JP6356311B1 - Lightning strike control device - Google Patents

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Abstract

【課題】落雷を特定の地域に誘導することにより、落雷から保護すべき領域における落雷抑制効果を高める。【解決手段】落雷から保護すべき被保護体1が存在する領域を落雷抑制領域Aとし、この落雷抑制領域Aから離間し、前記被保護体が存在しない領域を落雷誘引領域Bとし、前記落雷抑制領域Aにおいてマイナス電荷を分布させて落雷を誘引する上向きストリーマの発生を抑制し、前記落雷誘引領域Bにおいて、プラス電荷を分布させて前記上向きストリーマを発生しやすくすることにより、前記落雷を前記落雷誘引領域Bへ誘導するようにしたことを特徴とする。【選択図】図1A lightning strike suppression effect is enhanced in an area to be protected from lightning strike by guiding the lightning strike to a specific area. A region where a protected body 1 to be protected from a lightning strike is a lightning suppression region A, a region separated from the lightning suppression region A, and a region where the protected body is not present is a lightning induction region B, and the lightning strike The generation of the upward streamer that induces lightning strikes by distributing negative charges in the suppression region A, and the generation of the upward streamer is facilitated by distributing positive charges in the lightning induction region B. It is characterized in that it is guided to the lightning strike area B. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、落雷を抑制することで、雷害から建築物や設備機器等の被保護体を保護するための落雷制御方法及び落雷制御装置に関するものである。   The present invention relates to a lightning strike control method and a lightning strike control apparatus for protecting a protected body such as a building or equipment from lightning damage by suppressing lightning strikes.

落雷は大気中で起こる放電現象であり、雷放電には雲内放電、雲間放電、雲―大地間放電等がある。雷放電で大きな被害を出すのは雲―大地間放電(以下落雷)である。落雷は雷雲(雲底)と大地または大地等に建設された構造物との間の電界強度が非常に大きくなり、その電荷が飽和状態となって大気の絶縁を破壊したときに発生する現象である。   Lightning strikes are discharge phenomena that occur in the atmosphere. Lightning discharges include in-cloud discharges, inter-cloud discharges, and cloud-ground discharges. It is the cloud-to-ground discharge (hereinafter referred to as lightning strike) that causes significant damage from lightning discharge. A lightning strike is a phenomenon that occurs when the electric field strength between a thundercloud (cloud bottom) and a structure constructed on the earth or ground becomes very large, and its charge is saturated to break the insulation of the atmosphere. is there.

落雷の現象を詳細に観察すると、夏季に起こる一般的な落雷(夏季雷)の場合、雷雲が成熟すると雷雲からステップトリーダが大気の放電しやすいところを選びながら大地に近づいてくる。
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。
When lightning phenomena are observed in detail, in the case of a general lightning (summer lightning) that occurs in the summer, when the thundercloud matures, the steppedore approaches the ground from the thundercloud, selecting where it is likely to discharge air.
When the stepreader is at a certain distance from the ground, a weak current upward streamer (greeting discharge) extends from the ground, a building (lightning rod), a tree, or the like toward the stepreader.
When this streamer and steppeda are coupled, a large current (feedback current) flows between the thundercloud and the ground through the path.
This is a lightning phenomenon.

このような落雷現象に対し、従来の雷保護概念では、落雷は防止できないものとの観点から、落雷を突針型避雷針(フランクリンロッド)に受けて大地に流す方式が大半であった。   In view of such a lightning phenomenon, most conventional lightning protection concepts have received a lightning strike to a ground with a needle-type lightning rod (Franklin rod) from the viewpoint that lightning cannot be prevented.

これに対し、本発明者等は、落雷の発生を極力抑制することによって被保護体を保護すべく、特許文献1に示される落雷抑制型避雷装置を提案した。   On the other hand, the present inventors have proposed a lightning suppression type lightning arrester shown in Patent Document 1 in order to protect the protected object by suppressing the occurrence of lightning as much as possible.

この落雷抑制型避雷装置は、絶縁体を挟んで上下に配置される上部電極体及び下部電極体を有し、下部電極体のみを接地して構成したものである。   This lightning-suppressing type lightning arrester has an upper electrode body and a lower electrode body that are arranged vertically with an insulator interposed therebetween, and is configured by grounding only the lower electrode body.

そして、たとえばマイナス電荷が雲底に分布した雷雲が近づくと、それとは逆の電荷(プラス電荷)が大地の表面に分布し、接地されている下部電極体にもプラス電荷が集まる。   For example, when a thundercloud in which negative charges are distributed at the cloud bottom approaches, charges opposite to the thunderclouds (plus charges) are distributed on the surface of the ground, and positive charges are also collected on the grounded lower electrode body.

