JP2005327581A - 避雷針装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】避雷針装置において、支柱２の上端部に避雷突針４を取り付けるとともに、支柱を囲むように、放射状水平ロッド部５ａとリング状ロッド部５ｂと放射状傾斜ロッド部５ｃとからなる避雷部材５を配設するようにしたものである。
【効果】支柱を囲むように、放射状水平ロッド部とリング状ロッド部と放射状傾斜ロッド部とからなる避雷部材を配設したので、新たに採用された設計手法である回転球体法に、避雷針装置の大形化や支持体の建替え等の大規模な変更を加えることなく、対応することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、落雷等の雷サージ等から建造物等を含む設備機器等を保護するための避雷針装置に関するものである。

落雷等の雷サージから、設備機器等を保護するために、設備機器等には、一例として、特許文献１に記載されているように、避雷針装置が取り付けられている。特に、特許文献１には、携帯電話、自動車電話、ぺージャ等の無線通信端末のための中継基地局として、アンテナが設けられている点が開示されており、また、中継基地局は、支持体等により地上より高所に設置されたアンテナを有し、このアンテナの略中心に、アンテナより高い位置に避雷突針からなる避雷針装置が配置されている。そして、この避雷針装置が雷サージを受雷することで、雷サージからアンテナを保護している。
特開平１１−１６８３１１号公報

しかしながら、従来の避雷針装置においては、避雷針の設計手法に基づいて避雷針装置を構築したとしても、雷サージによる被保護体の損傷が生じる場合があるという問題があった。このことは、従来の避雷針の設計手法である保護角法、即ち、所定の角度以内の保護範囲に設置された被保護体は保護されるという設計手法に、検討を加える必要性を生じさせた。

そして、近年、この避雷針装置の従来から用いられていた保護角法では、必ずしも、被保護体の保護を満足することができないということが判った。そして、避雷針装置の設計手法として、新たに回転球体法を追加採用するようになってきた。

図８に示すように、保護角法による設計手法により配設された避雷針装置１００では、被保護体であるアンテナ１０１は、保護角法に基づいて引かれた、避雷突針１０２の先端から所定の角度θで延在する保護限界線Ｌ１、Ｌ１’の下方に位置し、従って、被保護体であるアンテナ１０１は保護範囲内にあり、雷サージから保護されることになる。

一方、新たに採用された設計手法である回転球体法においては、被保護体であるアンテナ１０１は、回転球体法に基づいて引かれた保護限界線Ｌ２、Ｌ２’の保護範囲外にあり、従って、被保護体であるアンテナ１０１を、雷サージから保護できない恐れがある。このため、保護対策として、避雷針装置１００の高さ、即ち、設計を変更して避雷突針１０２を高い位置に設置して、被保護体であるアンテナ１０１を、保護限界線Ｌ２、Ｌ２’の保護範囲内に入るようにすることが必要である。しかしながら、既設の避雷針装置１００の避雷突針１０２を高くすることは、避雷突針１０２の長さが長尺となることであり、避雷突針１０２の長尺化に伴って、気候上の問題や耐震性等を考慮する必要があり、結果的には、避雷針装置１００の大形化を惹起することになる。また、避雷針装置１００を支えている鉄塔等の支持体１０３の設計変更、即ち、建替えを必要とすることもあり、莫大な時間と費用が掛かることになる。試算によると、避雷突針１０２の長さを１０ｍ近くも高くする必要がある場合もあることが分かり、既存の支持体１０３では、避雷針装置１００の変更設置が事実上不可能となることもあり得る。

他の保護対策として、避雷突針１０２を複数に増設することも考えられるが、支持体１０３によっては、増設設置が不可能な場合もあり、また、避雷突針１０２の後付け工事は困難で煩雑であり、更に、避雷突針１０２の増設に対応して、接地極１０４の増設も必要となり、従って、避雷突針１０２の増設工事が、大掛かりなものとなり、莫大な時間と費用が掛かるという問題がある。

本発明の目的は、上述した従来の避雷針装置が有する問題を解決することにある。

本発明は、上述した目的を達成するために、避雷針装置において、支柱の上端部に避雷突針を取り付けるとともに、支柱を囲むように、放射状水平ロッド部とリング状ロッド部と放射状傾斜ロッド部とからなる避雷部材を配設するようにしたものである。

