JP2005142039A - 雷保護構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 被保護物を直撃雷に対し確実に保護することができる雷保護構造を得る。
【解決手段】 雷保護構造は、導電性の受雷突針１６と該受雷突針１６の下方に配置された導電性リング１８との間における、受雷突針１６及び導電性リング１８に接する所定半径の回転球体Ｓの外側に形成された保護範囲内に、第１の被保護物１２を配置しており、導電性リング１８は、平面視で第１の被保護物１２を囲む閉曲線に沿う円環状に設けられている。また、雷保護構造は、導電性リング１８と導電性リング２０との間における、導電性リング１８、２０に接する回転球体Ｓの外側に形成された保護範囲内に、第２の被保護物１４を配置しており、導電性リング２０は、平面視で第２の被保護物１４を囲む閉曲線に沿う円環状に設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、建築物や鉄塔等の構造物に設けられたアンテナ等の被保護物を落雷に対し保護するために雷保護構造に関する。

従来から、建築物自体、鉄塔等に設けられたアンテナ、航空障害灯、その他電気設備等の外部雷保護構造として、建築物や鉄塔等の頂部に避雷針（受雷突針）を設けると共に、該避雷針を引下げ導線を介して地中の接地極に接続した構造が知られている。このような雷保護構造は、避雷針の先端、すなわち地表から最も離間した受雷部に落雷することを前提としており、該避雷針の先端から所定の保護角の範囲内にある円錐状の空間を、直撃雷から保護される保護範囲としている。

ところで、雷雲から生じる先駆放電（ステップトリーダ）の先端から所定の距離範囲内にある導電物には、落雷の可能性があることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。すなわち、先駆放電の先端は、その電荷に応じて、落雷までの距離ｒを１ステップで絶縁破壊することができる点に到達することから、先駆放電の先端を中心とする半径ｒの仮想球体（以下、回転球体という）に接する、または回転球体の内側に位置する導電物は直撃雷を受ける可能性がある。

このことを図６に基づいて説明する。図６には、アンテナ等の被保護物５０が取り付けられた鉄塔５２の頂部に、被保護物５０を直撃雷から保護するための避雷針５４を設けた構成が示されている。この図から、先駆放電の先端を中心Ｃとする回転球体Ｓの半径ｒよりも地表Ｇからの高さｈが小である範囲では、鉄塔５２の側面に落雷することはないが、高さｈが半径ｒ以上である範囲では、避雷針５４の有無に拘わらず、先駆放電の先端の位置によっては鉄塔５２の側面すなわち被保護物５０が直撃雷を受ける可能性があることが判る。すなわち、回転球体Ｓを、地表Ｇに接触するまでの範囲内で、鉄塔５２及び避雷針５４にて構成される構造物に接触させつつ回転させた場合の各接触点が、直撃雷を受ける可能性があることになる。

この考え（以下、回転球体法という）に基づいて検討すると、単に避雷針５４を設けた雷保護構造では、上記高さｈが半径ｒ以上である範囲に配置された被保護物５０が直撃雷に対し保護されないことが判る。すなわち、図６の例では、ハッチングを施した高さｈが半径ｒよりも小である範囲のみが直撃雷に対し保護され、鉄塔５２における高さｈが半径ｒ以上である部分には、避雷針５４の他に雷保護対策を施す（別個の受雷部を設ける）必要がある。

しかしながら、上記非特許文献１には、回転球体法に基づく雷保護についての要求仕様が記載されているのみであり、該回転球体法に基づく具体的な雷保護構造については、何ら示されていない。
日本工業標準調査会 審議、建築物等の雷保護、ＪＩＳ Ａ ４２０１：２００３、日本規格協会発行、平成１５年７月８日改定

本発明は、上記事実を考慮して、被保護物を直撃雷に対し確実に保護することができる雷保護構造を得ることが目的である。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る雷保護構造は、導電性の第１受雷部と該第１受雷部の下方または上方に配置された導電性の第２受雷部との間における、前記第１受雷部及び第２受雷部に接する所定半径の仮想球体の外側に、被保護物を配置する雷保護構造において、前記第２受雷部を、平面視で前記被保護物を囲む閉曲線に沿って設けた、ことを特徴としている。