すると、絶縁体を介して配置されている上部電極体は、コンデンサの作用でマイナス電荷を帯びることとなる。   Then, the upper electrode body disposed via the insulator is negatively charged by the action of the capacitor.

この作用により、避雷装置とその周辺における上向きストリーマの発生を起こりにくくして落雷の発生を抑制するようにしている。   This action makes it difficult to generate upward streamers in the lightning arrester and its surroundings and suppresses the occurrence of lightning strikes.

特許第5839331号公報Japanese Patent No. 5839331

前述した本発明者等による先の提案によって、避雷装置を中心とした円状の保護領域において落雷を抑制できるようになった。   By the above-mentioned proposal by the present inventors as described above, lightning can be suppressed in a circular protection area centering on the lightning arrester.

しかしながら、先の提案においては、避雷装置の絶縁を破壊するエネルギーを持った雷が発生すると、前記避雷装置による落雷抑制効果が得られなくなることが想定されるため、その対策が必要であるとの知見に至った。
However, in the previous proposal, if a lightning with energy that breaks the insulation of the lightning arrester is generated, it is assumed that the lightning suppression effect by the lightning arrester cannot be obtained, so that countermeasure is necessary. It came to the knowledge of.

本発明は、前述した知見に基づいてなされたもので、落雷を特定の地域に誘導することにより、落雷から保護すべき領域における落雷抑制効果を高め得る落雷制御方法およびその装置を提供するもので、その落雷制御方法は、落雷から保護すべき被保護体が存在する領域を落雷抑制領域とし、この落雷抑制領域から離間し、前記被保護体が存在しない領域を落雷誘引領域とし、前記落雷抑制領域において、マイナス電荷を分布させて落雷を誘引する上向きストリーマの発生を抑制し、前記落雷誘引領域において、プラス電荷を分布させて前記上向きストリーマを発生しやすくすることにより、前記落雷を前記落雷誘引領域へ誘導するようにしたことを特徴とする。   The present invention has been made based on the above-described knowledge, and provides a lightning strike control method and apparatus capable of enhancing the lightning suppression effect in an area to be protected from lightning strikes by guiding the lightning strike to a specific area. In the lightning strike control method, the area where the protected object to be protected from the lightning strike is set as a lightning suppression area, the area separated from the lightning suppression area is set as the lightning induction area, and the lightning suppression is performed. In the region, the generation of an upward streamer that induces lightning strikes by distributing negative charges is suppressed, and the lightning strike is induced by distributing the positive charges in the lightning induction region to facilitate the generation of upward streamers. It is characterized by guiding to the area.

本発明の落雷抑制方法によれば、雷雲が近づくと、前記落雷抑制領域に、雷雲下部のマイナス電荷と同電荷を分布させる、かつ、前記落雷誘引領域に、雷雲下部のマイナス電荷と逆の電荷を分布させる。   According to the lightning suppression method of the present invention, when a thundercloud approaches, the same charge as the negative charge below the thundercloud is distributed in the lightning suppression region, and the charge opposite to the negative charge below the thundercloud is distributed to the lightning strike induction region. Distribute.

これによって、落雷抑制領域からは上向きストリーマが発生し難くなり、落雷誘引領域からは上向きストリーマが発生しやすくなる。
この結果、雷雲からのステップトリーダは、プラス電荷が分布させられた前記落雷誘引領域へ向かうこととなり、前記落雷抑制領域に先立って前記落雷誘引領域から上向きストリーマが発生し、落雷が前記落雷誘引領域へ導かれる。
As a result, an upward streamer is less likely to occur from the lightning strike suppression region, and an upward streamer is likely to occur from the lightning strike attraction region.
As a result, the step toreader from the thundercloud is directed to the lightning triggering region where positive charges are distributed, and an upward streamer is generated from the lightning triggering region prior to the lightning suppression region, and lightning strikes the lightning triggering region. Led to.

そして、前記落雷誘引領域を適宜設定することにより、落雷位置を制御することができ、前記落雷抑制領域にある被保護体に対する落雷抑制効果を高めることができる。   Then, by appropriately setting the lightning strike induction region, it is possible to control the lightning strike position, and to enhance the lightning strike suppression effect on the protected object in the lightning strike suppression region.

一方、本発明の落雷制御装置は、落雷から保護すべき被保護体が存在する落雷抑制領域に設置され、この落雷抑制領域にマイナス電荷を帯びさせることにより、落雷を誘引する上向きストリーマの発生を抑制する落雷抑制手段と、前記落雷抑制領域から離間した前記被保護体が存在しない落雷誘引領域に設置され、この落雷誘引領域にプラス電荷を帯びさせることにより、前記上向きストリーマを発生させる落雷誘引手段とを備えていることを特徴とする。   On the other hand, the lightning strike control device of the present invention is installed in a lightning strike suppression region where a protected object to be protected from lightning strike is present, and by generating a negative charge in this lightning strike suppression region, an upward streamer that induces lightning strikes is generated. Lightning suppression means for suppressing lightning strike, and the lightning induction means for generating the upward streamer by installing a positive charge in the lightning induction area where the protected object is not spaced apart from the lightning suppression area. It is characterized by having.