支柱を囲むように、放射状水平ロッド部とリング状ロッド部と放射状傾斜ロッド部とからなる避雷部材を配設したので、新たに採用された設計手法である回転球体法に、避雷針装置の大形化や支持体の建替え等の大規模な変更を加えることなく、対応することができる。

避雷針装置を、避雷突針と避雷部材とにより構成したので、多くの雷サージを受雷する避雷突針が処理できない雷サージを、避雷部材で受雷し処理することができ、従って、被保護体であるアンテナを、確実に、且つ、広い範囲に亘たって保護することができる。

避雷部材が、支柱を囲むように配設されているので、避雷部材により、広範の雷サージを、確実に受雷し処理することができる。

以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明の趣旨を越えない限り、何ら、本実施例に限定されるものではない。

図１において、１は、鉄塔等の支持体であり、支持体１は、大地に、直接、建立されているか、或いは、建物の上に建立されている。２は、高絶縁性の絶縁体３を介して、支持体１の上端部に設置された支柱であり、支柱２の上端部には、避雷突針４が取り付けられている。５は、後述する避雷部材であり、６は、避雷部材５と大地とを接続する引下げ線であり、ケーブル等の絶縁線路からなり、支持体１から絶縁されて大地に接地接続されている。

７は、被保護体であるアンテナであって、アンテナ７は、取付具８を介して、支持体１の上端部に１個以上が取り付けられているとともに、避雷部材５の下方に取り付けられており、雷サージから保護されるように配置されている。９は、引下げ線６を、支持体１に固定するための締結バンドである。なお、支持体１には、適宜、工事用のプラットフォームを取り付けることもできる。

なお、図１において、アンテナ７を挟んで左右に位置する点線は、回転球体法における雷サージの保護範囲（ＪＩＳＡ４２０１ 建築物等の雷保護の保護レベル）の限界を示す保護限界線Ｌ２、Ｌ２’であり、被保護体であるアンテナ７が、点線で示された保護限界線Ｌ２（図１において右側に位置する）の左側及び保護限界線Ｌ２’（図１において左側に位置する）の右側に配置されていれば、避雷部材５が受雷して、アンテナ７が雷サージから保護されることを示している。また、この保護限界線Ｌ２の略円で囲まれた内側及び保護限界線Ｌ２’の略円で囲まれた内側が、避雷部材５の保護範囲外となることを示すものである。なお、図１の説明においては、回転球体法に基づいた保護限界線Ｌ２、Ｌ２’を示して、保護範囲について説明したが、設計手法の保護範囲を回転球体法に限らず、保護角法、その他の手法の単独、若しくは、複合による設計手法を用いてもよい。また、支持体１に支柱２を取り付ける場合、絶縁体３を使用しているが、必ずしも必要ではなく、絶縁体３を省略して、支持体１に、支柱２を直接取り付けるようしてもよい。

本発明の避雷針装置Ｃは、主として、支柱２と避雷突針４と避雷部材５等とから構成されている。

図２や図３に示されているように、支柱２は、管状の下部支柱部２ａと管状の上部支柱部２ｂとを有しており、下部支柱部２ａの上端には、下部支柱側連結フランジ２ｃが固着されており、また、上部支柱部２ｂの下端には、下部支柱側連結フランジ２ｃと略同一形状の上部支柱側連結フランジ２ｄが固着されている。下部支柱側連結フランジ２ｃに穿設されたボルト孔２ｃ１及び上部支柱側連結フランジ２ｄに穿設されたボルト孔２ｄ１に、ボルトＢを挿入し、ボルトＢに、ナットＮを螺合させることにより、下部支柱部２ａと上部支柱部２ｂとが連結されるように構成されている。なお、２ｅは、上部支柱部２ｂと上部支柱側連結フランジ２ｄとにより形成される隅部に取着された補強板である。

２ｆは、下部支柱側連結フランジ２ｃより外径の大きな直線状水平ロッド用取付フランジであり、直線状水平ロッド用取付フランジ２ｆは、下部支柱側連結フランジ２ｃと一体的に、下部支柱部２ａの上端に固着されている。また、２ｇは、下部支柱部２ａの下端に固着された下端連結フランジであり、下端連結フランジ２ｇが、絶縁体３を介して、支持体１に取着されるように構成されている。なお、２ｈは、下部支柱部２ａと下端連結フランジ２ｇとにより形成される隅部に取着された補強板である。