請求項１記載の雷保護構造では、上下方向における第１受雷部と第２受雷部との間で、かつ第１受雷部及び第２受雷部に接する所定半径の仮想球体（以下、回転球体という）の外側に被保護物を配置している。このため、想定される最小半径の回転球体に対応して第１受雷部及び第２受雷部を設定することで、被保護物が直撃雷に対し確実に保護される。この最小半径は、例えば、被保護物が要求する保護レベルに応じて決めれば良い。

そして、第２受雷部が平面視で被保護物を囲む仮想閉曲線に沿って長手となるように設けられているため、簡単な構造で、各方向からの雷撃に対し被保護物を確実に保護することができる。換言すれば、被保護物を直撃雷に対し確実に保護する保護範囲を簡単な構造によって得る（設定する）ことができる。すなわち、例えば同等の雷保護効果を得るために、第２受雷部として水平面に沿う多数の受雷突針を放射状に設ける構成と比較して、第２受雷部を簡素化することができる。このため、上記多数の受雷突針を放射状に設ける構成では懸念される、各受雷突針が基端側で密に配されて保守スペースの確保が困難になる等の問題が生じることもない。

このように、請求項１記載の雷保護構造では、被保護物を直撃雷に対し確実に保護することができる。しかも、被保護物を直撃雷に対し確実に保護する構成を、簡単な構造で実現することができる。なお、請求項１における仮想閉曲線には、例えば、円形、矩形や六角形等の多角形、その他不定形の閉曲線が含まれる。また、請求項１における第１受雷部は、被保護物を直撃雷に対し保護するために独立して設けられた導電物には限定されず、例えば、被保護物が取り付けられた構造物自体、大地、または被保護物に近接して位置する他の構造物（の受雷部）等であっても良い。

請求項２記載の雷保護構造は、請求項１記載の雷保護構造において、前記第２受雷部を、前記閉曲線に沿って切れ目のない環状に形成した、ことを特徴としている。

請求項２記載の雷保護構造では、第２受雷部が上記閉曲線に沿う切れ目のない連続的な環状に形成されているため、第２受雷部における切れ目の距離と回転球体の半径との関係や、切れ目の位置と被保護物の配置との関係を考慮することなく、被保護物を直撃雷に対し確実に保護することができる。すなわち、第２受雷部の設計及び施工が簡素化される。

請求項３記載の雷保護構造は、請求項２記載の雷保護構造において、前記第２受雷部を円環状に形成した、ことを特徴としている。

請求項３記載の雷保護構造では、第２受雷部が円環状に形成されているため、第２受雷部自体の軸心から、平面視で第２受雷部の内側に設定される保護範囲の外縁までの距離が全周に亘り略一定であり、設計及び施工が容易である。

請求項４記載の雷保護構造は、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の雷保護構造において、前記第１受雷部を、平面視で前記被保護物を囲む閉曲線に沿って設けた、ことを特徴としている。

請求項４記載の雷保護構造では、第１受雷部及び第２受雷部が共に平面視で被保護物を囲む仮想閉曲線に沿って長手となるように設けられているため、簡単な構造で、広い保護範囲を得ることができる。この構成は、特に、大型の被保護物または多数の被保護物を直撃雷に対し保護する場合に好適に適用される。

請求項５記載の雷保護構造は、請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の雷保護構造において、前記被保護物と前記仮想球体との最小距離を、雷雲の先駆放電が接近した際に該被保護物から発生する局部放電の長さよりも大きく設定した、ことを特徴としている。

請求項５記載の雷保護構造では、雷雲の先駆放電が接近した際に被保護物から発生する局部放電の先端が回転球体に接することがない。このため、この局部放電が先駆放電の先端の電荷に応じた絶縁破壊距離を短縮することがなく（先駆放電の先端を迎えに行くことがなく）、被保護物が直撃雷に対し一層確実に保護される。すなわち、従来の回転球体法では、被保護物からの局部放電について何ら考慮されていなかったが、本発明では少なくとも局部放電の長さの分だけ被保護物を保護範囲の内側に配置することにより、被保護物を直撃雷に対し一層確実に保護することができる。なお、局部放電の設計長さは、先駆放電の先端と被保護物との間の想定される電界に応じて決めることができる。