前記落雷誘引手段は、たとえば、突針型避雷針(フランクリンロッド)が用いられ、前記落雷抑制手段は、接地された支持ロッドの先端に電気的に導通された状態で取り付けられた第1電極体と、この第1電極体に電気絶縁状態で対峙された第2電極体と、この第2電極体と第1電極体とを電気絶縁状態に保持する電気絶縁層とによって構成される。   The lightning strike attracting means is, for example, a stylus type lightning rod (Franklin rod), and the lightning strike suppressing means is a first electrode body attached in a state of being electrically connected to the tip of a grounded support rod, The second electrode body is opposed to the first electrode body in an electrically insulated state, and the electrically insulating layer holds the second electrode body and the first electrode body in an electrically insulated state.

このような構成とすることにより、マイナス電荷が雲底に分布した雷雲が近づくと、それとは逆の電荷(プラス電荷)が大地の表面に分布し、これに伴い、前記落雷誘引領域とその落雷誘引領域に設置された突針型避雷針にプラス電荷が分布する。   With such a configuration, when a thundercloud with negative charges distributed on the cloud bottom approaches, the opposite charge (plus charge) is distributed on the surface of the earth, and accordingly, the lightning induction region and its lightning strike. A positive charge is distributed to the pointed lightning rod installed in the attracting area.

一方、前記落雷抑制領域では、前記大地に接地された前記支持ロッドおよび前記第1電極体にもプラス電荷が集まるようになる。   On the other hand, in the lightning strike suppression region, positive charges are also collected on the support rod and the first electrode body that are grounded to the ground.

すると、前記第1電極体および前記支持ロッドに前記電気絶縁層を介して配置されている前記第2電極体は、コンデンサの作用でマイナス電荷を帯びる。
この作用により、前記第2電極体の周辺に、雷雲の雲底と同電荷のマイナス電荷が分布する。
Then, the second electrode body disposed on the first electrode body and the support rod via the electrical insulating layer is negatively charged by the action of the capacitor.
As a result, negative charges having the same charge as the thundercloud bottom are distributed around the second electrode body.

これによって、雷雲からのステップトリーダは、前記突針型避雷針へ向かう傾向となり、上向きストリーマの発生が、前記落雷抑制領域よりも前記落雷誘引領域において起こり易くなり、落雷を前記落雷誘引領域へ導くことができる。   As a result, the step leader from the thundercloud tends to move toward the pointed lightning rod, and the upward streamer is more likely to occur in the lightning induction region than in the lightning suppression region, leading to a lightning strike region. it can.

したがって、前記被保護体が存在する前記落雷抑制領域への落雷が効果的に抑制され、前記被保護体への落雷による損傷を防止することができる。   Therefore, the lightning strike to the lightning strike suppression area where the protected body exists can be effectively suppressed, and damage to the protected body due to the lightning strike can be prevented.

前記落雷抑制手段は、間隔をおいて立設された支持体間に、電気絶縁性材料からなる連結具を介して架設された線状の第2電極体と、この第2電極の下方に、この第2電極体に沿うように配設された線状の第1電極体と、この第1電極体を前記第2電極体に所定間隔をおいて垂設する、電気絶縁性材料によって形成された複数のスペーサーと、前記第1電極体に接続された接地線とによって構成することができる。   The lightning strike suppression means includes a linear second electrode body erected between the support bodies erected at an interval via a connector made of an electrically insulating material, and below the second electrode, A linear first electrode body disposed along the second electrode body, and an electrically insulating material that hangs the first electrode body from the second electrode body at a predetermined interval. A plurality of spacers and a ground line connected to the first electrode body can be used.

このような構成とすることにより、前記第1電極体および前記第2電極体を線状にして、マイナス電荷の分布領域を拡大することができる。   By adopting such a configuration, it is possible to enlarge the negative charge distribution region by making the first electrode body and the second electrode body linear.

また、既設の送電設備を用いて、前記落雷抑制手段を構成することができる。
すなわち、既設の送電設備の鉄塔を前記支持体として用い、これらの鉄塔間に、前記第2電極体を絶縁状態で張設しておき、この第2電極体の下部に、前記鉄塔間に予め張設されている架空地線を、前記スペーサーを介して垂設することにより前記第1の電極体とする。
Moreover, the said lightning strike suppression means can be comprised using the existing power transmission equipment.
That is, an existing steel tower of a power transmission facility is used as the support, and the second electrode body is stretched between these steel towers in an insulated state, and the lower part of the second electrode body is previously placed between the steel towers. The suspended ground wire is suspended through the spacer to form the first electrode body.