２ｉは、上部支柱部２ｂの上端に固着された上端連結フランジであり、４ａは、避雷突針４の下端に固着された避雷突針連結用フランジであり、上端連結フランジ２ｉと避雷突針連結用フランジ４ａとは、同一形状に形成されている。避雷突針連結用フランジ４ａには、ボルト孔４ａ１が穿設されており、同様に、上端連結フランジ２ｉにも、図示されていないボルト孔が穿設されている。

次に、図２〜図６を用いて、避雷部材５の構成部材について説明する。

５ａは、避雷部材５を構成する直線状水平ロッドであり、直線状水平ロッド５ａは、直線状のロッド本体５ａ１と、ロッド本体５ａ１の両端に固着されているとともに、ロッド本体５ａ１の軸線に沿って延在する板状の連結片５ａ２、５ａ３とから構成されており、ロッド本体５ａ１の一端に取着された連結片５ａ２とロッド本体５ａ１の他端に取着された連結片５ａ３とは、その上下面が、同一仮想平面上に位置するように構成されている。また、ロッド本体５ａ１の一端に取着された連結片５ａ２とロッド本体５ａ１の他端に取着された連結片５ａ３とには、それぞれ、適当数のボルト孔５ａ２’、５ａ３’が穿設されている。

５ｂは、避雷部材５を構成する弧状水平ロッドであり、弧状水平ロッド５ｂは、弧状のロッド本体５ｂ１と、ロッド本体５ｂ１の両端に固着されているとともに、ロッド本体５ｂ１の両端の接線方向に延在する板状の連結片５ｂ２、５ｂ３とから構成されており、ロッド本体５ｂ１の一端に取着された連結片５ｂ２とロッド本体５ｂ１の他端に取着された連結片５ｂ３とは、その上下面が、同一仮想平面上に位置するように構成されている。また、ロッド本体５ｂ１の一端に取着された連結片５ｂ２とロッド本体５ｂ１の他端に取着された連結片５ｂ３とには、それぞれ、適当数のボルト孔５ｂ２’、５ｂ３’が穿設されている。

５ｃは、避雷部材５を構成する傾斜ロッドであり、傾斜ロッド５ｃは、直線状のロッド本体５ｃ１と、ロッド本体５ｃ１の両端に固着されているとともに、ロッド本体５ｃ１の軸線に対して、所定の角度傾斜した板状の連結片５ｃ２、５ｃ３とから構成されており、ロッド本体５ｃ１の下端に取着された下端側連結片５ｃ２とロッド本体５ｃ１の上端に取着された上端側連結片５ｃ３とは、その上下面が、略平行になるように構成されているとともに、下端側連結片５ｃ２は、ロッド本体５ｃ１の軸線の延長線より上方に位置しており、また、上端側連結片５ｃ３は、ロッド本体５ｃ１の軸線の延長線より下方に位置している。また、ロッド本体５ｃ１の一端に取着された連結片５ｃ２と管体本体５ｃ１の他端に取着された連結片５ｃ３とには、それぞれ、適当数のボルト孔５ｃ２’、５ｃ３’が穿設されている。

次に、上述した直線状水平ロッド５ａと弧状水平ロッド５ｂと傾斜ロッド５ｃの組み立てについて、主として、図２を用いて説明する。

直線状水平ロッド５ａの他端に取着された連結片５ａ３に穿設されたボルト孔５ａ３’と下部支柱部２ａの上端に固着されている直線状水平ロッド用取付フランジ２ｆに穿設されたボルト孔２ｆ１とに、ボルトＢを挿入し、ボルトＢに、ナットＮを螺合させることにより、直線状水平ロッド用取付フランジ２ｆに、直線状水平ロッド５ａの他端に取着された連結片５ａ３を連結する。

また、傾斜ロッド５ｃの上端側連結片５ｃ３に穿設されたボルト孔５ｃ３’と、上部支柱部２ｂの上端に固着された上端連結フランジ２ｉに穿設されたボルト孔と、避雷突針４の下端に固着された避雷突針連結用フランジ４ａに穿設されたボルト孔４ａ１とに、ボルトＢを挿入し、ボルトＢに、ナットＮを螺合させることにより、上部支柱部２ｂの上端に、避雷突針４を取り付けるとともに、上端連結フランジ２ｉに、傾斜ロッド５ｃの上端側連結片５ｃ３を連結する。