請求項６記載の雷保護構造は、請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の雷保護構造において、導電性の構造体に前記被保護物を取り付けると共に、該構造体に導電性の支持部材を介して前記第２受雷部を接続し、かつ、前記被保護物と前記支持部材との最小距離を、該支持部材に雷電流が流れたときに絶縁破壊を起こさない安全距離以上に設定した、ことを特徴としている。

請求項６記載の雷保護構造では、第２受雷部に落雷すると、支持部材から構造体に雷電流が流れる。このとき、被保護物と支持部材との最小距離が上記安全距離以上に設定されているため、被保護物と支持部材との間の空間が絶縁破壊されて被保護物に電流が流れることがない。すなわち、被保護物が、近接落雷の雷電流に対しても保護される。

なお、雷電流が流れたときに絶縁破壊を起こさない安全距離ｓは、例えば、雷保護構造の保護レベルで決まる係数をｋｉ、支持部材に流れる雷電流による係数をｋｃ、最小距離を適用する点から構造体（等電位面）までの支持部材に沿った長さをＬとした場合に、ｓ＝ｋｉ×ｋｃ×Ｌとして設定することができる。また、被保護物と支持部材との間に空気以外の絶縁材料を充填する場合には、安全距離ｓは、絶縁材料に係る係数をｋｍとして、ｓ＝ｋｉ×ｋｃ×Ｌ／ｋｍとして設定することができる。

以上説明したように本発明に係る雷保護構造は、被保護物を直撃雷に対し確実に保護することができるという優れた効果を有する。

本発明の実施の形態に係る雷保護構造を鉄塔設置設備に適用した例について、図１乃至図３に基づいて説明する。図１には、本発明の実施の形態に係る雷保護構造を適用した鉄塔設置設備の該略全体構成が正面図にて示されている。

この図示される如く、本実施の形態に係る雷保護構造は、鉄塔１０に取付保持された第１及び第２の被保護物１２、１４を落雷に対し保護するものであって、本発明の要部である受雷部として受雷突針（避雷針）１６及び導電性リング１８、２０と、鉄塔１０における引下げ導線として機能する各主柱１０Ａと、各主柱１０Ａの基礎２２にそれぞれ設けられた接地極とで構成されている。以下、受雷突針１６及び導電性リング１８、２０について、被保護物１２、１４との配置関係と併せて説明する。

本実施の形態では、被保護物１２は、鉄塔１０の頂部に取付保持されている。第１の被保護物１２としては、例えば、掃状アンテナ、マイクロウェーブアンテナ、航空障害灯等の導電物が挙げられる。図２（Ａ）にも示される如く、第１の被保護物１２は、左右一対設けられており、それぞれ鉄塔１０の外縁近傍に配置されている。

一方、第２の被保護物１４は、鉄塔１０における第１の被保護物１２の下方、すなわち鉄塔１０の上部側方に取付保持されている。第２の被保護物１４としては、例えば、マイクロウェーブアンテナ等の導電物が挙げられる。図２（Ｂ）にも示される如く、第２の被保護物１４は、周方向に複数（図示例では６つ）設けられており、かつ、それぞれ鉄塔１０の外方に張り出した状態で該鉄塔１０に固定された導電性の被保護物支持部材２４の外周部に取付保持されている。

以上説明した第１及び第２の被保護物１２、１４は、それぞれ鉄塔１０における地表Ｇからの高さが回転球体Ｓの半径ｒよりも大である高さ方向の位置（範囲）に、それぞれ設置されている。ここで、本実施の形態における回転球体Ｓの半径ｒは、例えば、日本工業規格ＪＩＳ Ａ ４２０１：２００３による保護レベルに応じて設定することができる。具体的には、例えば上記ＪＩＳ規格における保護レベルＩとした場合、半径ｒは２０ｍと
して設定される。なお、回転球体Ｓについては、背景技術の項にて説明したので、ここでの説明は省略する。