これにより、前記落雷抑制手段の構成部材の殆どを、既設の送電設備によって代用することができ、前記落雷抑制手段の設置コストを軽減することもできる。   Thereby, most of the structural members of the lightning strike suppression means can be replaced by existing power transmission equipment, and the installation cost of the lightning strike suppression means can be reduced.

また、前記落雷抑制手段は、前記被保護体の上面に沿って配設される第1電極体と、この第1電極体を被覆する電気絶縁性材料によって形成された電気絶縁層と、この電気絶縁層の表面を覆って設けられた第2電極体と、前記第1電極体に接続された接地線とによって構成することもできる。   The lightning strike suppression means includes a first electrode body disposed along the upper surface of the protected body, an electrical insulation layer formed of an electrical insulation material covering the first electrode body, It can also be constituted by a second electrode body provided so as to cover the surface of the insulating layer, and a ground line connected to the first electrode body.

このような構成とすることにより、被保護体の上面に沿うようにして前記落雷抑制手段を設置することができるので、被保護体の形状に即したマイナス電荷の分布形態を実現することができる。   By adopting such a configuration, the lightning strike suppression means can be installed along the upper surface of the protected body, so that it is possible to realize a negative charge distribution form that matches the shape of the protected body. .

したがって、被保護体に対し有効なマイナス電荷分布を形成して、この被保護体に対する落雷抑制効果を高めることができる。   Therefore, it is possible to form an effective negative charge distribution for the object to be protected and enhance the lightning suppression effect for the object to be protected.

さらに、前記落雷抑制手段は、地面に設置された被保護体を覆って設けられる導電性材料によって形成された帯電体と、この帯電体を前記地面および前記被保護体に対して電気絶縁状態に保持する電気絶縁層と、前記地面に設置され、この地面に電気的に接続された第1電極体と、この第1電極体に対して電気絶縁状態で対峙された第2電極体とからなるキャパシタと、前記帯電体と前記第2電極体とを電気的に接続する導電体とによって構成することもできる。   Further, the lightning strike suppression means includes a charged body formed of a conductive material provided so as to cover a protected body installed on the ground, and the charged body is electrically insulated from the ground and the protected body. An electric insulating layer to be held, a first electrode body that is installed on the ground and is electrically connected to the ground, and a second electrode body that is electrically insulated from the first electrode body. It can also be constituted by a capacitor and a conductor that electrically connects the charged body and the second electrode body.

このような構成とすることにより、前記キャパシタによって、その第2電極体に大地と逆の電荷を生じさせるとともに、この電荷と同様の電荷を前記帯電体に分布させることができる。   With this configuration, the capacitor can generate a charge opposite to the ground in the second electrode body, and a charge similar to this charge can be distributed to the charged body.

そして、雲底にマイナス電荷が分布した雷雲が近づくと、前記帯電体にもマイナス電荷が分布し、これによって前記被保護体全体がマイナス電荷によって覆われる。
この結果、前記被保護体全面において落雷を抑制することができる。
When a thundercloud with negative charges distributed near the cloud bottom, negative charges are also distributed to the charged body, thereby covering the entire protected body with negative charges.
As a result, lightning can be suppressed over the entire surface of the protected object.

また、前記キャパシタの前記第1電極体および前記第2電極体の形状を自由に設定することができ、これによって、前記キャパシタの静電容量を大きくして、前記被保護体全面に十分なマイナス電荷を分布させることができる。   In addition, the shape of the first electrode body and the second electrode body of the capacitor can be freely set, thereby increasing the capacitance of the capacitor and sufficiently reducing the entire surface of the protected body. Charges can be distributed.

本発明によれば、被保護体が存在する落雷抑制領域にマイナス電荷を分布させて落雷を抑制するとともに、被保護体が存在しない落雷誘引領域にプラス電荷を生じさせて落雷を誘引することにより、前記落雷抑制領域の被保護体への落雷をより効果的に抑制することができる。   According to the present invention, by distributing a negative charge in a lightning strike suppression region where a protected object exists and suppressing a lightning strike, a positive charge is generated in a lightning strike induction region where a protected object does not exist to induce a lightning strike. The lightning strike to the protected object in the lightning strike suppression region can be more effectively suppressed.

