JP2004220903A - 避雷針装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】避雷針４と、該避雷針を絶縁支持する絶縁体３と、該絶縁体を支持する基部支持体２と、一端が前記避雷針に接続されているとともに他端が大地６に埋設されている接地体５に接続されている絶縁ケーブルＣとを有する避雷針装置において、前記避雷針と前記基部支持体との間に、絶縁ケーブルの設計インパルス耐電圧以下で放電動作する放電ギャップ８１、８１’を有するアークホーン部材８、８’を配設したものである。
【効果】避雷針装置を構成する絶縁ケーブルの設計品質を越える電撃による損傷を回避することができるとともに、安全に確実に、電撃による過大電流を処理することができ、更には、構造が簡単で安価で、且つ、信頼性に優れた避雷針装置を提供することができる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建造物や建造物内に設置され通信設備を含む設備等を、落雷等の雷サージ等から防護するための避雷針装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、避雷針と、該避雷針を絶縁するための碍子や長尺の高絶縁樹脂等からなる絶縁体と、該絶縁体を介して避雷針を取付け支持する鉄塔や支柱等の支持体と、避雷針に接続された高絶縁の絶縁ケーブルと、該絶縁ケーブルに接続された接地体とから構成されている無線中継所等に配設された避雷針装置が知られている。
【０００３】
従来の避雷針装置においては、電撃が、高絶縁の絶縁ケーブルの設計特性（設計品質）であるインパルス耐電圧以下の場合には、電撃は、絶縁ケーブルを介して接地体に吸収されることになり、従って、電撃から無線中継所等の通信設備を防護し、正常な通信を確保することができるが、予想を越える設計品質以上の電撃を避雷針が受けると、高絶縁の絶縁ケーブルが、絶縁耐圧に耐えきれず絶縁破壊されて、避雷針の機能を失い、無線中継所の建造物の周辺の大地電位が上昇し、通信機器等が損傷するということがある。
【０００４】
本出願人は、図４に示されているように、導体（中心導体）ｃ１と、この中心導体ｃ１の外周に内部半導体層ｃ２を、この内部半導体層ｃ２の外周に絶縁層ｃ３を、この絶縁層ｃ３の外周に外部半導体層ｃ４を、この外部半導体層ｃ４の外周に銅テープ遮蔽層（外部導体）ｃ５を、この外部導体ｃ５の外周に半導電性押さえテープ層ｃ６を、この半導電性押さえテープ層ｃ６の外周に半導電性シース層ｃ７を配設して構成された高絶縁の絶縁ケーブルＣを提案し（例えば、特開２００１−２３７９３号公報）、所定の効果を得ている。しかしながら、通常は充分に性能を満足していても、気象変動等による自然現状は、絶縁ケーブルＣの設計品質を超える規模の電撃をもたらすこともあり、このような絶縁ケーブルＣの設計品質を超える規模の電撃による通信の回線停止等の大きな混乱を可能な限り回避するためにも、また、信頼性の維持向上のためにも、上記の高絶縁の絶縁ケーブルＣの設計品質を越える電撃にも耐え得る避雷針装置が求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、避雷針と絶縁ケーブルＣの接続の際には、絶縁ケーブルＣの各層ｃ２〜ｃ７を剥離して中心導体ｃ１を露出させ、この中心導体ｃ１を避雷針に接続するとともに、絶縁ケーブルＣの端末処理を施すことになるが、高絶縁の絶縁ケーブルＣ自体には何ら問題はなくても、この端末処理部分が、インパルス耐電圧を低下させ高絶縁の絶縁ケーブルＣを損傷させるという、即ち、高絶縁の絶縁ケーブルＣの中心導体ｃ１と外部導体ｃ５との間の絶縁層ｃ３が絶縁破壊され、電撃電流が外部導体ｃ５を介して大地に流れ込み、大地電位を上昇させ、避雷針装置の機能が失われるという問題を有していた。
【０００６】
避雷針装置の絶縁ケーブルのインパルス耐電圧は、２５０ＫＶから５００ＫＶ以下であり、例えば、電撃電流が３０ＫＡで、接地体の接地抵抗値を３０オームとすると、９００ＫＶのインパルス電圧が避雷針を介して絶縁ケーブルに印加されて、絶縁ケーブルを損傷させることになるので、接地体の接地抵抗値を低くして、避雷針装置を所定の設計インパルス耐電圧にしている。
【０００７】
しかしながら、避雷針装置が、設計品質以上の電撃を受けると、高絶縁の絶縁ケーブル（特に、避雷針との接続部分のケーブル剥離部分）が損傷し、避雷針としての機能を失い通信機器等を保護することができないという問題が発生することになる。
【０００８】