更に、一方の弧状水平ロッド５ｂの一端に取着された連結片５ｂ２と、もう一方の弧状水平ロッド５ｂの他端に取着された連結片５ｂ３とを、一端に取着された連結片５ｂ２に穿設されたボルト孔５ｂ２’と他端に取着された連結片５ｂ３に穿設されたボルト孔５ｂ３’とが合致するように、一対の弧状水平ロッド５ｂを配置するとともに、直線状水平ロッド５ａの一端に取着された連結片５ａ２に穿設されたボルト孔５ａ２’と上記の一方の弧状水平ロッド５ｂの一端に取着された連結片５ｂ２に穿設されたボルト孔５ｂ２’ともう一方の弧状水平ロッド５ｂの他端に取着された連結片５ｂ３に穿設されたボルト孔５ｂ３’とが、互いに合致するように配置し、更に、傾斜ロッド５ｃの下端側連結片５ｃ２に穿設されたボルト孔５ｃ２’と上記の直線状水平ロッド５ａの一端に取着された連結片５ａ２に穿設されたボルト孔５ａ２’と上記の一方の弧状水平ロッド５ｂの一端に取着された連結片５ｂ２に穿設されたボルト孔５ｂ２’ともう一方の弧状水平ロッド５ｂの他端に取着された連結片５ｂ３に穿設されたボルト孔５ｂ３’とが、互いに合致するように配置し、その後、上記の傾斜ロッド５ｃの下端側連結片５ｃ２に穿設されたボルト孔５ｃ２’と上記の直線状水平ロッド５ａの一端に取着された連結片５ａ２に穿設されたボルト孔５ａ２’と上記の一方の弧状水平ロッド５ｂの一端に取着された連結片５ｂ２に穿設されたボルト孔５ｂ２’ともう一方の弧状水平ロッド５ｂの他端に取着された連結片５ｂ３に穿設されたボルト孔５ｂ３’とに、ボルトＢを挿入し、ボルトＢに、ナットＮを螺合させることにより、傾斜ロッド５ｃの下端側連結片５ｃ２と直線状水平ロッド５ａの一端と一方の弧状水平ロッド５ｂの一端ともう一方の弧状水平ロッド５ｂの他端とを連結する。

上述したようにして、複数の弧状水平ロッド５ｂを、連結片５ｂ２、５ｂ３を介して連結し、また、弧状水平ロッド５ｂの連結部分、換言すれば、弧状水平ロッド５ｂの両端に形成された連結片５ｂ２、５ｂ３に、その他端が、連結片５ａ３を介して、直線状水平ロッド用取付フランジ２ｆに連結された直線状水平ロッド５ａの一端を、連結片５ａ２を介して連結し、更に、弧状水平ロッド５ｂの連結部分、換言すれば、弧状水平ロッド５ｂの両端に形成された連結片５ｂ２、５ｂ３に、その他端が、連結片５ｃ３を介して、上端連結フランジ２ｉに連結された傾斜ロッド５ｃの一端を、連結片５ｃ２を介して連結することにより、避雷部材５が組み立てられることになる。

本実施例においては、図３に示されているように、６本の直線状水平ロッド５ａにより、放射状水平ロッド部５Ａが形成されており、また、６本の弧状水平ロッド５ｂにより、リング状ロッド部５Ｂが形成されており、更に、６本の傾斜ロッド５ｃにより、放射状傾斜ロッド部５Ｃが形成されている。このように、避雷部材５は、放射状水平ロッド部５Ａとリング状ロッド部５Ｂと放射状傾斜ロッド部５Ｃとにより、略傘状に形成されている。必要に応じて、略傘状の避雷部材５を、６本未満或いは６本を越える放射状水平ロッド部５Ａやリング状ロッド部５Ｂや放射状傾斜ロッド部５Ｃにより構成することもできる。

避雷針装置Ｃは、支柱２の上端部に取り付けられた避雷突針４と、上部支柱部２ｂを囲むように支柱２に取り付けられた、放射状水平ロッド部５Ａとリング状ロッド部５Ｂと放射状傾斜ロッド部５Ｃとからなる略傘状の避雷部材５とから構成されている。避雷突針４及び避雷部材５が取り付けられている支柱２は、高絶縁性の絶縁体３を介して、鉄塔等の支持体１に設置されており、支柱２或いは避雷部材５に、絶縁ケーブル等の引下げ線６が接続され、更に、引下げ線６が、大地に接地接続されている。