そして、受雷突針１６は、鉄塔１０の頂部における軸心部近傍から、主柱１０Ａとの導通状態で立設されている。詳細は後述するが、受雷突針１６の先端は、第１の被保護物１２の上端よりも十分に上方に位置している。

また、導電性リング１８は、第１の被保護物１２の下方で、かつ第２の被保護物１４の上方に設けられている。導電性リング１８は、略円環状に形成されており、各主柱１０Ａからそれぞれ水平方向に略沿って突設された複数のリング支持部材（腕金）２６の先端に固定されている。リング支持部材２６は、導電性とされており、導電性リング１８と主柱１０Ａとを導通状態で接続している。

本実施の形態では、導電性リング１８は、その軸心が鉄塔１０の軸心と略一致するように配置されている。この状態では、平面視で導電性リング１８の内側に各第１の被保護物１２が位置している。すなわち、導電性リング１８は、平面視で第１の被保護物１２を外側から囲む略水平面上の仮想閉曲線（本実施形態では仮想円）に沿って設けられ、かつ周方向に切れ目のない構成とされている。

一方、導電性リング２０は、第２の被保護物１４の下方に設けられている。導電性リング２０は、略円環状に形成されており、各主柱１０Ａからそれぞれ水平方向に略沿って突設された複数のリング支持部材２８の先端に固定されている。リング支持部材２８は、導電性とされており、導電性リング２０と主柱１０Ａとを導通状態で接続している。

本実施の形態では、導電性リング２０は、その軸心が鉄塔１０の軸心と一致するように配置されている。この状態では、平面視で導電性リング２０の内側に各第２の被保護物１４が位置している。すなわち、導電性リング２０は、平面視で第２の被保護物１４を外側から囲む略水平面上の仮想閉曲線（本実施形態では仮想円）に沿って設けられ、かつ周方向に切れ目のない構成とされている。

本実施の形態では、導電性リング１８と導電性リング２０とは、略同径とされている。すなわち、導電性リング１８は、平面視で第２の被保護物１４を外側から囲む略水平面上の仮想円に沿って設けられている。

以上説明した受雷突針１６と導電性リング１８とが第１の被保護物１２を落雷に対し保護するようになっている。具体的には、受雷突針１６及び導電性リング１８にそれぞれ接する所定半径ｒの回転球体Ｓの外側（受雷突針１６の根元及び導電性リング１８の軸心に近接する側）に第１の被保護物１２を配置することができる保護範囲が形成されるように、受雷突針１６の長さ及び設置位置、導電性リング１８の径及び設置高さが決められている。これにより、高さ方向における受雷突針１６の先端と導電性リング１８との間に配置された第１の被保護物１２が基本的に直撃雷を受けない構成とされている。なお、本実施の形態では、導電性リング１８の設置高さから受雷突針１６の先端までの鉛直方向の距離、及び受雷突針１６（導電性リング１８の軸心部）から導電性リング１８の外周部までの距離は、共に回転球体Ｓの半径ｒに対し十分に小とされている。

また、上記導電性リング１８と導電性リング２０とが第２の被保護物１４を落雷に対し保護するようになっている。具体的には、導電性リング１８、２０にそれぞれ接する回転球体Ｓの外側（鉄塔１０の軸心側）に第２の被保護物１４を配置することができる保護範囲が形成されるように、それぞれ導電性リング１８、２０の径及び設置高さが決められている。これにより、高さ方向における導電性リング１８、２０間に配置された第２の被保護物１４が基本的に直撃雷を受けない構成とされている。

以上説明したように、第１の被保護物１２に対しては、受雷突針１６が本発明における「第１受雷部」に、導電性リング１８が本発明における「第２受雷部」にそれぞれ相当する。一方、第２の被保護物１４に対しては、導電性リング１８及び導電性リング２０の何れか一方が本発明における「第１受雷部」に、他方が本発明における「第２受雷部」にそれぞれ相当する。また、導電性リング１８、２０を構造体としての鉄塔１０に支持するためのリング支持部材２６、２８が、本発明における「支持部材」に相当する。

