JP2013196977A - 落雷抑制型避雷装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上部電極体11と下部電極体12とを絶縁する絶縁体13を有する避雷極部材1と、避雷極部材1の下部に設けられた支持部材3と、を備える。絶縁体13は、上部電極体11と下部電極体12との間に配置された筒状絶縁体14と、筒状絶縁体14の周囲に配置されたカバー部材15とを有している。カバー部材15は、積み重ねられた複数の単位カバー部材151により構成されている。
【選択図】図1
Description
さらに、近年の機器はIC化のため異常電流に弱く、落雷による問題が大きくなる傾向となっている。
近年、落雷を抑制する技術として、消イオン容量型避雷針(PDCE)が現れ効果を見せている(特許文献2、特許文献3参照)。
ステップトリーダが大地とある程度の距離になると大地または建築物(避雷針)、木などからステップトリーダに向かって、微弱電流の上向きストリーマ(お迎え放電)が伸びてくる。
このストリーマとステップトリーダが結合すると、その経路を通って、雷雲と大地間に大電流(帰還電流)が流れる。これが落雷現象である。
これらの観測結果から、夏季雷に対して、PDCEは帰還電流を防止(落雷を防止)し、落雷による被害を抑制することが判った。
しかし、PDCEを設置している構造物が非常に高い場合や高い山頂の場合、まれに大電流(概ね100kA以上)の落雷が発生することが見られた。このことは強大なステップトリーダに誘起されて、ストリーマ(お迎え放電)の放電レベルがPDCEの絶縁強度(概ね100kV)を超えて放出され結合し、落雷になったものと考えられる。
即ち、PDCEの上下電極の放電開始電圧を調整するためには、上部電極体と下部電極体間の筒状絶縁体の長さやカバー部材の厚さ・形状等を変更して調整することになる。その際、筒状絶縁体については切断長さを調整するだけで済むが、カバー部材については厚さ・形状の異なるカバー部材を製造するための多種類の金型が必要となり、その分、費用、管理も大変になる。
このように筒状絶縁体の周壁に、周壁の厚さ方向に貫通する通気孔を設けることで、万が一の落雷時において、避雷極部材の内部圧力上昇を一定の範囲に抑制することができる。
このように筒状絶縁体とカバー部材との間に間隙を形成することで、この間隙を利用して筒状絶縁体内から外部へ通じる通気路を形成することが可能になる。
このように各単位カバー部材をそれぞれが上下に移動可能に構成することで、上下の電極体とカバー部材との間に、及び単位カバー部材相互間に通気路となる隙間を形成することができる。
このような通気溝を形成した場合、通気孔、間隙、通気溝を経由して筒状絶縁体の内部から外気に連通する通気路を形成することができる。したがって、この場合には、上下の電極体とカバー部材との間に隙間を設けなくてよい場合もある。
このように通気溝の一方の端部を他方の端部よりも高位に位置させることで、この通気溝を経由して避雷極部材の内部へ水分が侵入するのを有効に抑制することができる。
このように各通気溝を放射状に配置することで、万が一の落雷時における避雷極部材の内部の気体排出機能を全体として均一化することができる。
以下、本発明の実施形態1について、図1〜図3を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明を消イオン容量型避雷針に適用した実施形態を示す図であり、特徴部分について断面で示している。図2は実施形態1に係るカバー部材の単位カバー部材の平面図であり、図3はその中央断面を示している。
支持部材3は、中心に位置する支持棒31と、その外側に同軸に配置された支持パイプ32とを備えている。支持棒31の下端部には、他の支持部材と結合するねじ部33が設けられている。
図4は、本発明に係る落雷抑制型避雷装置の実施形態2を示す一部断面正面図である。なお、同実施形態において、先の実施形態と基本的に同一の構成要素については、同一符号を付してその説明を簡略化する。
支持部材3は、中心に位置する支持棒31と、その外側に同軸に配置された支持パイプ32とを備えている。支持棒31の下端部には、他の支持部材と結合するねじ部33が設けられている。
図5は本発明の実施形態3に係る単位カバー部材151の底面図であり、図6は断面図、図7は二段に積み重ねた状態の断面図である。なお、同実施形態において、先の実施形態と基本的に同一の構成要素については、同一符号を付してその説明を簡略化する。
この実施形態のカバー部材15は、単位カバー部材151の相対する面の少なくとも一方の面(底面)に通気溝15hを設けた点に特徴がある。
本発明に係るPDCEの設置高さは平地で高さ100m以下の場合、上下電極の絶縁距離Hは概ね40mm程度で十分効果のあることが今までのフィールドでのデータで明らかになっている。このときの上下電極の放電開始電圧は大気圧760mm・Hg 20℃で約100kVである。また、適度な放電距離Hは製品の重量低減に役立つ。
11 上部電極体
12 下部電極体
13 絶縁体
14 筒状絶縁体
141 通気孔
15 カバー部材
151 単位カバー部材
15h 通気溝
2 連結部
3 支持部材
31 支持棒
32 支持パイプ
33 ねじ部
A、B 落雷抑制型避雷装置
Claims (7)
- 上部電極体と下部電極体とを絶縁する絶縁体を有する避雷極部材と、避雷極部材の下部に設けられた支持部材と、を備え、
前記絶縁体は、上部電極体と下部電極体との間に配置された筒状絶縁体と、筒状絶縁体の周囲に配置されたカバー部材とを有し、
前記カバー部材は、積み重ねられた複数の単位カバー部材により構成されていることを特徴とする落雷抑制型避雷装置。 - 前記上部電極体と下部電極体は前記筒状絶縁体により連結され、その筒状絶縁体の周壁には、周壁の厚さ方向に貫通する通気孔が設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の落雷抑制型避雷装置。
- 前記筒状絶縁体と前記カバー部材との間には間隙が形成され、この間隙に前記通気孔が連通していることを特徴とする、請求項1または2に記載の落雷抑制型避雷装置。
- 前記カバー部材の各単位カバー部材は、それぞれが上下に移動可能に構成されていることを特徴とする、請求項1〜3の何れかに記載の落雷抑制型避雷装置。
- 前記単位カバー部材の相対する面の少なくとも一方の面に通気溝が設けられ、通気溝の一方の端部が前記間隙に連通し、他方の端部が外気に連通していることを特徴とする、請求項1〜4の何れかに記載の落雷抑制型避雷装置。
- 前記通気溝の一方の端部が他方の端部よりも高位に位置していることを特徴とする、請求項5に記載の落雷抑制型避雷装置。
- 前記通気溝が複数設けられ、各通気溝は放射状に伸びていることを特徴とする、請求項5または6に記載の落雷抑制型避雷装置。
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