JP3017698U

JP3017698U - 防雷用接地電極

Info

Publication number: JP3017698U
Application number: JP1995005236U
Authority: JP
Inventors: 儀一郎加藤; 一男井上
Original assignee: 中央防雷株式会社
Priority date: 1995-04-22
Filing date: 1995-04-22
Publication date: 1995-10-31
Anticipated expiration: 2001-04-22

Abstract

(57)【要約】【目的】雷電流を、効果的に地面に放流させるため、
サージインピーダンスの低い接地電極で、しかも、通常
の接地電極棒と同じく、材質は耐腐蝕性であり、作業上
は、堅い地面でも容易に打ち込めるような防雷用接地電
極を得ることが目的である。【構成】熔融亜鉛メッキした等辺または不等辺山形
鋼、もしくは等辺または不等辺のステンレス製の接地電
極で、下端部の両側面は剣先状、中間部の両側面には鋸
歯状の凹凸を形成し、上端部には一個ないし複数の丸穴
が穿たれている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案の接地電極は、避雷針または避雷器の接地電極に使用されるものである。近年は、コンピュータが著しく普及した。しかし、コンピュータは雷サージに極めて弱いので、落雷によりコンピュータが破壊するという被害がいたるところで発生している。工場や研究所では、自動化が進んでいるので、１度の落雷で大きい損害を蒙ることもしばしばある。事務所でもオフイスオートメーションが普及したため、高価な設備がなされているが、それらの機器が雷害をうけている。上記した雷害事故防止に、避雷針や避雷器は必要であるが、接地は、とくに重要な役割を担うことになる。一方では、電力を供給する側の電力会社の送電線鉄塔の接地も、落雷による瞬時停電を防止するため、とくに雷電流を効果的に放流できるものが要望されている。また、電気、ガス等の自動検針が普及すれば、それらの信号回線に避雷器が必要になり、当然のことながら、サージインピーダンスの低い雷サージに効果的な接地電極が要望される。

【０００２】

【従来の技術】

銅板、または銅棒など銅製品が、耐腐蝕性がよいので、従来から主として用いられてきた。また、銅板に銅被覆鋼棒などを並列に接続する方法も用いられている。しかし、熔融亜鉛メッキ（熔融亜鉛のどぶづけをいう）した鋼棒、もしくはステンレス製の電極棒も、長年の調査結果では、銅製品にくらべて耐腐蝕性が劣ることもないので、銅板に代わって用いられるようになってきた。最近とくに建物の周辺には、パイプやその他の金属性の材料が埋設されており、その付近に、銅板や銅被覆鋼棒を付設すると、電蝕作用で、建物周辺に埋設された金属が侵されて錆びるということが問題になっている。また、ビルの床面に穴を掘って銅板を埋めることは、建物の基礎部分を弱めるという意味で避けられている。銅被覆鋼棒も、地面が堅いので銅被覆が損傷することもあり適当な接地電極であるとは言えない。

【０００３】熔融亜鉛メツキした鋼棒や、ステンレス製電極棒が上記した理由の他にも、堅い地面にも、比較的容易に打てるという利点もあり、従来からの銅板や銅被覆鋼棒に代わって使用される時代になりつつある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記したごとく、最近は熔融亜鉛メッキ鋼棒やステンレス製電極棒が多く使用される傾向にあるが、本考案の接地電極は地中に打設する際、棒電極とかわらず容易に打設できて、さらに防雷機能の高いものである。

【０００５】防雷用の接地電極の場合、とくに雷電流の特性について十分な考慮を払って、サージインピーダンスの低いものを選ばなければならない。雷は超高圧で波頭と波尾を有する衝撃波電圧であり、時間的には波頭長が１〜３マイクロ秒、波尾長が４０マイクロ秒と非常に短いものである。落雷の瞬間は、雷雲底の電荷の極性と反対の極性の地表電荷が、落雷地点に吸引され、雲からの電荷と地表電荷が衝突するという現象が起こる。雷電気が超高圧であり、雲の電荷と地表電荷との衝突が落雷なので、接地極も避雷針のごとく針状突起をもっている方が、雷電気の吸収と放電を容易にする。

