用計算控制單元計算雷涌電流的電流值，因此能夠高精度地檢測甚至較小的沖擊雷涌電流。利用根據(jù)第二方面的電涌防護器，由于可以通過將雷涌檢測器的第一接線單元連接到電涌防護器的地側(cè)接線單元將雷涌檢測器結(jié)合到電涌防護器，因此配備有雷涌檢測器的電涌防護器在尺寸上可被制成較小。而且，利用配備有雷涌檢測器的電涌防護器，由于在雷涌檢測器的顯示單元上顯示關于流經(jīng)電涌防護器的雷涌電流等的概括信息，因此可以視覺上查看該概括信息。關于根據(jù)第三方面的電涌防護器的管理系統(tǒng)，由于電涌防護器的管理系統(tǒng)由配備有雷涌檢測器的電涌防護器以及布置在電涌防護器附近的監(jiān)控單元組成，因此電涌防護器的管理系統(tǒng)在尺寸上可被制成較小。而且，在監(jiān)控單元上可以查看并管理關于配備有雷涌檢測器的電涌防護器的詳細信息。從結(jié)合附圖采用的優(yōu)選實施例的下列描述中，本發(fā)明的上面和其他方面以及新穎的特征將變得更加明顯。然而，附圖僅被提供用于圖解說明目的并且并不意欲限制本發(fā)明的范疇。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的雷涌檢測器的示例性結(jié)構(gòu)的示意透視圖；圖2是示出圖1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意透明(see-through)透視圖；圖3A是示出圖2的檢測線圈7的放大透視圖；圖3B到圖31是示出圖3A的檢測線圈7的連接狀況的示意電路圖；圖4是示出在圖1、2、3A、3B和3F中所示的雷涌檢測器I的電路的示意配置圖；圖5是示出圖4的示例性電路配置的示意電路圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電涌防護器的示例性結(jié)構(gòu)的示意透視圖；圖7是示出裝配有圖1的雷涌檢測器I的電涌防護器50的結(jié)構(gòu)的示意透視圖；圖8是示出圖7的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意透明透視圖；圖9A到圖9C是示出圖8中所示的防雷電路70的示例性配置的電路圖；圖10是示出流經(jīng)圖4的傳導連接桿5的雷涌電流與從波形處理單元10輸出的波形修正電壓S14的電壓值之間的相關值的圖；圖11是示出圖5中所示的計算控制單元20喚醒之后的處理的流程圖；圖12A是示出圖5的檢測電壓S13的波形圖；圖12B是示出圖5的起動電壓S15的波形圖；圖12C是示出圖5中所示的修正波形電壓S14的電壓值的波形圖；圖13是刻畫根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電涌防護器的本地管理系統(tǒng)的配置圖；圖14是示出圖13的監(jiān)控單元90的透明視圖；圖15是示出圖14中所示的監(jiān)控單元90的示意電路配置的方框圖；和圖16是刻畫根據(jù)本發(fā)明第三實施例的電涌防護器的遠程管理系統(tǒng)的配置圖。
具體實施方式
下面將參考附圖來描述本發(fā)明的實施例。第一實施例(根據(jù)第一實施例的雷涌檢測器的配置)圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的雷涌檢測器的示例性結(jié)構(gòu)的示意透視圖。而且，圖2是示出圖1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意透明透視圖。如圖1和圖2中所示，雷涌檢測器I具有大致為盒狀的外殼2。在外殼2的側(cè)面(flank)安裝由金屬制成的第一接線單元3,該第一接線單元3被成形為在兩點接觸并且橫截面基本為U形。第一接線單元3包括相互面對的兩個接線片3a和3c以及適用于連接兩個接線片3a和3c的連接帶3b。連接帶3b固定于外殼2中，而接線片3a和3c從外殼2向外突起。在一個接線片3a的頂部形成適用于允許插入螺絲的插入槽3al。地線接入端口 2a被形成在外殼2的與第一接線單元3相對側(cè)的側(cè)面中。在端口2a的附近，螺絲孔2b被形成在外殼2的頂面上。在外殼2中，在面朝端口 2a和螺絲孔2b的位置處安裝第二接線單元4，該第二接線單元4由金屬制成且用于插入和緊固地線。第二接線單元4由橫截面基本為U形的支撐框4a、在垂直方向上插入穿過螺絲孔2b的螺絲4b和橫截面基本為矩形的固定框4c組成。支撐框4a被固定在外殼2中，由相互面對的第一帶和第二帶以及適用于連接第一帶和第二帶的底帶組成，該底帶被布置在垂直方向上，而第一帶和第二帶被布置在水平方向上。支撐框4a的第一帶直接位于螺絲孔2b的下面且被螺絲4b穿透。固定框4c以可在上下方向上移動的這種方式附著到螺絲4b的底端。地線的接線部分通過端口 2a插入到固定框4c。當螺絲4b被緊固時，固定框4c上下移動，使得地線的接線部分被固定到第二接線單元4。第一接線單元3和第二接線單元4通過傳導連接桿5連接在一起,該傳導連接桿5由金屬制成且被放置在基本水平方向上。在傳導連接桿5的附近固定印刷電路板6，該印刷電路板6適用于在其上安裝電子電路組件等，其中該電子電路組件等構(gòu)成控制部件。印刷電路板6與檢測線圈7連接。檢測線圈7被放置在傳導連接桿5的附近并且適用于輸出由流經(jīng)傳導連接桿5的雷涌電流感應的感應電流，以便檢測雷涌電流。在外殼2的頂面提供查看按鈕26和顯示單元40。顯示單元40適用于以可從外部查看的這種方式顯示檢測流經(jīng)傳導連接桿5的雷涌電流的結(jié)果、檢測次數(shù)等，并且由諸如發(fā)光二極管(下文中稱作“LED”)之類的多個顯示元件組成。查看按鈕26是用來在顯示單元40上顯示所存儲的檢測雷涌電流的結(jié)果、檢測次數(shù)等的開關。印刷電路板6經(jīng)由連接器(未示出)與二線式通信線29和二線式電源線30連接。圖3A是示出圖2的檢測線圈7的放大透視圖。如圖3A中所示，檢測線圈7由鐵心7a以及一對第一繞組7b和第二繞組7c組成，該鐵心7a的橫截面基本為U形且用來經(jīng)由絕緣組件(未示出)包圍傳導連接桿5，第一繞組7b和第二繞組7c以相對于傳導連接桿5相互對稱的這種方式圍繞鐵心7a。橫截面基本為U形的鐵心7a由位于底側(cè)的底部7al以及位于相對側(cè)面的第一腿7a2和第二腿7a3組成。第一腿7a2和第二腿7a3分別用一對第一繞組7b和第二繞組7c纏繞。一對第一繞組7b和第二繞組7c以相對于連接桿5相互對稱的這種方式纏繞鐵心7a。圖3B、3C、3D、3E、3F、3G、3H和31是示出圖3A的檢測線圈7的連接狀況的示意電路圖。