本発明の落雷制御方法を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the lightning strike control method of this invention. 本発明の落雷制御装置の第1の実施形態の正面図である。It is a front view of 1st Embodiment of the lightning strike control apparatus of this invention. 本発明の落雷制御装置の第1の実施形態を示すもので、本実施形態に用いられる落雷抑制手段を示す縦断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a first embodiment of a lightning strike control device according to the present invention, and is a longitudinal sectional view showing a lightning strike suppression means used in this embodiment. 本発明の落雷制御装置の第1の実施形態を示すもので、上向きストリーマ発生抑制作用を説明するための概略図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the schematic for demonstrating 1st Embodiment of the lightning strike control apparatus of this invention, and explaining an upward streamer generation | occurrence | production suppression effect. 本発明の落雷制御装置の第2の実施形態を示すもので、本実施形態に用いられる落雷抑制手段を示す正面図である。The 2nd Embodiment of the lightning strike control apparatus of this invention is shown, and it is a front view which shows the lightning strike suppression means used for this embodiment. 本発明の落雷制御装置の第2の実施形態の正面図である。It is a front view of 2nd Embodiment of the lightning strike control apparatus of this invention. 本発明の落雷制御装置の第3の実施形態を示すもので、ストリーマ発生抑制作用を説明するための概略図である。The lightning strike control apparatus of 3rd Embodiment of this invention is shown, and it is the schematic for demonstrating the streamer generation | occurrence | production suppression effect. 本発明の落雷制御装置の第3の実施形態を示すもので、本実施形態に用いられる落雷抑制手段を示す斜視図である。The 3rd Embodiment of the lightning strike control apparatus of this invention is shown, and it is a perspective view which shows the lightning strike suppression means used for this embodiment. 本発明の落雷制御装置の第4の実施形態を示すもので、本実施形態に用いられる落雷抑制手段を示す概略図である。The 4th Embodiment of the lightning strike control apparatus of this invention is shown, It is the schematic which shows the lightning strike suppression means used for this embodiment. 本発明の落雷制御装置の第5の実施形態を示すもので、本実施形態に用いられる落雷抑制手段を示す概略図である。The lightning strike control apparatus of 5th Embodiment of this invention is shown, It is the schematic which shows the lightning strike suppression means used for this embodiment.

以下、本発明の落雷抑制方法の一例について、図1を参照して説明する。
本落雷抑制方法は、大地Gの、落雷から保護すべき被保護体1・2が存在する領域を落雷抑制領域Aとし、この落雷抑制領域から離間し、前記被保護体1・2が存在しない領域を落雷誘引領域Bとし、前記落雷抑制領域においてマイナス電荷を分布させて落雷を誘引する上向きストリーマの発生を抑制し、前記落雷誘引領域において、プラス電荷を分布させて前記上向きストリーマを発生しやすくすることにより、前記落雷を前記落雷誘引領域へ誘導するようにしたことを特徴としている。
Hereinafter, an example of a lightning strike suppression method of the present invention will be described with reference to FIG.
In this lightning strike suppression method, an area of the ground G where the protected objects 1 and 2 to be protected from lightning strikes is defined as a lightning strike suppression area A, and the area to be protected from the lightning strike suppression area does not exist. The region is designated as a lightning triggering region B, and negative charges are distributed in the lightning strike suppression region to suppress the occurrence of upward streamers that induce lightning strikes. In the lightning strike induction region, positive charges are distributed to easily generate the upward streamers. By doing so, the lightning strike is guided to the lightning strike inducement region.

このような構成とすることにより、上空に、雲底にマイナス電荷を帯びた雷雲が近づくと、前記落雷抑制領域Aにはマイナス電荷が分布させられていることにより、この前記落雷抑制領域Aから上向きストリーマが発生することが抑制される。   With such a configuration, when a thundercloud having a negative charge on the cloud bottom approaches the sky, negative charges are distributed in the lightning suppression region A. Occurrence of an upward streamer is suppressed.

また、前記落雷誘引領域Bにはプラス電荷が分布させられていることから、この落雷誘引領域Bよりマイナス電荷が分布している前記雷雲の雲底へ向けて上向きストリーマが発生しやすい条件が形成される。   In addition, since a positive charge is distributed in the lightning strike region B, a condition is formed in which an upward streamer is likely to occur toward the cloud bottom of the thundercloud in which a negative charge is distributed. Is done.

したがって、落雷は、前記上向きストリーマが発生しやすい前記落雷誘引領域Bへ向かって発生する。   Therefore, a lightning strike occurs toward the lightning induction region B where the upward streamer is likely to occur.

この結果、落雷は、前記落雷抑制領域Aを避けて発生し、この落雷抑制領域Aに存在する前記被保護体1・2が落雷から保護される。   As a result, lightning strikes are generated avoiding the lightning suppression region A, and the protected objects 1 and 2 existing in the lightning suppression region A are protected from lightning.

ついで、前述した落雷制御方法を有効に実施するための落雷制御装置の第1の実施形態について、図2ないし図4を参照して説明する。   Next, a first embodiment of a lightning strike control device for effectively carrying out the lightning strike control method described above will be described with reference to FIGS.