また、図３に示す第１の被保護物１２と受雷突針１６及び導電性リング１８にそれぞれ接する回転球体Ｓとの離隔距離（最小距離、以下同じ）ｄ１は、安全距離ｓ１よりも大（ｄ１＞ｓ１）となるように設定されている。同様に、第２の被保護物１４と導電性リング１８、２０にそれぞれ接する回転球体Ｓとの離隔距離ｄ２は、安全距離ｓ２よりも大（ｄ２＞ｓ２）となるように設定されている。ここで、安全距離ｓ１、ｓ２は、それぞれ雷雲から発生した先駆放電が接近した際に各被保護物１２、１４からそれぞれ発生する局部放電の長さとして設定されており、設計上は、先駆放電の先端と被保護物との間の想定される電界に応じて（かつ、安全率を見込んで）決めることができる。なお、安全距離ｓ１、ｓ２が異なる場合があることは言うまでもない。そして、この離隔距離ｄ１、ｄ２の決め方、すなわち雷保護構造の設計方法は、第２受雷部としての導電性リング１８、２０を備える構成に適用することに限定されることはなく、回転球体法に基づくあらゆる雷保護構造（受雷部システム）の設計に広く適用することができる。

さらに、第２の被保護物１４と上下のリング支持部材２６、２８とのそれぞれの離隔距離ｄ３は、それぞれ安全距離ｓ３以上（ｄ３≧ｓ３）となるように設定されている。なお、離隔距離ｄ３は、図２（Ｂ）に示される６つの第２の被保護物１４のうち、直上及び直下にリング支持部材２６、２８が位置する２つの第２の被保護物１４について、適用すれば良い。また、図３から明らかなように、各第２の被保護物１４と各導電性リング１８、２０との最小距離は、安全距離ｓ３以上である離隔距離ｄ３よりも十分に大きい。

そして、安全距離ｓ３は、リング支持部材２６またはリング支持部材２８に雷電流が流れたときに、該リング支持部材２６またはリング支持部材２８と第２の被保護物１４との間に絶縁破壊を起こさない距離である。これらの安全距離ｓ３は、鉄塔１０（主柱１０Ａ）の側面を等電位面とみなして、以下の式によって得ることができる。

ｓ３＝ｋｉ×（ｋｃ／ｋｍ）×Ｌ
ここで、ｋｉは雷保護構造（雷保護システム）の保護レベルで決まる係数、ｋｃはリング支持部材２６、２８に流れる雷電流に係る係数、ｋｍは絶縁材料に係る係数、Ｌは離隔距離ｄ３を適用する点から直近の等電位面である鉄塔１０（主柱１０Ａ）の側面までのリング支持部材２６、２８に沿った長さである。本実施の形態において、例えば上記ＪＩＳ規格による保護レベルを保護レベルＩとすればｋｉ＝０．１となり、また本実施の形態に
おける絶縁材料は空気であるからｋｍ＝１となるため、上式は、ｓ３＝０．１×ｋｃ×Ｌのように簡素化される。なお、係数ｋｃの決め方は、上記ＪＩＳ Ａ４２０１：２００３附属書１に記載された公知の技術と同様であるため、その説明を省略する。また、図３では、作図の都合上、安全距離ｓ３を得るための距離Ｌが紙面に投影された如き長さで図示されているが、該距離Ｌがリング支持部材２６、２８の長手方向に沿う長さであることは上記の通りである。

一方、第１の被保護物１２については、図示は省略するが、受雷突針１６との間の離隔距離が、上記安全距離ｓ３と同様の式によって得られる安全距離以上に設定されている。

なお、上記各離隔距離ｄ１、ｄ２、ｄ３は、第１及び第２の被保護物１２、１４が、例えば遠隔操作によって姿勢を変化させるマイクロウェーブアンテナである場合には、この姿勢変化を考慮して設定される。すなわち、各離隔距離ｄ１、ｄ２、ｄ３は、第１被保護物１２または第２被保護物１４の外縁の動作（姿勢変化）軌跡と、回転球体Ｓまたはリング支持部材２６、２８との最小距離として設定される。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