如圖3B到圖31中所示，檢測線圈7具有由檢測線圈7的第一繞組7b和第二繞組7c的纏繞方向和連接狀況的組合產(chǎn)生的寬范圍的可能變化。然而，為了用上述傳統(tǒng)技術解決問題，檢測線圈7必須如圖3B和圖3C或圖3F和圖3G而不是圖3D和圖3E或圖3H和圖31中所示地配置。下面將詳細描述這一點。如圖3B中所示，檢測線圈7由鐵心7a、第一繞組7b和第二繞組7c組成并且以包圍傳導連接桿5的這種方式布置。對于鐵心7a的第一腿7a2和第二腿7a3,用第一繞組7b纏繞第一腿7a2，用第二繞組7c纏繞第二腿7a3。在檢測線圈7中，第一繞組7b和第二繞組7c以預定方向纏繞并且在預定連接條件下串聯(lián)連接，從而當施加外部磁場時將沒有感應電流流動，并且當雷涌電流流經(jīng)傳導連接桿5時將輸出感應電流。也就是，在第一繞組7b的第一端7bl和第二端7b2以及在第二繞組7c的第一端7cl和第二端7c2處，第一繞組7b的第一端7bl和第二繞組7c的第二端7c2打開。第一繞組7b的第二端7b2連接到第二繞組7c的第二端7c2。配置檢測線圈7，從而當雷涌電流流經(jīng)傳導連接桿5(其被布置成穿過由鐵心7a包圍的區(qū)域)時，結(jié)果以圖3B中的虛線箭頭方向生成磁場HO，以如由虛線箭頭表示的相反方向在第一繞組7b和第二繞組7c中分別感應磁場Hl和H2，以如由箭頭表示的相同方向分別生成感應電流Il和12。結(jié)果，當負載R連接在第一繞組7b的第一端7bl與第二繞組7c的第一端7cl之間時，得到的感應電流13 ( = 11+12)流經(jīng)負載R。圖3C示出了當雷涌電流不流經(jīng)圖3B中所示的傳導連接桿5而是流經(jīng)相鄰雷涌檢測器(未示出)中的傳導連接桿5A時產(chǎn)生的效果。傳導連接桿5A例如被布置在不被鐵心7a包圍的區(qū)域中，該區(qū)域平行第一繞組7b和第二繞組7c。我們考慮以下情形其中，雷涌電流流經(jīng)傳導連接桿5A，結(jié)果生成圖3C中的虛線箭頭方向的外部磁場HO。當生成如上所述的外部磁場HO時，以如由虛線箭頭表示的相同方向在第一繞組7b和第二繞組7c中分別感應磁場Hl和H2，以如由箭頭表示的相反方向分別生成感應電流Il和12。由于兩股感應電流Il和12以相反方向流動，相互抵消，因此沒有感應電流流經(jīng)負載R。這樣，利用圖3B的檢測線圈7，即使通過如圖3C中所示的相鄰連接桿5A施加外部磁場HO，在第一繞組7b的第一端7bI與第二繞組7c的第一端7cI之間也沒有感應電流流動。從而，根據(jù)該第一實施例的檢測線圈7使用諸如圖3B中所示的連接配置。圖3D示出了一種連接狀況，在該連接狀況下即使雷涌電流流經(jīng)傳導連接桿5，在第一繞組7b的第一端7bI與第二繞組7c的第二端7c2之間也沒有感應電流流動。在圖3D中所示的檢測線圈7中，第一繞組7b的第一端7bl和第二繞組7c的第二端7c2打開，而第一繞組7b的第二端7b2和第二繞組7c的第一端7cI連接。當雷涌電流流經(jīng)傳導連接桿5時，生成圖3D中的虛線箭頭方向的磁場HO，以如由虛線箭頭表示的相反方向在第一繞組7b和第二繞組7c中分別感應磁場Hl和H2，以如由箭頭表示的相反方向分別生成感應電流Il和12。由于以相反方向流動的感應電流Il和12抵消，因此沒有感應電流流經(jīng)負載R。圖3E示出了當雷涌電流不流經(jīng)圖3D中所示的傳導連接桿5而是流經(jīng)相鄰雷涌檢測器(未示出)中的傳導連接桿5A時產(chǎn)生的效果。
我們考慮以下情形其中雷涌電流流經(jīng)傳導連接桿5A，并且結(jié)果生成圖3E中的虛線箭頭方向的外部磁場HO。生成如上所述的外部磁場HO時，以如由虛線箭頭表示的相同方向在第一繞組7b和第二繞組7c中分別感應磁場Hl和H2，以如由箭頭表示的相同方向分別生成感應電流Il和12。由于兩股感應電流Il和12組合，因此得到的感應電流13 (=11+12)流經(jīng)負載R。從而，根據(jù)該第一實施例的檢測線圈7不使用諸如圖3D中所示的連接配置。圖3F示出了一種連接狀況，在該連接狀況下當雷涌電流流經(jīng)傳導連接桿5時，感應電流在第一繞組7b的第二端7b2與第二繞組7c的第一端7cI之間流動。在圖3F中所示的檢測線圈7中，第一繞組7b的第二端7b2和第二繞組7c的第一端7cl打開，而第一繞組7b的第一端7bl和第二繞組7c的第二端7c2連接。當雷涌電流流經(jīng)傳導連接桿5時，生成圖3F中的虛線箭頭方向的磁場HO，以如由虛線箭頭表示的相反方向在第一繞組7b和第二繞組7c中分別感應磁場Hl和H2，以如由箭頭表示的相同方向分別生成感應電流Il和12。結(jié)果，兩股感應電流Il和12組合，并且得到的感應電流13 (=11+12)流經(jīng)負載R。圖3G示出了當雷涌電流不流經(jīng)圖3F中所示的傳導連接桿5而是流經(jīng)相鄰雷涌檢測器(未示出)中的傳導連接桿5A時產(chǎn)生的效果。當雷涌電流流經(jīng)傳導連接桿5A時，生成圖3G中的虛線箭頭方向的外部磁場HO，以如由虛線箭頭表示的相同方向在第一繞組7b和第二繞組7c中分別感應磁場Hl和H2，以如由箭頭表示的相反方向分別生成感應電流Il和12。由于感應電流Il和12抵消，因此沒有感應電流流經(jīng)負載R。從而，根據(jù)該第一實施例的檢測線圈7使用諸如圖3F中所示的連接配置。圖3H示出了一種連接狀況，在該連接狀況下即使雷涌電流流經(jīng)傳導連接桿5，在第一繞組7b的第二端7b2與第二繞組7c的第二端7c2之間也沒有感應電流流動。在圖3H中所示的檢測線圈7中，第一繞組7b的第二端7b2和第二繞組7c的第二端7c2打開，而第一繞組7b的第一端7bl和第二繞組7c的第一端7cl連接。當雷涌電流流經(jīng)傳導連接桿5時，生成圖3H中的虛線箭頭方向的磁場HO，以如由虛線箭頭表示的相反方向在第一繞組7b和第二繞組7c中分別感應磁場Hl和H2，以如由箭頭表示的相反方向分別生成感應電流Il和12。由于以相反方向流動的感應電流Il和12抵消，因此沒有感應電流流經(jīng)負載R。圖31示出了當雷涌電流不流經(jīng)圖3H中所示的傳導連接桿5而是流經(jīng)相鄰雷涌檢測器(未示出)中的傳導連接桿5A時產(chǎn)生的效果。當雷涌電流流經(jīng)傳導連接桿5A時，生成圖31中的虛線箭頭方向的外部磁場HO，以如由虛線箭頭表示的相同方向在第一繞組7b和第二繞組7c中分別感應磁場Hl和H2，以如由箭頭表示的相同方向分別生成感應電流Il和12。結(jié)果，由于兩股感應電流Il和12組合，因此得到的感應電流13 (=11+12)流經(jīng)負載R。因此，根據(jù)該第一實施例的檢測線圈7不使用諸如圖3H中所示的連接配置。圖4是示出在圖1、2、3A、3B和3F中所示的雷涌檢測器I的電路的示意配置圖。