図2において、符号3で示す本実施形態の落雷制御装置は、前記落雷抑制領域Aにマイナス電荷を分布させる落雷抑制手段4と、前記落雷誘引領域Bにプラス電荷を分布させる落雷誘引手段5とによって構成されている。   In FIG. 2, the lightning strike control device of the present embodiment indicated by reference numeral 3 includes a lightning strike suppression means 4 for distributing negative charges in the lightning strike suppression area A, and a lightning strike induction means 5 for distributing positive charges in the lightning strike induction area B. It is constituted by.

前記落雷誘引手段5は、本実施形態においては、突針型避雷針(フランクリンロッド)が用いられており、導電性材料からなる長尺なロッドを、大地Gに接地した状態で立設することによって構成されている。   In the present embodiment, the lightning strike attracting means 5 is a projecting type lightning rod (Franklin rod), and is configured by standing a long rod made of a conductive material while being grounded to the ground G. Has been.

前記落雷抑制手段4は、本実施形態においては、図3に示すように、接地された第1電極体(内側電極体)6と、この第1電極体6を、所定隙間をおいて包み込むようにして設けられた第2電極体(外側電極体)7と、前記隙間に設けられ、前記第1電極体6と第2電極体7とを電気絶縁状態に保持する電気絶縁層8とからなり、前記第1電極体6が略球状に形成され、前記第2電極体7が、前記第1電極体6の外面形状と相似形をなす球殻状に形成され、前記第1電極体6が前記第2電極体7によってほぼ全面に亙って覆われた構成となっている。   In the present embodiment, the lightning strike suppression means 4 wraps the grounded first electrode body (inner electrode body) 6 and the first electrode body 6 with a predetermined gap as shown in FIG. A second electrode body (outer electrode body) 7 provided in the above and an electric insulating layer 8 provided in the gap and holding the first electrode body 6 and the second electrode body 7 in an electrically insulated state. The first electrode body 6 is formed in a substantially spherical shape, the second electrode body 7 is formed in a spherical shell shape similar to the outer surface shape of the first electrode body 6, and the first electrode body 6 is The second electrode body 7 is configured to cover almost the entire surface.

前記第1電極体6は真球形状で、かつ、図3に示すように、所定厚みを有する中空状に形成されている。   The first electrode body 6 has a true spherical shape and is formed in a hollow shape having a predetermined thickness as shown in FIG.

また、前記第1電極体6の下部にはナット9が一体に取り付けられており、このナット9に、後述する支持ロッド10の先端が螺合させられている。
この支持ロッド10にはロックナット11が螺着されており、このロックナット11が前記ナット9に圧着されることにより、前記支持ロッド10に前記第1電極体6が固定されている。
A nut 9 is integrally attached to the lower portion of the first electrode body 6, and a tip of a support rod 10 described later is screwed to the nut 9.
A lock nut 11 is screwed to the support rod 10, and the first electrode body 6 is fixed to the support rod 10 by pressing the lock nut 11 to the nut 9.

前記第2電極体7は、上下に2分割されて形成された一対の第2電極構成体7a・7bによって構成されている。
これら一対の第2電極構成体7a・7bは、前記電気絶縁層8を挟み込むようにして突き合わされることにより前記第1電極体6を包み込み、この突き合わされた部位において溶接(溶接部W)等により一体化されている。
The second electrode body 7 is composed of a pair of second electrode structures 7a and 7b formed by being divided into two parts in the vertical direction.
The pair of second electrode constituting bodies 7a and 7b are butted so as to sandwich the electric insulating layer 8, thereby enclosing the first electrode body 6, and welding (welding portion W) or the like is performed at the butted portions. Is integrated.

下方の前記第2電極構成体7aの下部中央には、その内外部を連通する貫通孔12が形成されている。   A through hole 12 that communicates the inside and the outside is formed in the lower center of the lower second electrode structure 7a.

前記支持ロッド10は、前記貫通孔12および前記電気絶縁層8を貫通して、前記第1電極体6に電気的に接続されており、この支持ロッド10が前記大地Gに接地された状態で立設されることにより、前記第1電極体6、前記第2電極体7、および、前記電気絶縁層8が、前記大地Gから所定高さに保持されるとともに、前記第1電極体6が前記支持ロッド10を介して接地されるようになっている。   The support rod 10 penetrates the through-hole 12 and the electrical insulating layer 8 and is electrically connected to the first electrode body 6. In a state where the support rod 10 is grounded to the ground G By being erected, the first electrode body 6, the second electrode body 7, and the electrical insulating layer 8 are held at a predetermined height from the ground G, and the first electrode body 6 is The support rod 10 is grounded.