上記構成の雷保護構造では、第１の被保護物１２が、受雷突針１６の先端と導電性リング１８との間において、受雷突針１６及び導電性リング１８に接する回転球体Ｓの外側の保護範囲内に配置されているため、第１の被保護物１２が直撃雷を受けることがない。同様に、第２の被保護物１４が、その上下に配置された導電性リング１８、２０間において、各導電性リング１８、２０に接する回転球体Ｓの外側の保護範囲内に配置されているため、第２の被保護物１４が直撃雷を受けることがない。

特に、第１の被保護物１２と、受雷突針１６及び導電性リング１８に接する回転球体Ｓとの離隔距離ｄ１が安全距離ｓ１よりも大であるため、換言すれば、第１の被保護物１２から発生する局部放電の先端が回転球体Ｓに接することがないため、第１の被保護物１２が直撃雷を受けることが確実に防止される。同様に、第２の被保護物１４と、導電性リング１８、２０に接する回転球体Ｓとの離隔距離ｄ２が安全距離ｓ２よりも大であるため、換言すれば、第２の被保護物１４から発生する局部放電の先端が回転球体Ｓに接することがないため、第２の被保護物１４が直撃雷を受けることが確実に防止される。

このように、本実施の形態に係る雷保護構造では、第１の被保護物１２、第２の被保護物１４をそれぞれ直撃雷に対し確実に保護することができる。

また、受雷突針１６に落雷すると、この受雷突針１６には雷電流が流れる。雷電流は、受雷突針１６、引下げ導線である主柱１０Ａを流れて接地極である基礎２２へ至り、大地へ流れて拡散される。

一方、導電性リング１８または導電性リング２０に落雷すると、雷電流は、リング支持部材２６またはリング支持部材２８、主柱１０Ａを流れて基礎２２へ至り、大地へ流れて拡散される。このとき、第２の被保護物１４とリング支持部材２６、２８との離隔距離ｄ３が安全距離ｓ３以下であるため、第２の被保護物１４とリング支持部材２６またはリング支持部材２８との間の空気が絶縁破壊されて第２の被保護物１４に電流が流れてしまうことが防止される。

以上により、本来保護構造では、第１の被保護物１２及び第２の被保護物１４を、直撃雷に対してのみならず、受雷突針１６、導電性リング１８、または導電性リング２０への近接落雷に対しても、確実に保護することができる。

そして、第１の被保護物１２に対する第２受雷部である導電性リング１８が、平面視で第１の被保護物１２を囲む閉曲線に沿って枠状に設けられているため、簡単な構造で、あらゆる方向からの雷撃に対し第１の被保護物１２を確実に保護することができる。換言すれば、第１の被保護物１２を直撃雷に対し確実に保護する保護範囲を簡単な構造によって得ることができる。

すなわち、例えば第１の被保護物１２の下方で鉄塔１０から水平方向に突出した受雷突針と受雷突針１６とで、第１の被保護物をあらゆる方向の雷撃から保護する場合、該水平方向の受雷突針を多数設ける必要がある。そして、この構成では、各受雷突針の先端に回転球体Ｓを接触させて保護範囲を確定する必要があり設計及び施工が煩雑であるが、平面視で第１の被保護物１２を囲むように導電性リング１８を設けることで、上記設計及び施工上の煩雑な作業が不要となる。また、水平方向の受雷突針を多数備える構成では、鉄塔１０の側面では該多数の受雷突針が密に配置されることとなり、保守スペースを確保することが困難となるが、本実施形態では導電性リング１８を機械的に支持する所定数のリング支持部材２６を設ければ足り、しかもリング支持部材２６を鉄塔１０側で密に配置する必要もないため、保守スペースを確保することができる。