如圖4中所示，檢測線圈7被布置在傳導連接桿5的附近，該傳導連接桿5將第一接線單元3和第二接線單元4連接在一起。檢測線圈7中的第一端7bl或第二端7b2以及第一端7cl連接到安裝在圖2的印刷電路板6上的控制部件8。控制部件8適用于控制雷涌檢測器I的整體操作并且例如配備有波形處理單元10和計算控制單元20。波形處理單元10是適用于進行以下操作的電路將從檢測線圈7輸出的感應電流13變換為電壓，從而生成檢測電壓，沿著時間軸對檢測電壓的電壓波形進行拉伸處理，并且輸出波形修正電壓S14，且根據(jù)檢測電壓生成并輸出起動電壓S15。波形處理單元10的輸出側(cè)連接到計算控制單元20。計算控制單元20是適用于以下操作的電路接受波形修正電壓S14和起動電壓S15的輸入，由起動電壓S15起動，且隨后根據(jù)波形修正電壓S14的電壓值計算雷涌電流的電流值，從而產(chǎn)生雷涌電流計算結(jié)果。計算控制單元20的輸出側(cè)連接到顯示單元40。計算控制單元20也連接到查看按鈕26和連接器28。雷涌檢測器I通過經(jīng)由電源線30和連接器28外部地提供電力進行操作。然而，如果雷涌檢測器I被配置獨立的電源而沒有外部電源，則電池35可以內(nèi)部地提供電力。圖5是示出圖4的示例性電路配置的示意電路圖。如圖5中所示，波形處理單元10包括過壓防護電路11、全波整流電路12、電流/電壓變換電路(下文中稱作“I/V轉(zhuǎn)換電路”)13、時間常數(shù)電路14、限壓電路15等等。過壓防護電路11適用于將檢測線圈7中的第一端7bl或第二端7b2與第一端7cl之間的最大電壓值保持為固定值或低于固定值(例如30V或低于30V)，并且例如由在檢測線圈7中的第一端7bI或第二端7b2與第一端7cI之間串聯(lián)的但是在相反方向上的兩個齊納晶體管組成。過壓防護電路11的輸出側(cè)連接到全波整流電路12。全波整流電路12適用于將檢測線圈7中感應的感應電流13變換為直流，并且例如由四個橋接整流二極管組成。全波整流電路12的輸出側(cè)連接到I/V轉(zhuǎn)換電路13。I/V轉(zhuǎn)換電路13適用于將全波整流電路12的輸出電流轉(zhuǎn)換為電壓，從而生成檢測電壓S13，并且例如由全波整流電路12的兩個輸出端之間并聯(lián)的電阻器組成。I/V轉(zhuǎn)換電路13的輸出側(cè)連接到相互并聯(lián)`的時間常數(shù)電路14和限壓電路15。時間常數(shù)電路14適用于沿著時間軸對由ΙΛ轉(zhuǎn)換電路13生成的檢測電壓S13的電壓波形進行拉伸處理，并且以模型形式輸出波形修正電壓S14，并且例如由電阻器14a和具有大時間常數(shù)的電容器14b的串聯(lián)電路組成。限壓電路15適用于通過借助逐步減小檢測電壓S13的電阻器(未示出)對其逐步減小而將檢測電壓S13限制為固定電壓值或者低于固定電壓值，從而生成起動電壓S15，并且例如由LED、二極管、電阻器等組成。時間常數(shù)電路14和限壓電路15的輸出側(cè)連接到計算控制單元20。計算控制單元20由起動電壓S15起動(喚醒)，并且配備有計算功能、控制功能等等，且由微處理器組成(例如，單片機下文中稱作“PIC”)，其中計算功能包括將以模擬形式輸入的波形修正電壓S14變換為數(shù)字信號，根據(jù)數(shù)字信號的電壓值計算雷涌電流的電流值，從而生成雷涌電流計算結(jié)果。PIC用于控制計算機的外圍設備的連接。PIC由包含具有計算功能和控制功能的中央處理單元(下文中稱作“CPU”)21的單個芯片、由CPU存取的存儲器22 (諸如只讀存儲器(下文中稱作“ROM”)和隨機存取存儲器(下文中稱作“RAM”))、以及由CPU21控制的輸入端口 23、輸入/輸出(下文中稱作“I/O”)端口 24、輸出端口 25等組成。PIC被設計成由寫入到存儲器22的程序控制。計算控制單元20的輸入端口 23具有以下功能接受從限壓電路15輸出的起動電壓S15的輸入，從而將CPU21從睡眠狀態(tài)喚醒，接受以模擬形式從時間常數(shù)電路14輸出的波形修正電壓S14的輸入并執(zhí)行模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換(下文中稱作“A/D轉(zhuǎn)換”)，從而將波形修正電壓S14轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并且從查看按鈕26接受輸出信號等的輸入。與輸入端口 23連接的查看按鈕26是在輸入端口 23與電源電壓VCC側(cè)上的電源端之間連接的正常關開關。位于輸入端口 23側(cè)上的查看按鈕26的那個電極經(jīng)由電阻器27連接到地側(cè)GND上的地端。I/O端口 24經(jīng)由連接器28連接到兩線式通信線29和兩線式電源線30。CPU21和I/O端口 24具有經(jīng)由連接器28和通信線29與外部通信的通信功能、經(jīng)由連接器28和電源線30從外部接收電力的功能以及其他功能。輸出端口 25具有將作為從CPU21輸出的數(shù)字信號的雷涌電流計算結(jié)果等轉(zhuǎn)換為模擬信號并且將模擬信號送給顯示單元40的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換(下文中稱作“D/A轉(zhuǎn)換”)功能。顯示單元40具有照亮以顯示雷涌電流計算結(jié)果等的后轉(zhuǎn)換模擬信號的功能。(根據(jù)第一實施例的電涌防護器的配置)圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電涌防護器的示例性結(jié)構(gòu)的示意透視圖。如圖6中所示，電涌防護器50裝配有圖1的雷涌檢測器1，并且適用于將進入受保護設施的雷涌電流從電源線或通信線的金屬線放電到地線側(cè)，從而保護受保護設施。電涌防護器50由插孔板51和插頭52組成并且被構(gòu)造使得在插孔板51的外殼60中可插入地/可分離地裝配插頭52的外殼70。插孔板51的外殼60由基本盒狀的底部61以及一對側(cè)壁62和63組成,該對側(cè)壁62和63從底部61的相對側(cè)面向上延伸。由底部61以及側(cè)壁62和63環(huán)繞的區(qū)域形成適用于可插入/可分離地容納插頭52的插頭外殼64。底部61的底面被構(gòu)造成橫跨用于部件(例如DIN導軌)80的安裝導軌并且將插孔板51可移動地固定到DIN導軌80。DIN導軌80是具有例如由DIN標準(德國工業(yè)標準)規(guī)定的寬度35mm的部件安裝硬件。DIN標準規(guī)定用于電子器件的安裝導軌，所述電子器件例如開關和在1000VAC或低于1000VAC或者在1500VDC或低于1500VDC使用的工業(yè)接線塊。