本発明の目的は、上述した従来の避雷針装置が有する、避雷針と高絶縁の絶縁ケーブルとの接続部分が損傷するという問題を解決することができるとともに、絶縁ケーブルの設計電圧以上の大規模の電撃が避雷針装置に印加された場合にも、電撃電流を、安全に大地に放流し、通信機器等を確実に保護することができ、且つ、次の電撃に対しても、安全に確実に、通信機器等を保護することができる避雷針装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した目的を達成するために、避雷針と、該避雷針を絶縁支持する絶縁体と、該絶縁体を支持する基部支持体と、一端が前記避雷針に接続されているとともに他端が大地に埋設されている接地体に接続されている絶縁ケーブルとを有する避雷針装置において、前記避雷針と前記基部支持体との間に、絶縁ケーブルの設計インパルス耐電圧以下で放電動作する放電ギャップを有するアークホーン部材を配設したものである。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明の趣旨を超えない限り何ら、本実施例に限定されるものではない。
【００１１】
１は、コンクリート台座や建物Ｂに設置された鉄塔や支柱等の支持部材であり、２は、支持部材１の上部に立設された基部支持体であり、３は、基部支持体の上部に配設された絶縁体であり、４は、絶縁体３の上部に配設された避雷針である。避雷針４は、先端部に位置する略針状の避雷突針４１と、避雷突針４１の下端に連接された略円錐台状の中間部４２と、中間部４２の下端に連接された略円柱状の基部４３とから構成されている。図２に示されている実施例においては、絶縁体３は、高絶縁性を有する絶縁碍子３１として構成されている。
【００１２】
５は、避雷針４の電撃電流を大地６に放出する低抵抗の接地体であり、接地体５は、支持部材１に絶縁して引下げられた、上述した構成を有する絶縁ケーブルＣに接続されている。接地体５は、大地６の深さ方向に形成された縦孔に、大地６の地表面６１が所定の電位以下に抑えられるような深さに埋設されている。絶縁ケーブルＣを、所定の長さに亘たって剥離して中心導体ｃ１を露出させ、この露出した中心導体ｃ１を接地体５としてもよく、また、別個に接地体５を構築して絶縁ケーブルＣに接続した構成でもよい。なお、接地体５を、大地６の深さ方向に形成された縦孔に埋設する場合に限らず、地表面６１に沿って形成された水平溝に埋設することもできる。なお、７は、大地６の縦孔に埋設された絶縁ケーブルＣの絶縁処理部分であり、地表面６１に現れる電位を抑制する機能を有するものである。
【００１３】
支持部材１に沿って配置された絶縁ケーブルＣの上端部は、所定の長さに亘たって剥離されて中心導体ｃ１が露出されており、この中心導体ｃ１が、避雷針４の略円錐台状の中間部４２に配設された接続端子４４に接続されているとともに、絶縁ケーブルＣの上端部には、適宜、ケーブル端末処理が施されている。なお、Ａは、支持部材１の適当な位置に配設されたアンテナ装置である。
【００１４】
８は、絶縁体３を介して配置された下部アークホーン８ａと上部アークホーン８ｂとにより構成されたアークホーン部材であり、下部アークホーン８ａと上部アークホーン８ｂとの間には、放電ギャップ８１が形成されている。絶縁体３が絶縁碍子３１の場合、下部アークホーン８ａは、基部支持体２と絶縁体３との間に挟持されるように取着されており、また、上部アークホーン８ｂは、避雷針４の基部４３と絶縁体３との間に挟持されるように取着されている。また、放電ギャップ８１のギャップ長さは、放電ギャップ８１の放電電圧が、絶縁ケーブルＣのインパルス耐電圧以下の電撃の電圧で放電を開始するような長さに構成されている。
【００１５】
上述した避雷針装置は、避雷針４が、避雷針装置を構成する絶縁ケーブルＣの設計インパルス耐電圧（設計品質）以下の電撃を受けた場合には、電撃電流は、避雷針４から絶縁ケーブルＣに流れるとともに、絶縁ケーブルＣに接続された接地体５を介して吸収されるように構成されている。このことによって、絶縁ケーブルＣを含め避雷針装置は損傷することなく、また、通信機器等も保護され、通常の通信ができることになる。
【００１６】
次に、避雷針４が、避雷針装置を構成する絶縁ケーブルＣの設計インパルス耐電圧（設計品質）を越える高い電撃を受けた場合には、電撃電流は、絶縁ケーブルＣを介して接地体５に流れようとするとともに、アークホーン部材８の下部アークホーン８ａと上部アークホーン８ｂと間の放電ギャップ８１が放電動作してバイバス放電回路を構成し、電撃電流の一部は、基部支持体２や支持部材１を通過して大地６に吸収されるバイバス放電回路に流れ、従って、絶縁ケーブルＣに流れる電流が抑制されて、絶縁ケーブルＣの損傷を防止することができるので、電撃を安全に確実に処理することができ、通信機器等が保護され、通常の通信ができることになる。