前記電気絶縁層8は電気絶縁性材料によって形成され、前記第1電極体6と前記第2電極体7とを、電気絶縁状態で所定間隔に保持するようになっている。   The electrical insulating layer 8 is made of an electrically insulating material, and holds the first electrode body 6 and the second electrode body 7 at a predetermined interval in an electrically insulated state.

また、前記電気絶縁層8は、前記下方の第2電極構成体7aに形成された前記貫通孔12の内壁と、この貫通孔12に嵌合させられる前記支持ロッド10との隙間に延設されて、この支持ロッド10と前記第2電極体7とを所定間隔に保持するとともにこれらを電気絶縁状態に保持するようになっている。   The electrical insulating layer 8 extends in a gap between the inner wall of the through hole 12 formed in the lower second electrode structure 7a and the support rod 10 fitted in the through hole 12. Thus, the support rod 10 and the second electrode body 7 are held at a predetermined interval and are held in an electrically insulated state.

このように構成された本実施形態の避雷装置3は、図2に示すように、前記落雷抑制手段4を、前記落雷抑制領域Aの前記被保護体1の近傍に、前記支持ロッド10を用いて立設し、また、前記落雷誘引手段5を、前記落雷誘引領域Bに立設することによって設置される。   As shown in FIG. 2, the lightning arrester 3 of the present embodiment configured as described above uses the lightning suppression means 4 in the vicinity of the protected body 1 in the lightning suppression region A. The lightning triggering means 5 is installed by standing in the lightning triggering area B.

前記落雷抑制手段4は、前述したように設置された状態において、前記第2電極体7が、図2に示すように、前記被保護体1よりも上方に保持され、また、必要に応じて前記落雷抑制領域Aの複数箇所に設置される。
なお、落雷抑制領域Aと、落雷誘引領域Bとの距離は、落雷誘引領域Bに落雷が発生した際に落雷抑制領域Aに影響を及ぼさない距離、あるいは影響が小さい距離に設定される。
In the state where the lightning strike suppression unit 4 is installed as described above, the second electrode body 7 is held above the protected body 1 as shown in FIG. 2, and if necessary, It is installed at a plurality of locations in the lightning strike suppression area A.
Note that the distance between the lightning strike suppression area A and the lightning strike induction area B is set to a distance that does not affect the lightning strike suppression area A when a lightning strike occurs in the lightning strike induction area B, or a distance that has a small effect.

そして、前記落雷抑制手段4は、つぎのようにして落雷を抑制する。
すなわち、図4に示すように、マイナス電荷が雲底に分布した雷雲Cが近づくと、それとは逆の電荷(プラス電荷)が大地Gの表面に分布し、この大地Gに前記支持ロッド10を介して接地されている前記第1電極体6にもプラス電荷が集まる。
And the said lightning strike suppression means 4 suppresses a lightning strike as follows.
That is, as shown in FIG. 4, when a thundercloud C in which a negative charge is distributed on the cloud bottom approaches, a charge opposite to that (positive charge) is distributed on the surface of the ground G, and the support rod 10 is placed on the ground G. A positive charge also collects in the first electrode body 6 that is grounded through the first electrode body 6.

一方、前記第1電極体6に前記電気絶縁層8を介して対峙されている前記第2電極体7は、コンデンサの作用でマイナス電荷を帯びる。
この作用により、前記第2電極体7とその周辺における上向きストリーマの発生が起こりにくく、この結果、落雷の発生が抑制される。
On the other hand, the second electrode body 7 opposed to the first electrode body 6 through the electrical insulating layer 8 is negatively charged by the action of a capacitor.
Due to this action, an upward streamer is unlikely to occur in the second electrode body 7 and its periphery, and as a result, the occurrence of lightning strikes is suppressed.

したがって、前記落雷抑制手段4によって、前記落雷抑制領域Aの前記被保護体1周りにマイナス電荷が分布させられ、この結果、前記被保護体1への落雷が抑制される。   Therefore, negative charges are distributed around the protected body 1 in the lightning suppression area A by the lightning suppression means 4, and as a result, lightning strikes on the protected body 1 are suppressed.

一方、前記落雷誘引領域Bにおいては、前記大地Gに分布したプラス電荷により、前記落雷誘引手段5にもプラス電荷が分布する。
これによって、前記落雷誘引手段5から雷雲Cへ向けて上向きストリーマが発生しやすい状態が形成される。
On the other hand, in the lightning strike inducing region B, positive charges are distributed also to the lightning strike inducing means 5 due to the positive charges distributed in the ground G.
As a result, a state is formed in which an upward streamer is likely to occur from the lightning strike inducing means 5 toward the thundercloud C.