線路側(cè)接線單元(未示出)用于插入和緊固與電源線或通信線的金屬線連接的線路側(cè)電線的接線部分，線路側(cè)接線單元被安裝在側(cè)壁之一 62內(nèi)部。用于插入線路側(cè)線路的接線部分的電線接入端口(未示出)形成于側(cè)壁62的側(cè)面。用于插入線路側(cè)接線單元的螺絲的螺絲孔62c形成于側(cè)壁62的頂面。類似地，地側(cè)接線單元用于插入和緊固雷涌檢測器I的第一接線單元3，該地側(cè)接線單元被安裝在另一側(cè)壁63內(nèi)部。用于插入雷涌檢測器I的第一接線單元3的兩個接線單元接入端口一上和下接線單元接入端口 63a和63b—形成于側(cè)壁63的側(cè)面。上接線單元接入端口 63a用于插入第一接線單元3的接線片3a，下接線單元接入端口 63b用于插入第一接線單元3的接線片3c。用于插入地側(cè)接線單元的螺絲的螺絲孔63c形成于側(cè)壁63的頂面。替換警告接線65可拆卸地附著在側(cè)壁之一 62的側(cè)面中的電線接入端口(未示出)以下。插頭52的外殼70具有基本長方體的形狀并且包含防雷電路(未不出)。圖7是示出裝配有圖1的雷涌檢測器I的電涌防護器50的結(jié)構(gòu)的示意透視圖。而且，圖8是示出圖7的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意透明透視圖。如圖7和圖8中所示，配備有雷涌檢測器I的電涌防護器50適用于保護與電源線或通信線的金屬線81連接的受保護設施82免受雷涌電流i的影響。為了使用，連接到金屬線81的線路側(cè)電線83的接線部分通過插入在電涌防護器50的側(cè)壁62側(cè)上的電線接入端口(未示出)中而被緊固，而連接到地GND的地線84的接線部分通過插入在雷涌防護器I的地線接入端口 2a中而被緊固。在電涌防護器50的側(cè)壁62內(nèi)部，由金屬制成并且用于插入和緊固線路側(cè)電線83的線路側(cè)接線單元66被安裝在面對電線接入端口(未示出)和螺絲孔62c的位置處。線路側(cè)接線單元66由橫截面為基本U形的支撐框66a、在垂直方向上插穿螺絲孔62c的螺絲66b以及橫截面為基本矩形的固定框66c組成。支撐框66a被固定在側(cè)壁62內(nèi)，由相互面對的第一帶和第二帶以及適用于連接第一帶和第二帶的底帶組成，其中底帶被布置在垂直方向上，而第一帶和第二帶被布置在水平方向上。支撐框66a的第一帶位于螺絲孔62c正下方并且被螺絲66b穿透。固定框66c以可在上下方向上移動的這種方式附著到螺絲66b的底端。線路側(cè)電線83的接線部分通過電線接入端口(未示出)插入到固定框66c。當螺絲66b被緊固時，固定框66c上下移動，使得線路側(cè)電線83的接線部分被固定到線路側(cè)接線單元6。類似地，在電涌防護器50的側(cè)壁63內(nèi)部，由金屬制成并且用于插入和緊固雷涌檢測器I的第一接線單元3的地側(cè)接線單元67被安裝在面對接線單元接入端口 63a和63b以及螺絲孔63c的位置處。地側(cè)接線單元67由橫截面為基本U形的支撐框67a、在垂直方向上插穿螺絲孔63c的螺絲67b以及橫截面為基本矩形的固定框67c組成。支撐框67a被固定在側(cè)壁63內(nèi)，由相互面對的第一帶和第二帶以及適用于連接第一帶和第二帶的底帶組成，其中底帶被布置在垂直方向上，而第一帶和第二帶被布置在水平方向上。支撐框67a的第一帶位于螺絲孔63c正下方并且被螺絲67b穿透。固定框76c以可在上下方向上移動的這種方式附著到螺絲67b的底端。在通過兩個接線單元接入端口一上和下接線單元接入端口 63a和63b—分別插入在雷涌檢測器I側(cè)的兩個接線片一上和下接線片3a和3c—中，上接線片3被插入在螺絲67b的螺帽與位于下面的第一帶之間，而下接線片3c被插入到固定框67c。當螺絲67b被緊固時，通過兩點接觸將兩個接線片一上和下接線片3a和3c—一起固定到地側(cè)接線單元67。在電涌防護器50中，如圖8中的箭頭所示，側(cè)壁62內(nèi)的線路側(cè)接線單元66和側(cè)壁63內(nèi)的地側(cè)接線單元67經(jīng)由安裝在插頭52中的防雷電路70相互連接。防雷電路70由一個或多個防雷器組成，所述防雷器例如避雷器、變阻器和/或打算抑制雷涌電流輸入線路側(cè)接線單元66的半導體器件。圖9A、圖9B和圖9C是示出圖8中所示的防雷電路70 (=70-1,70-2和70_3)的示例性配置的電路圖。如圖9A中所示，防雷電路70-1包括串聯(lián)在線路側(cè)接線單元66與地側(cè)接線單元67之間的變阻器71和斷路機構(gòu)72。地側(cè)接線單元67經(jīng)由圖2和圖8中所示的雷涌檢測器I的第一接線單元3連接到傳導連接桿5，其中檢測線圈7被布置在傳導連接桿5附近。變阻器71是當施加雷涌電壓時變?yōu)槎搪凡⑶覀鲗Ю子侩娏鞯脑?。變阻?1當受太大電流而損壞時可能造成大泄露電流或者燒壞。因此，提供斷路機構(gòu)72以便斷開變阻器71與電路。斷路機構(gòu)72由當變阻器71被加熱到預定溫度或者在預定溫度以上時熔化的焊接材料組成?？梢蕴峁﹤鞲衅?3來檢測斷路機構(gòu)72已進行動作。傳感器73的檢測信號被設計成從圖8的替換警告端65輸出作為用于由于內(nèi)部部件的損壞而替換電涌防護器的警告信號。例如，如果在線路側(cè)接線單元66與地側(cè)接線單元67之間施加雷涌電壓，則變阻器71短路，造成流經(jīng)線路側(cè)接線單元66的雷涌電流通過穿過斷路機構(gòu)72和變阻器71而被放電至地側(cè)接線單元67。這保護了與線路側(cè)接線單元66的一側(cè)連接的圖7的受保護設施82。圖9B中所示的防雷電路70-2包括多個并聯(lián)的變阻器71-1到71_3以及斷路機構(gòu)72，其中多個變阻器71-1到71-3以及斷路機構(gòu)72串聯(lián)在線路側(cè)接線單元66與地側(cè)接線單元67之間。防雷電路70-2具有類似于圖9A中所示的防雷電路70-1的那些功能，但是具有比圖9A的防雷電路70-1更高的耐受電壓和耐受電流，因為并聯(lián)了多個變阻器71-1到71-3。圖9C中所示的防雷電路70-3包括在線路側(cè)接線單元66與地側(cè)接線單元67之間串聯(lián)的避雷器74和變阻器71。例如，如果在線路側(cè)接線單元66與地側(cè)接線單元67之間施加雷涌電壓并且隨后將雷涌電流輸入到線路側(cè)接線單元66，則避雷器74放電，促使雷涌電流穿過變阻器71而放電到地側(cè)接線單元67。這保護了與線路側(cè)接線單元66的一側(cè)連接的受保護設施82。