【００１７】
図３に示されている実施例には、絶縁体３が、高絶縁で高強度を有する長尺の強化プラスチック等の絶縁樹脂管３２として構成されている例が示されている。絶縁樹脂管３２は、その上端部が、避雷針４の下端に配設された取付け管９に挿通され固定されるように構成されている。絶縁樹脂管３２自体は、適当な取付け金具１０により、基部支持体２や支持部材１に取着されている。また、絶縁ケーブルＣは、絶縁樹脂管３２内に挿入されるとともに、絶縁ケーブルＣの端部において露出された中心導体ｃ１は、取付け管９に配設された接続端子１１を介して避雷針４に接続され、且つ、端末処理が施されることになる。
【００１８】
８’は、取付け金具１０に取着された棒状のアークホーン部材であり、アークホーン部材８’の先端と避雷針４の下端に取着された取付け管９の下端９１との間には、放電ギャップ８１’が形成されている。また、放電ギャップ８１’のギャップ長さは、上述したと同様に、放電ギャップ８１’の放電電圧が、絶縁ケーブルＣのインパルス耐電圧以下の電撃の電圧で放電を開始するような長さに構成されている。なお、避雷針４が、避雷針装置を構成する絶縁ケーブルＣの設計インパルス耐電圧（設計品質）を越える高い電撃を受けた場合の棒状のアークホーン部材８’の放電作動も、上述した図２に示されている実施例と同様であるので、その説明は省略する。
【００１９】
上述したように、避雷針４と基部支持体２との間に、避雷針装置を構成する絶縁ケーブルＣの設計品質以下で放電動作する放電ギャップ８１、８１’を有するアークホーン部材８、８’を配設して、避雷針４が受けた電撃が通常時の場合には、電撃電流は、絶縁ケーブルＣ及び接地体５を介して、大地６に吸収され、また、避雷針４が、避雷針装置を構成する絶縁ケーブルＣの設計品質以上の過大な電撃を受けた場合には、放電ギャップ８１、８１’が放電動作して、電撃電流の一部が、基部支持体２や支持部材１を通過して大地６に吸収されるバイバス回路に流れるように構成したので、従って、安全に確実に、電撃による過大電流を処理することができるとともに、構造が簡単で安価で、且つ、信頼性に優れた避雷針装置を提供することができる。
【００２０】
なお、高絶縁の絶縁ケーブルとしては、上述した絶縁ケーブルＣに限定されることなく、中心導体ｃ１と外部導体ｃ５間が、所定の絶縁インパルス耐電圧を有すれば他の構成の絶縁ケーブルを使用することもできる。また、１２は、基部支持体２に取り付けられた、絶縁ケーブルＣを保持するための絶縁ケーブル保持金具である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、上述したように構成されているので、以下に記載する効果を奏することができる。
【００２２】
避雷針と基部支持体との間に、絶縁ケーブルの設計インパルス耐電圧以下で放電動作する放電ギャップを有するアークホーン部材を配設したので、避雷針装置を構成する絶縁ケーブルの設計品質を越える電撃による損傷を回避することができるとともに、安全に確実に、電撃による過大電流を処理することができ、更には、構造が簡単で安価で、且つ、信頼性に優れた避雷針装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例としての避雷針装置の構成図である。
【図２】図２は、図１に示されている避雷針装置の要部拡大図である。
【図３】図３は、本発明の他の実施例の避雷針装置の要部拡大図である。
【図４】図４は、本発明の避雷針装置を構成する絶縁ケーブルの断面図である。
【符号の説明】
Ｃ・・・・・・・・・・・絶縁ケーブル
１・・・・・・・・・・・支持部材
２・・・・・・・・・・・基部支持体
３・・・・・・・・・・・絶縁体
４・・・・・・・・・・・避雷針
５・・・・・・・・・・・接地体
６・・・・・・・・・・・大地
８、８’・・・・・・・・アークホーン部材
８１、８１’・・・・・・放電ギャップ

Claims (1)

1. 避雷針と、該避雷針を絶縁支持する絶縁体と、該絶縁体を支持する基部支持体と、一端が前記避雷針に接続されているとともに他端が大地に埋設されている接地体に接続されている絶縁ケーブルとを有する避雷針装置において、前記避雷針と前記基部支持体との間に、絶縁ケーブルの設計インパルス耐電圧以下で放電動作する放電ギャップを有するアークホーン部材を配設したことを特徴とする避雷針装置。

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