図７に示されている実施例には、上述した放射状水平ロッド部５Ａとリング状ロッド部５Ｂと放射状傾斜ロッド部５Ｃとからなる略傘状の避雷部材５を逆にして、略逆傘状に形成し、この略逆傘状の避雷部材５’を、上部支柱部２ｂを囲むように支柱２に取り付けたものである。なお、略逆傘状の避雷部材５’においては、上述した実施例における直線状水平ロッド用取付フランジ２ｆや下部支柱側連結フランジ２ｃは、支柱２の上部支柱部２ｂの上端部に固着されるとともに、避雷突針４は、下部支柱側連結フランジ２ｃに取り付けられ、更に、上述した実施例における上部支柱部２ｂの上端に固着された上端連結フランジ２ｉは、支柱２の下部支柱部２ａの上端部に取り付けられることになる。それ以外の構成は、上述した実施例と同じであるので、詳細な説明は省略する。

上述した避雷部材５を構成する直線状水平ロッド５ａ、弧状水平ロッド５ｂ及び傾斜ロッド５ｃとしては、管体や無垢の円棒や細長い板材等を使用することができるが、軽量化やコストの低減化を考慮して、直線状水平ロッド５ａのロッド本体５ａ１や弧状水平ロッド５ｂのロッド本体５ｂ１や傾斜ロッド５ｃのロッド本体５ｃ１を、管体とすることが好ましい。また、避雷部材５を構成する直線状水平ロッド５ａ、弧状水平ロッド５ｂ及び傾斜ロッド５ｃの材料としては、チタンやステンレス、更には、鉄、銅等の金属材を使用することができる。

また、直線状水平ロッド５ａ、弧状水平ロッド５ｂ及び傾斜ロッド５ｃからなる避雷部材５の組み立て順序は、適宜、選択することができものであり、更に、接続具として、ボルトＢやナットＮに代えて、ネジや緊諦ベルト等の他の接続具を使用することができ、更にまた、鑞付けや溶接等の接続手段を適用することもできる。

上述したように、支柱２を囲むように、放射状水平ロッド部５Ａとリング状ロッド部５Ｂと放射状傾斜ロッド部５Ｃとからなる略傘状の避雷部材５を配設することにより、新たに採用された設計手法である回転球体法に、避雷針装置Ｃの大形化や支持体の建替え等の大規模な変更を加えることなく、対応することができる。

避雷針装置Ｃを、避雷突針４と避雷部材５とにより構成したので、多くの雷サージを受雷する避雷突針４が処理できない雷サージを、避雷部材５で受雷し処理することができ、従って、被保護体であるアンテナ７を、確実に、且つ、広い範囲に亘たって保護することができる。

避雷部材５が、支柱２を囲むように配設されているので、避雷部材５により、広範の雷サージを、確実に受雷し処理することができる。

また、避雷部材５を配設することに加え、支持体１の強度等の範囲内で考慮しながら、避雷突針４を長くすることにより、雷サージの保護範囲を更に広げることができる。

図１は、本発明の避雷針装置等の全体正面図である。 図２は、本発明の避雷針装置を構成する避雷部材の部分分解斜視図である。 図３は、本発明の避雷針装置を構成する避雷部材の斜視図である。 図４は、図３に示されている避雷部材を構成する直線状水平ロッドの斜視図である。 図５は、図３に示されている避雷部材を構成する弧状水平ロッドの斜視図である。 図６は、図３に示されている避雷部材を構成する傾斜ロッドの斜視図である。 図７は、本発明の避雷針装置を構成する他の実施例の避雷部材の斜視図である。 図８は、避雷針装置の設計手法に対する被保護体の保護範囲を説明するための避雷針装置等の正面図である。

符号の説明

Ｃ・・・・・・・・・避雷針装置
１・・・・・・・・・・支持体
２・・・・・・・・・・支柱
３・・・・・・・・・・絶縁体
４・・・・・・・・・・避雷突針
５・・・・・・・・・・避雷部材
５ａ・・・・・・・・・直線状水平ロッド
５ｂ・・・・・・・・・弧状水平ロッド
５ｃ・・・・・・・・・傾斜ロッド
６・・・・・・・・・・引下げ線

Claims (1)

1. 支柱の上端部に避雷突針を取り付けるとともに、前記支柱を囲むように、放射状水平ロッド部とリング状ロッド部と放射状傾斜ロッド部とからなる避雷部材を配設したことを特徴とする避雷針装置。

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