順便提及，如果對于防雷電路70-3單獨使用避雷器74，則在避雷器74用沖擊的雷涌電流放電之后，由于甚至在沖擊電流消滅之后放電被AC電流維持過程中的持續(xù)電流的現(xiàn)象，避雷器可能會使其壽命縮短或者甚至會燒壞。為了中斷這樣的持續(xù)電流，避雷器74和變阻器71串聯(lián)連接。圖10是示出流經(jīng)圖4的傳導連接桿5的雷涌電流與從波形處理單元10輸出的波形修正電壓S14的電壓值之間的相關值的圖。圖10中示出的相關值是假設檢測線圈7的第一繞組7b和第二繞組7c共有120轉(zhuǎn)(T)而計算出來的。相關值被預先存儲在圖5中所示的計算控制單元20的存儲器22中。(配備有根據(jù)第一實施示例的雷涌檢測器的電涌防護器的操作)假設例如作為雷擊等的結(jié)果，在線路側(cè)接線單元66與地側(cè)接線單元67之間產(chǎn)生雷涌電壓，將描述配備有圖7和圖8中所示的雷涌檢測器I的電涌防護器50的操作。當在圖8中所示的電涌防護器50的線路側(cè)接線單元66和地側(cè)接線單元67之間產(chǎn)生雷涌電壓時，在圖9c中所示的防雷電路70-3的線路側(cè)接線單元66和地側(cè)接線單元67之間的避雷器74放電，并且雷涌電流i通過避雷器74和變阻器71從線路側(cè)接線單元66被放電到地側(cè)接線單元67。這保護了與線路側(cè)接線單元66連接的受保護設施82。被放電到地側(cè)接線單元67的雷涌電流i經(jīng)過雷涌檢測器I中的第一接線單元3、傳導連接桿5、第二接線單元4和地線84流入地GND。在圖5中示出的雷涌檢測器I中，當雷涌電流i流經(jīng)傳導連接桿5時，在被放置在傳導連接桿5附近的檢測線圈7中感應感應電流13。經(jīng)由波形處理單元10的過壓保護電路11，通過全波整流電路12對檢測線圈7中感應的感應電流13進行全波整流。通過I/V轉(zhuǎn)換電路13將經(jīng)受全波整流的感應電流轉(zhuǎn)換為電壓，以便生成檢測電壓S13。通過時間常數(shù)電路14沿著時間軸拉伸所生成的檢測電壓S13的電壓波形，以便生成波形修正電壓S14，隨后將該波形修正電壓S14發(fā)送到計算控制單元20的輸入端口 23。另一方面，通過限壓電路15將檢測電壓S13的最大電壓值限制到固定值或者低于固定值，以便生成起動電壓S15。所生成的起動電壓S15被發(fā)送到計算控制單元20的輸入端口 23以便將CPU 21從睡眠狀態(tài)喚醒。CPU 21通常停留在睡眠狀態(tài)以降低功耗，并且當輸入起動電壓S15時被喚醒。圖11是示出圖5中所示的計算控制單元20喚醒之后的處理的流程圖。當計算控制單元20的CPU 21從睡眠狀態(tài)喚醒時，計算控制單元20執(zhí)行圖11中的步驟STl到STlO的處理。在步驟STl中，波形修正電壓S14被輸入到計算控制單元20的輸入端口 23。在步驟ST2中，在CPU 21的控制下，輸入端口 23將輸入的波形修正電壓S14轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并且將該數(shù)字信號發(fā)送到CPU 21。在步驟ST3中，參考存儲在存儲器22中的圖10的相關值，CPU 21根據(jù)經(jīng)受變換為數(shù)字信號的波形修正電壓S14的電壓值來計算雷涌電流的電流值，從而生成雷涌電流計算結(jié)果，并且確定雷涌電流計算結(jié)果是否等于或大于固定值(例如100A)。如果雷涌電流計算結(jié)果小于固定值(否)JljCPU 21繼續(xù)到步驟ST 10，進入睡眠狀態(tài)，從而完成處理。如果在步驟ST3中發(fā)現(xiàn)雷涌電流計算結(jié)果等于或大于固定值(是)，則CPU 21繼續(xù)到步驟ST4。在步驟ST4中，CPU 21將計數(shù)遞增I。在步驟ST5中，在存儲器22中存儲計數(shù)，并且繼續(xù)到步驟ST6。在步驟ST6中，CPU 21確定由此產(chǎn)生的雷涌電流計算結(jié)果是否是到目前為止的最大電流。如果確定結(jié)果表示不是最大電流(否)，則CPU21繼續(xù)到步驟ST9。如果確定結(jié)果表示最大電流(是)，則CPU21繼續(xù)到步驟ST7。在步驟ST7中，CPU21設置最大電流值。然后，CPU21繼續(xù)到步驟ST8以便將最大電流值存儲在存儲器22中，然后繼續(xù)到步驟ST9。在步驟ST9中，基于存儲器22中存儲的雷涌電流計算結(jié)果，CPU21經(jīng)由輸出端口 25在顯示單元40上短時間段地顯示雷涌電流的發(fā)生次數(shù)(計數(shù))等。然后，CPU21繼續(xù)到步驟ST10，進步睡眠狀態(tài)，從而完成處理。圖12A、12B和12C 是示出圖5中示出的各個部件的信號波形的圖。圖12A是示出檢測電壓S13的示例的波形圖，該檢測電壓S13是當雷涌電流流經(jīng)圖4中所示的傳導連接桿5時產(chǎn)生的，其中橫坐標表示時間(T)(橫坐標上的每個刻度表示10 μ S)，而縱坐標表示電壓(V)(縱坐標上的每個刻度表示IV)。檢測電壓S13的波形例如是8/20-μ s波形。當沖擊的雷涌電流流經(jīng)傳導連接桿5時，檢測電壓S13急速地上升，在8μ s的時間之后達到最大電壓值5V，并且隨后下降。在從上升開始的20 μ s之后，檢測電壓S13減小到最大電壓值5V的50% (=2. 5V)。圖12Β是示出圖5中所示的起動電壓S15的示例的波形圖,其中橫坐標表示時間(T)(橫坐標上的每個刻度表示10 μ S)，而縱坐標表示電壓(V)(縱坐標上的每個刻度表示500mV)o在起動電壓S15的波形中，最大電壓值Vmax被限壓電路15限制為2. OV或低于2. OV0當雷涌電流流經(jīng)傳導連接桿5時，從限壓電路15輸出的起動電壓S15上升到最大電壓值Vmax (例如2. OV或低于2. 0V)，將CPU21從睡眠模式喚醒。圖12C是示出圖5中所示的修正波形電壓S14的電壓值的波形圖，其中橫坐標表示時間(T)(橫坐標上的每個刻度表示10 μ S)，而縱坐標表示電壓(V)(縱坐標上的每個刻度表不200mV)o波形修正電壓S14與檢測電壓S13 —起上升并且通過T=IO μ s時間達到最大電壓值800mV。隨后，波形修正電壓S14在大約Τ=20 μ s到30 μ s的時間下降到或低于最小電壓值300mV。波形修正電壓S14在大約Τ=47 μ s的時間再次上升到達到大約700mV的電壓值。波形修正電壓S14在大約Τ=55μ s的時間再次下降到達到大約600mV的電壓值。隨后，波形修正電壓S14進入穩(wěn)定區(qū)，在該穩(wěn)定區(qū)維持電壓值600mV。因此，使用波形修正電壓S14在T=IOO μ s的時間之后進入穩(wěn)定區(qū)的時間作為讀取點(P)，CPU21通過在輸入端口 23處將電壓值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號讀取波形修正電壓S14的電壓值600mV。然后，通過參考存儲器22中存儲的圖10的相關值(即，2. OV的起動電壓、波形修正電壓S14的電壓值650mV和400A的雷涌電流)，并且使用比例式，CPU21以波形修正電壓S14的600mV電壓值計算雷涌電流的電流值(=600(mV) X 400(A) / 650(mV) = 369,23 )，從而生成雷涌電流計算結(jié)果。