同様に、導電性リング１８または導電性リング２０が、平面視で第２の被保護物１４を囲む閉曲線に沿って枠状に設けられているため、設計及び施工を容易化するができる簡単な構造で、あらゆる方向からの雷撃に対し第２の被保護物１４を確実に保護することができる。換言すれば、第２の被保護物１４を直撃雷に対し確実に保護する保護範囲を簡単な構造によって得ることができる。特に、第２の被保護物に対する第１受雷部、第２受雷部である導電性リング１８及び導電性リング２０が、共に平面視で第２の被保護物１４を囲む閉曲線に沿って枠状に設けられているため、簡単な構造で広い保護範囲を得ることができる。これにより、それぞれ鉄塔１０の外側に突出し、かつ周方向に分散して配置された複数の第２の被保護物を、単にこれらの上下に導電性リング１８及び導電性リング２０を配置する簡単な構造で、直撃雷に雷に対し確実に保護することができる。また、このような複数の第２の被保護物１４を保護するために導電性リング１８及び導電性リング２０を設けても、十分な保守スペースを確保することができる。

また、本発明に係る第１受雷部及び第２受雷部は、被保護物を囲む閉曲線に沿う方向（周方向）に切れ目等があっても良いが、本実施形態に係る導電性リング１８、２０は、周方向に切れ目なく連続した環状に形成されているため、該切れ目と被保護物の配置や該切れ目の両縁部に接触する回転球体Ｓと被保護物との関係を考慮することなく、被保護物を直撃雷に対し確実に保護することができる。すなわち、雷保護構造の設計及び施工が簡素化される。また、環状に形成された導電性リング１８、２０は、切れ目のある構成と比較して、剛性（機械的強度）が高いためにリング支持部材２６の数を減らすことができ、設計、施工及び保守スペースの確保が一層容易となる。

特に、導電性リング１８、２０は、それぞれ円環状に形成されているため、高さ方向の各部において軸心部から保護範囲の外縁までの距離が全周に亘り略一定であり、第１または第２の被保護物１２、１４の配置や形状、動作範囲に応じて鉄塔１０への取付方向を考慮する必要がなく、設計及び施工がより一層容易となる。

なお、上記の実施の形態では、鉄塔１０に設けた雷保護構造自体が第１受雷部を有する好ましい構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、図４に模式図にて示す変形例に係る構成とすることも可能である。

図４（Ａ）には、鉄塔１０の側面を第１受雷部とし、該第１受雷部と第２受雷部としての導電性リング１８とで第２の被保護物１４を落雷に対し保護する、第１変形例に係る雷保護構造が示されている。また、図４（Ｂ）には、大地の地表Ｇを第１受雷部とし、該第１受雷部と第２受雷部としての導電性リング１８とで第２の被保護物１４を落雷に対し保護する、第２変形例に係る雷保護構造が示されている。さらに、図４（Ｃ）には、周囲の建築物３０を第１受雷部とし、該第１受雷部と第２受雷部としての導電性リング１８とで第２の被保護物１４及び第２の被保護物１４よりも下方に設けられた第３の被保護物３２を落雷に対し保護する、第３変形例に係る雷保護構造が示されている。

このように、本発明に係る雷保護構造は、平面視で被保護物を囲む閉曲線に沿って設けられた第２受雷部を少なくとも１つ備えていれば足り、独立した第１受雷部の有無や構成によって限定されることはない。

また、上記の実施の形態では、雷保護構造が円環状に形成された導電性リング１８、２０を備えた好ましい構成としたが、本発明はこれに限定されず、本発明における第１受雷部または第２受雷部は、平面視で被保護物を囲む仮想閉曲線に沿って設けられていれば足りる。したがって、例えば、図５に示される如き第４変形例に係る構成とすることも可能である。図５には、平面視で被保護物１２を囲む仮想平曲線ｉに沿って複数（本第４変形例では３つ）の導電性部材３４が設けられている。各導電性部材３４は、それぞれ支持部材３６を介して鉄塔１０に支持されている。すなわち、各導電性部材３４にて構成される第１受雷部または第２受雷部は、導電性リング１８、２０を周方向に分割した如き構成とされている。さらに、この図に示すように、被保護物１２が配置されていない部分では、導電性部材３４間の間隔（切れ目）を、回転球体Ｓが主柱１０Ａに接するように大きく設定しても良い。本第４変形例に係る構成によっても、第１受雷部または第２受雷部が切れ目なく連続することによる効果を除いて、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。本第４変形例に係る構成は、例えば、比較的小型の被保護物を直撃雷に対し保護する場合に好適に適用される。