【０００６】雷は前記したごとく超高圧なので、落雷前から、接地電極から土中へコロナ放電し、電極の周囲は広くイオン化され、落雷と同時に第１図のように、電極の周囲はアークゾーンとストリーマーゾーンと導電体部分が形成され、電極接地表面積が極端に増大し、接地電極の初期インピーダンスは低下する。この場合、電極の周囲に針状突起があれば、接地電極からのコロナ放電は一層活発になり、落雷時には、より大きい電導体部分が形成される。

【０００７】また、雷電流が接地電極に流入する際の、接地電位をＥ_０とすると、Ｅ_０＝ｉＲ＋Ｌｄｉ／ｄｔｉは接地電極に流入する雷電流、Ｒは接地抵抗、Ｌは接地極のインダクタンス、ｄｉ／ｄｔは波頭値の峻度。雷電流は、上記したごとく急峻な波形となるので、電極長の長いものよりも短いものを並列接続し、雷電流の通路を出来る限り短くした方が、初期のインピーダンスを下げるために効果がある。上記したような接地電極と通常の深打込み式接地電極と併用すれば、雷電流の突入時における接地電位Ｅ_０の急峻な電位上昇を緩和し、全体的に接地電位を低くおさえることも可能である。

【課題を解決するための手段】

【０００８】上記したごとき防雷の原理を活用できて、なおかつ、耐腐蝕性であり、棒電極に劣らず容易に地面に打設できる接地電極は、つまり熔融亜鉛メッキした等辺または不等辺山形鋼、もしくは等辺または不等辺のステンレスを用いた接地電極で、上記接地電極の下端部両面は剣先状、中間部の両側面は鋸歯状の凹凸を切り込んで、また上端部には一個または複数の丸穴を穿つたものであることを特長とする。

【０００９】

【作用】

防雷用接地電極に要望される条件は、さまざまな性質の土中に長年放置されるので耐腐蝕性が必要であり、作業上からは堅い地面にでも容易に打設できるものでなくてはならないことは、通常の接地電極棒と全く同じであるが、それに加えて落雷直前に、土中でコロナ放電作用が起こりやすく、落雷と同時に、電極の周囲はアークゾーン、ストリーマゾーン、導電性領域と拡大され、全体で大きい接地表面積を得られ、落雷の瞬間でさえ接地電位を低く押さえることの出来るものでなければならないが、本考案の防雷用接地電極は、上記した条件をすべて満たしている。また、深埋設した接地電極と併用して、本考案のものを数多く並列接続して使用すれば、接地抵抗の初期値も定常値も低くおさえることが出来るので、有効な防雷用接地電極が得られる。

【００１０】

【実施例】

図は本考案の防雷用接地電極の一実施例を説明する。

【００１１】第２図は、本考案の防雷用接地電極の斜視図である。図において、（１）は熔融亜鉛メッキした等辺もしくは不等辺山形鋼、もしくは等辺もしくは不等辺のステンレスである。（２）の部分は剣先状に形成された先端部である。

【００１２】（３）の部分は鋸歯状の凹凸を形成した、上記接地電極の中間部の側面の部分である。そして、（４）の部分は、リード線を取り付けるための丸い穴である。

【００１３】

【考案の効果】

本考案は上述したごとく、耐腐蝕性にすぐれ、打込みの際の強度も十分で、容易に堅い地面にも打込める。特に、防雷上に優れた性能があり、雷電流が作用する場合には、電極に形成された多数の尖った部分から土中にアーク放電が起こり、その外側にはストリーマーゾーン、また、その外側は大きな導電層になるので、そのため接地電極のサージインピーダンスは、著しく低下するので、防雷上有効な接地電極が得られる。

【００１４】

【図面の簡単な説明】

【図１】棒状電極に雷電流が流れた場合、土中の電気的
状態

【図２】実施例の斜視図

【符号の説明】

１．防雷用接地電極本体２．先端部分剣先３．中間部の鋸歯状凹凸の切込み４．上端部の丸穴

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】熔融亜鉛メッキした等辺または不等辺山形
鋼、もしくは等辺または不等辺のステンレスを用いた接
地電極で、上記接地電極の下端部両側面は剣先状とし、
中間部の両側面は鋸歯状の凹凸を切込み、また上端部に
は一個または複数の丸穴を穿つたものであることを特長
とする。