這樣，為了減小功耗，計算控制單元20的CPU21通常保持為睡眠狀態(tài)。另一方面，沖擊的雷涌電流的波形持續(xù)一段非常短的時間。因此，通過波形處理單元10拉伸對應于雷涌電流的波形的檢測電壓S13的波形的波尾，從而生成波形修正電壓S14。結(jié)果，即使在喚醒之后緩慢地讀取波形修正電壓S14，CPU21也可以精確地計算雷涌電流的幅度。在CPU21的控制下，顯示單元40短時間段地顯示從存儲器22取回的最少必需的雷涌信息等。短顯示期間的原因是降低功耗。作為雷涌電流的操作歷史，例如，顯示單元40用數(shù)字顯示雷涌電流的發(fā)生次數(shù)或者通過閃爍LED來顯示雷涌電流計算結(jié)果、用于電涌防護器50的替換指示符、電池替換指示符等(如果電池35被安裝在雷涌檢測器I中)。為了查看雷涌信息等，按下圖5中的查看按鈕26。當按下查看按鈕26時，CPU21在顯示單元40上顯示存儲在存儲器22中的雷涌信息等。這使得可以在任何時候從外部查看雷涌彳目息等。而且，響應于來自監(jiān)控單元(未示出)的請求，CPU21讀出雷涌信息等并且經(jīng)由I/O端口 24、連接器28和通信線29將雷涌信息等發(fā)送到監(jiān)控單元。(第一實施例的優(yōu)點)根據(jù)該第一實施例的雷涌檢測器I和電涌防護器50提供了如下優(yōu)點(a)到(e)。(a)在雷涌檢測器I中，由于具有基本U形橫截面的檢測線圈7被構(gòu)造成經(jīng)由絕緣組件橫跨傳導連接桿5以便檢測相對于地的雷涌電流，因此可以減小用于檢測雷涌電流的部件的尺寸。具體地，具有諸如圖3B或3F中所示的連接配置的檢測線圈7可以高精度地檢測雷涌電流，而不受外部磁場的影響。而且，由少量部件組成的雷涌檢測器I具有簡單的結(jié)構(gòu)并且易于允許減小其整體形狀的尺寸。(b)由于雷涌檢測器I使用布置在傳導連接桿5附近的檢測線圈7來檢測流經(jīng)傳導連接桿5的雷涌電流，使用波形處理單元10沿著時間軸拉伸檢測電壓S13的電壓波形，并且隨后使用計算控制單元20中的CPU 21計算雷涌電流的電流值，因此甚至可以高精度地檢測小的沖擊雷涌電流。(C)由于當雷涌檢測器I的第一接線單元3被插入到電涌保護器50的地側(cè)接線單元67并且通過螺絲67b固定到電涌保護器50的地側(cè)接線單元67時雷涌檢測器I可以完整地接入到電涌防護器50，因此配備有雷涌檢測器I的電涌防護器50在尺寸上可被制成較小。而且，由于第一接線單元3與地側(cè)接線單元67之間的連接部分被成形為在兩點接觸，因此可以將雷涌檢測器I牢固地完整連接到電涌防護器50。(d)利用配備有雷涌檢測器I的電涌防護器50，由于在顯示單元40上顯示關于流經(jīng)電涌防護器50的雷涌電流等的概括信息(例如，已檢測到雷涌電流的次數(shù)、雷涌電流的幅度、電涌防護器50的替換指示符、電池替換指示符等等一如果電池35被安裝在雷涌檢測器I中)，因此可以視覺地查看概括信息。(e)由于配備有雷涌檢測器I的電涌防護器50被配置成能夠經(jīng)由雷涌檢測器I中的連接器28將關于雷涌電流等的概括信息發(fā)送到通信線29，因此可以從外部監(jiān)控單元等管理配備有雷涌檢測器I的電涌防護器50的操作和損壞狀態(tài)。后面將參考第二實施例來描述電涌防護器的管理系統(tǒng)的配置。第二實施例(根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電涌防護器的管理系統(tǒng)的配置)圖13是刻畫根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電涌防護器的本地管理系統(tǒng)的配置圖。如圖13中所示，電涌防護器的本地管理系統(tǒng)被安裝在雷涌監(jiān)控地點處并且適用于保護受保護設施82的各塊免受雷涌電流i的影響，受保護設施82的各塊連接到三線式電源線的各條線路81-1、81-2、81-3。管理系統(tǒng)由圖1中所示的多個雷涌檢測器I (例如三個雷涌檢測器1-1、1_2和1-3)、圖6中所示的多個電涌防護器50 (例如三個電涌防護器50-1,50-2和50-3)以及單個監(jiān)控單元90組成，毫無間隔地并排緊密安裝這些部件。三個雷涌檢測器1-1到1-3被分別裝配在三個電涌防護器50-1到50_3上。三個電涌防護器50-1到50-3以及單個監(jiān)控單元90被彼此臨近地安裝在DIN導軌80上。三個電涌防護器50-1到50-3經(jīng)由線路側(cè)電線83-1到83_3分別連接到線路81_1到81_3。分別與三個雷涌檢測器1-1到1-3連接的地線84-1到84-3被捆綁且連接到單條公共地線85，該公共地線85依次連接到監(jiān)控單元90。監(jiān)控單元90具有基本盒狀外殼91。第一接線單元92和第二接線單元93被安裝在外殼91的側(cè)面上。而且，顯示單元98被安裝在外殼91的頂面。第一接線單元92連接到公共地線85。而且，第二接線單元93經(jīng)由地線86連接到地GND。顯示單元98適用于顯示關于流經(jīng)各個雷涌檢測器1-1到1-3的雷涌電流等的信息(例如，每個電涌防護器50-1到50-3的操作數(shù)、操作時間等)，并且由液晶顯示器、LED等組成。圖14是示出圖13的監(jiān)控單元90的透明視圖。如圖14中所示，第一接線單元92由橫截面為基本U形的支撐框92a、螺絲92b以及橫截面為基本矩形的固定框92c組成，如同圖8中所示的電涌防護器60的線路側(cè)接線單元66或地側(cè)接線單元67。支撐框92a被固定在外殼91的一側(cè)內(nèi)，由相互面對的第一帶和第二帶以及適用于連接第一帶和第二帶的底帶組成，其中底帶被布置在垂直方向上，而第一帶和第二帶被布置在水平方向上。支撐框92a的第一帶在垂直方向上被螺絲92b穿透。固定框92c以可在上下方向上移動的這種方式附著到螺絲92b的底端。公共地線85的接線部分通過電線接入端口(未示出)插入到固定框92c。