さらに、上記の実施の形態では、円環状に形成された導電性リング１８、２０が、平面視で被保護物１２、１４を囲む閉曲線に沿った第１受雷部または第２受雷部である構成として説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、導電性リング１８、２０の周方向の一部（とリング支持部材２６、２８と）を、本発明における平面視で被保護物１２、１４を囲む閉曲線に沿った第１受雷部または第２受雷部として把握することも可能である。また、本発明における仮想閉曲線は、平面視で被保護物を囲むものであれば円形（導電性リング１８、２０、または図５における仮想閉曲線ｉ）に限定されることはなく、例えば、三角形、矩形、六角形等の多角形や楕円形であっても良く、不定形に形成されていても良い。

さらにまた、上記の実施の形態では、本発明に係る雷保護構造を自立式の鉄塔１０に適用した構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、支線式の支柱や建築物等、雷撃から保護すべき被保護物を取付保持する如何なる構造物にも適用可能である。また、本発明に係る雷保護構造は、建築物自体の雷保護にも適用可能である。したがって、本発明に係る雷保護構造は、引下げ導線システムや接地システムの構成によって限定されることはない。

本発明の実施の形態に係る雷保護構造の該略全体構成を示す正面図である。 （Ａ）は図１の２Ａ−２Ａ線から見た平面図、（Ｂ）は図１の２Ｂ−２Ｂ線から見た平面図である。 本発明の実施の形態に係る雷保護構造を拡大して示す正面図である。 本発明の実施の形態に係る雷保護構造の変形例を示す図であって、（Ａ）は第１変形例の模式図、（Ｂ）は第２変形例の模式図、（Ｃ）は第３変形例の模式図である。 本発明の実施の形態に係る雷保護構造の第４変形例を示す平面図である。 従来の雷保護構造を示す正面図である。

符号の説明

１０ 鉄塔（構造物）
１２ 第１の被保護物（被保護物）
１４ 第２の被保護物（被保護物）
１６ 受雷突針（第１受雷部）
１８ 導電性リング（第２受雷部、第１受雷部）
２０ 導電性リング（第２受雷部、第１受雷部）
２６ リング支持部材（支持部材）
３２ 被保護物
３４ 導電性部材（第２受雷部、第１受雷部）
３６ 支持部材
Ｓ 回転球体（仮想球体）

Claims (6)

1. 導電性の第１受雷部と該第１受雷部の下方または上方に配置された導電性の第２受雷部との間における、前記第１受雷部及び第２受雷部に接する所定半径の仮想球体の外側に、被保護物を配置する雷保護構造において、
   前記第２受雷部を、平面視で前記被保護物を囲む閉曲線に沿って設けた、ことを特徴とする雷保護構造。
2. 前記第２受雷部を、前記閉曲線に沿って切れ目のない環状に形成した、ことを特徴とする請求項１記載の雷保護構造。
3. 前記第２受雷部を円環状に形成した、ことを特徴とする請求項２記載の雷保護構造。
4. 前記第１受雷部を、平面視で前記被保護物を囲む閉曲線に沿って設けた、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の雷保護構造。
5. 前記被保護物と前記仮想球体との最小距離を、雷雲の先駆放電が接近した際に該被保護物から発生する局部放電の長さよりも大きく設定した、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の雷保護構造。
6. 導電性の構造体に前記被保護物を取り付けると共に、該構造体に導電性の支持部材を介して前記第２受雷部を接続し、
   かつ、前記被保護物と前記支持部材との最小距離を、該支持部材に雷電流が流れたときに絶縁破壊を起こさない安全距離以上に設定した、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の雷保護構造。

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