當螺絲92b被緊固時，固定框92c上下移動，使得公共地線85的接線部分被固定到第一接線單元92。如同第一接線單元92，第二接線單元93由橫截面為基本U形的支撐框93a、螺絲93b以及橫截面為基本矩形的固定框93c組成。公共地線86的接線部分通過電線接入端口(未示出)插入到固定框93c。當螺絲93b被緊固時，固定框93c上下移動，使得地線86的接線部分被固定到第二接線單元93。第一接線單元92和第二接線單元93通過傳導連接桿94連接在一起。儀用電流互感器(下文中稱作“CT”)95被裝配成以預定間隔圍繞傳導連接桿94的外圍。CT 95適用于檢測流經(jīng)傳導連接桿94的雷涌電流，并且控制單元等等(未示出)連接到CT 95的輸出側(cè)。圖15是示出圖14中所示的監(jiān)控單元90的示意電路配置的方框圖。如圖15中所示，控制單元96連接到CT 95的輸出側(cè)?？刂茊卧?6適用于在程序控制下控制整個監(jiān)控單元90，并且由CPU、存儲器、I/O端口等等組成。控制單元96連接到輸入單元97、顯示單元98、連接器99等等,輸入單元97包括被布置在顯示單元98中或在顯示單元98附近的顯示按鈕等等。連接器99連接到兩線式通信線29和兩線式電源線30?？刂茊卧?6具有接收來自電源線30的電力并且經(jīng)由通信線29與外部雷涌檢測器1-1到1-3通信的功能。(根據(jù)第二實施例的電涌防護器的管理系統(tǒng)的操作)在圖13中所示的電涌防護器的管理系統(tǒng)中，圖14和15中所示的監(jiān)控單元90如下面(a)和(b)中所述操作。(a)當雷涌電流i如圖13中的箭頭所示流經(jīng)公共地線85時，通過CT 95檢測雷涌電流i，并且控制單元96計算電流值，將該電流值存儲在內(nèi)部存儲器中，并且也安置時戳。而且，控制單元96經(jīng)由與連接器99連接的通信線29詢問附著到各個電涌防護器50 (=50-1到50-3)的各個雷涌檢測器I (=1-1到1-3)有關雷涌電流的存在或不存在。隨后，控制單元96在內(nèi)部存儲器中存儲來自每個雷涌檢測器I的響應的內(nèi)容(例如，雷涌電流的存在或不存在、電流值等等)。(b)當例如在輸入單元97中按下顯示按鈕的情況下顯示命令從控制單元96被輸出到顯示單元98時，控制單元96使得在顯示單元98上顯示有關每個雷涌檢測器I的各種信息(例如表示操作歷史的日期和時間、電流值等等)，所述信息被存儲在內(nèi)部存儲器中。(第二實施例的優(yōu)點)第二實施例提供了如下優(yōu)點(I)到(3)。(I)由于電涌防護器的管理系統(tǒng)被配置成每一個配備雷涌檢測器的多個電涌防護器50-1、50-2和50-3被毫無間隔地并排緊密安裝成臨近單個監(jiān)控單元90，電涌防護器的管理系統(tǒng)可以在尺寸上制作成較小。而且，監(jiān)控單元90中安裝的CT 95允許掌握有關流經(jīng)公共地線85的雷涌電流的詳細信息。(2)為了減小管理系統(tǒng)的尺寸，在具有如圖3B或3F中所示的連接配置的每個雷涌檢測器I中毫無間隔地并排緊密地安裝多個雷涌檢測器1-1到1-3和檢測線圈7。結(jié)果，如圖3C或3G中所示，例如，當雷涌電流流經(jīng)相鄰雷涌檢測器1-2的傳導連接桿5A時，雷涌檢測器1-1不會錯誤地意識到雷涌電流正流經(jīng)雷涌檢測器1-1的傳導連接桿5。因此，每個雷涌檢測器I可以高精度地檢測雷涌電流，而不受來自相鄰傳導連接桿5A的外部磁場HO的影響。(3)在監(jiān)控單元90上可以本地地查看和管理在配備有雷涌檢測器的各個電涌防護器50-1到50-3上的詳細信息(例如雷涌數(shù)、雷涌電流的幅度、雷涌的發(fā)生次數(shù)、替換指示符等等)。第三實施例(根據(jù)本發(fā)明第三實施例的電涌防護器的管理系統(tǒng)的配置)圖16是刻畫根據(jù)本發(fā)明第三實施例的電涌防護器的遠程管理系統(tǒng)的配置圖。
在圖16中所示的電涌防護器的遠程管理系統(tǒng)中，在多個雷涌監(jiān)控地點分別安裝多個管理塊100 (100-1、100-2、…),其中每個管理塊100由圖13中所示的多個電涌防護器50-1到50-3以及單個監(jiān)控單元90組成。多個管理塊100 (=100-1、100-2、…)經(jīng)由網(wǎng)絡110連接到遠程監(jiān)控裝置120。監(jiān)控裝置120適用于遠程地監(jiān)控每個管理塊100-1、100-2的操作狀況、操作歷史等，并且由個人計算機等組成，該個人計算機依次配備有由CPU等組成的控制單元121、輸入單元122和顯示單元123，輸入單元122和顯示單元中的每一個由控制單元121控制。輸入單元122由諸如鍵盤和鼠標的輸入設備組成。此外，顯示單元123是由控制單元121控制的設備并且適用于顯示數(shù)據(jù)等等。(根據(jù)第三實施例的電涌防護器的管理系統(tǒng)的操作)經(jīng)由網(wǎng)絡110將從各個管理塊100-1、100-2等的監(jiān)控單元90輸出的雷涌檢測器1-1到1-3的操作狀況、操作歷史等等發(fā)送到監(jiān)控裝置120。監(jiān)控裝置120監(jiān)控每個管理塊100-1、100-2等的操作狀況、操作歷史等等。(第三實施例的優(yōu)點)該第三實施例允許從遠程監(jiān)控裝置120查看并管理有關各個管理塊100-1、100-2等的詳細信息(例如，雷涌數(shù)、雷涌電流的幅度、雷涌的發(fā)生次數(shù)、替換指示符等等)。(實施例的變型)本發(fā)明不限于上述第一到第三實施例，且各種各樣的應用和變型是可能的。所述應用和變型例如包括以下(A)到(D)。( A)可以在配置上改變圖1和2的雷涌檢測器1，使得第一接線單元3將具有類似于第二接線單元4的接線方式,或者具有諸如壓接端(crimp terminal)的通用接線方式的通用雷涌檢測器將經(jīng)由線纜連接到各種已安裝或現(xiàn)有的電涌防護器。這將允許通用雷涌檢測器被式樣翻新為已安裝或現(xiàn)有的電涌防護器，使其易于構(gòu)造配備有雷涌檢測器的電涌防護器。(B)可以在配置上改變圖13中的電涌防護器的管理系統(tǒng)，使得上面(A)中描述的多個通用雷涌檢測器和圖13中所示的監(jiān)控單元90在DIN導軌80上將被放置成彼此接近并且經(jīng)由線纜與多個已安裝或現(xiàn)有電涌防護器連接。這將允許通用雷涌檢測器和監(jiān)控單元80被式樣翻新為已安裝或現(xiàn)有的電涌防護器，使其易于構(gòu)造配備有雷涌檢測器的電涌防護器。(C)盡管圖6中的電涌防護器50具有其中插孔板51和插頭52是可分離的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可被改變使得插孔版51和插頭52將被集成為單個塊。(D)圖5中的雷涌檢測器I的電路配置、圖9A到圖9C中的防雷電路70_1到71_3的電路配置、或者圖5中所示的監(jiān)控單元90的電路配置可變?yōu)槌烁綀D中圖示的那些以外的電路配置。
權利要求
1.一種雷涌檢測器，包括第一接線單元，其連接到電涌防護器的地側(cè)接線單元；與地線連接的第二接線單元；傳導連接桿，適用于連接第一接線單元和第二接線單元；檢測線圈，被布置在傳導連接桿的附近且適用于輸出由流經(jīng)傳導連接桿的雷涌電流感應的感應電流；波形處理單元，適用于將感應電流轉(zhuǎn)換為電壓，從而生成檢測電壓，沿著時間軸對檢測電壓的電壓波形進行拉伸處理，從而輸出波形修正電壓；計算控制單元，適用于接受波形修正電壓的輸入，根據(jù)波形修正電壓的電壓值計算雷涌電流的電流值，并且產(chǎn)生雷涌電流計算結(jié)果；和顯示單元，適用于在計算控制單元的控制下顯示將可從外部查看的雷涌電流計算結(jié)果，其中通過將第一接線單元、第二接線單元、傳導連接桿、檢測線圈、波形處理單元、計算控制單元和顯示單元容納在外殼中而形成一個整體。
2.如權利要求1所述的雷涌檢測器，其中檢測線圈包括被布置成包圍傳導連接桿的鐵心，和纏繞鐵心從而相對于傳導連接桿相互對稱的一對第一繞組和第二繞組；和第一繞組和第二繞組在預定方向上纏繞并且在預定連接狀況下串聯(lián)連接，從而當施加外部磁場時感應電流不流動，且當雷涌電流流經(jīng)傳導連接桿時感應電流將被輸出。
3.如權利要求1所述的雷涌檢測器，其中波形處理單元包括過壓防護電路，適用于將從檢測線圈輸出的過壓限制為固定值或低于固定值；整流電路，適用于整流經(jīng)由過壓防護電路輸入的感應電流并從而輸出直流；電流/電壓轉(zhuǎn)換電路，適用于將直流轉(zhuǎn)換為電壓并從而生成檢測電壓；和時間常數(shù)電路，其具有大時間常數(shù)的電容器和電阻器，以便對檢測電壓進行拉伸處理。
4.如權利要求1所述的雷涌檢測器，其中計算控制單元包括輸入端口，適用于輸入波形修正電壓；輸出端口，適用于將雷涌電流計算結(jié)果輸出到顯示單元；輸入/輸出端口，適用于輸入和輸出信號；和中央處理單元，擁有計算功能和控制功能；和存儲器，適用于存儲包括波形修正電壓的電壓值與雷涌電流的電流值之間的相關數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，以便根據(jù)波形修正電壓的電壓值來計算雷涌電流的電流值。
5.一種電涌防護器，其可拆卸地配備雷涌檢測器，該雷涌檢測器包括第一接線單元；與地線連接的第二接線單元；傳導連接桿，適用于連接第一接線單元和第二接線單元；檢測線圈，被布置在傳導連接桿的附近且適用于輸出由流經(jīng)傳導連接桿的雷涌電流感應的感應電流；波形處理單元，適用于將感應電流轉(zhuǎn)換為電壓，從而生成檢測電壓，沿著時間軸對檢測電壓的電壓波形進行拉伸處理，從而輸出波形修正電壓；計算控制單元，適用于接受波形修正電壓的輸入，根據(jù)波形修正電壓的電壓值計算雷涌電流的電流值，并且產(chǎn)生雷涌電流計算結(jié)果；和顯示單元，適用于在計算控制單元的控制下顯示將可從外部查看的雷涌電流計算結(jié)果，其中通過將第一接線單元、第二接線單元、傳導連接桿、檢測線圈、波形處理單元、計算控制單元和顯示單元容納在外殼中而形成一個整體，電涌防護器包括與電源線或通信線連接的線路側(cè)接線單元；地側(cè)接線單元，其上可拆卸地安裝雷涌檢測器的第一接線單元；和防雷電路，其連接在線路側(cè)接線單元與地側(cè)接線單元之間并且適用于將通過線路側(cè)接線單元輸入的雷涌電流放電到地側(cè)接線單元。
6.如權利要求5所述的電涌防護器，其中防雷電路包括以下中的任何一個一個或多個避雷器、一個或多個變阻器以及避雷器和變阻器的組合。
7.一種電涌防護器的管理系統(tǒng)，該管理系統(tǒng)包括雷涌檢測器，包括第一接線單元；與地線連接的第二接線單元；傳導連接桿，適用于連接第一接線單元和第二接線單元；檢測線圈，被布置在傳導連接桿的附近且適用于輸出由流經(jīng)傳導連接桿的雷涌電流感應的感應電流；波形處理單元，適用于將感應電流轉(zhuǎn)換為電壓，生成檢測電壓，沿著時間軸對檢測電壓的電壓波形進行拉伸處理，從而輸出波形修正電壓；計算控制單元，適用于接受波形修正電壓的輸入，根據(jù)波形修正電壓的電壓值計算雷涌電流的電流值，并且產(chǎn)生雷涌電流計算結(jié)果；和顯示單元，適用于在計算控制單元的控制下顯示將可從外部查看的雷涌電流計算結(jié)果，其中通過將第一接線單元、第二接線單元、傳導連接桿、檢測線圈、波形處理單元、計算控制單元和顯示單元容納在外殼中而形成一個整體，電涌防護器，其可拆卸地裝配雷涌檢測器；和監(jiān)控單元，其被布置成鄰近電涌防護器且適用于管理雷涌檢測器的操作狀況和操作歷史，其中電涌防護器包括與電源線或通信線連接的線路側(cè)接線單元；地側(cè)接線單元，其上可拆卸地安裝雷涌檢測器的第一接線單元；和防雷電路，其連接在線路側(cè)接線單元與地側(cè)接線單元之間并且適用于將通過線路側(cè)接線單元輸入的雷涌電流放電到地側(cè)接線單元；和監(jiān)控單元，其包括電流變換器，適用于檢測從雷涌檢測器的第二接線單元輸出的雷涌電流；通信單元，適用于經(jīng)由通信獲取雷涌檢測器的操作狀況和操作歷史，并經(jīng)由通信將所獲取的操作狀況和操作歷史輸出到外面；存儲單元，適用于存儲所獲取的操作狀況和操作歷史；和顯示單元，適用于顯示所獲取的操作狀況和操作歷史，其中通過將電流變換器、通信單元、存儲單元和顯示單元容納在外殼中而形成一個整體。
全文摘要
一種雷涌檢測器1包括第一接線單元3，其連接到電涌防護器的地側(cè)接線單元；與地線連接的第二接線單元4；傳導連接桿5，適用于連接第一接線單元3和第二接線單元4；檢測線圈7，被布置在傳導連接桿5的附近且適用于檢測流經(jīng)傳導連接桿5的雷涌電流；波形處理單元，適用于拉伸檢測到的雷涌電流的電壓波形，從而輸出波形修正電壓；計算控制單元，適用于根據(jù)波形修正電壓的電壓值產(chǎn)生雷涌電流的計算結(jié)果；和顯示單元40，適用于顯示雷涌電流的計算結(jié)果，其中通過將所有以上部件容納在外殼2中而形成一個整體。
文檔編號G01R19/00GK103033665SQ20121026998
公開日2013年4月10日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權日2011年9月30日
發(fā)明者東修司, 高橋佑一, 江綠憲一, 川羽田剛 申請人:株式會社山光社