ここで、前記大地Gと雷雲Cとの絶縁が破られるような状況に至ると、前記雷雲Cからのステップトリーダが、プラス電荷に帯電した前記落雷誘引手段5へ誘引されるとともに、この落雷誘引手段5から上向きストリーマが前記雷雲Cの雲底へ向かって発生する。   Here, when the situation where the insulation between the ground G and the thundercloud C is broken, the step leader from the thundercloud C is attracted to the lightning strike inducing means 5 charged with a positive charge, and this lightning strike attraction. An upward streamer is generated from the means 5 toward the cloud bottom of the thundercloud C.

これによって、落雷が前記落雷誘引手段5へ導かれ、この落雷誘引手段5を経て、前記落雷誘引領域Bの大地Gへ流される。   As a result, lightning strikes are guided to the lightning strike inducing means 5 and flowed to the ground G in the lightning strike inducing area B through the lightning strike inducing means 5.

このように、本実施形態の落雷制御装置3によれば、前記被保護体1が存在する前記落雷抑制領域Aへの落雷を抑制しつつこの落雷を前記落雷誘引領域Bへ導くことができ、前述した落雷制御方法を有効に実施して、前記被保護体1を落雷から保護することができる。   Thus, according to the lightning strike control device 3 of the present embodiment, the lightning strike can be guided to the lightning strike inducement region B while suppressing the lightning strike to the lightning strike suppression region A where the protected body 1 exists. The above-described lightning strike control method can be effectively implemented to protect the protected body 1 from lightning strikes.

図5および図6は、本発明の落雷制御装置の第2の実施形態を示し、図6に示す本実施形態の落雷制御装置20は、落雷抑制手段に変更を加えたものである。   5 and 6 show a second embodiment of the lightning strike control device of the present invention, and the lightning strike control device 20 of this embodiment shown in FIG. 6 is obtained by changing the lightning strike suppression means.

符号21で示す本実施形態の落雷抑制手段は、図5に示すように、既設の送電設備を用いて構成されており、間隔をおいて立設された鉄塔22間に、電気絶縁性材料からなる連結具23を介して架設された線状の第2電極体24と、この第2電極体24の下方に、この第2電極体24に沿うように配設された線状の第1電極体25と、この第1電極体25を前記第2電極体24に所定間隔をおいて垂設する、電気絶縁性材料によって形成された複数のスペーサー26と、前記第1電極体25に接続された接地線27とによって構成したものである。   As shown in FIG. 5, the lightning strike suppression means of this embodiment shown by the code | symbol 21 is comprised using the existing power transmission equipment, and it is made from an electrically insulating material between the steel towers 22 installed upright at intervals. A linear second electrode body 24 laid via a connecting tool 23 and a linear first electrode disposed below the second electrode body 24 along the second electrode body 24. A body 25, a plurality of spacers 26 made of an electrically insulating material, which are suspended from the second electrode body 24 at a predetermined interval, and connected to the first electrode body 25. And a grounding wire 27.

そして、前記第1電極体25は、既存の送電設備に装備されている架空地線を用いることができる。   The first electrode body 25 may be an aerial ground wire equipped in an existing power transmission facility.

この落雷抑制手段21は、図5に示すように、雷雲Cが近づき大地Gにプラス電荷が分布すると、これに伴い、設置された前記第1電極体25にもプラス電荷が分布する。   As shown in FIG. 5, when the thundercloud C approaches and a positive charge is distributed on the ground G, the lightning strike suppression means 21 also distributes a positive charge on the first electrode body 25 installed.

そして、前記大地Gおよび前記第1電極体25に対して電気絶縁状態に保持されている前記第2電極体24に、前記第1電極体25との間のコンデンサーの作用により、マイナス電荷が分布する。   A negative charge is distributed to the second electrode body 24 held in an electrically insulated state with respect to the ground G and the first electrode body 25 by the action of a capacitor between the first electrode body 25 and the second electrode body 24. To do.

これによって、前記雷雲Cへ向かう上向きストリーマの発生を抑制する。
したがって、本実施形態の落雷抑制手段21を、図6に示すように、その第2電極体24が前記落雷抑制領域Aの上方を横切るようにして設置することにより、前記落雷抑制領域Aにマイナス電荷を分布させることができる。
As a result, the generation of upward streamers toward the thundercloud C is suppressed.
Therefore, as shown in FIG. 6, the lightning suppression unit 21 of the present embodiment is installed so that the second electrode body 24 crosses over the lightning suppression region A, so that the lightning suppression region A is minus. Charges can be distributed.

ここで、前記第2電極体24が線状に形成されていることにより、前述したマイナス電荷の分布範囲を広げることができる。   Here, since the second electrode body 24 is formed in a linear shape, the above-described negative charge distribution range can be widened.

図7および図8は、本発明の落雷制御装置の第3の実施形態を示し、図7に示すように、落雷抑制手段31に変更を加えたものである。   7 and 8 show a third embodiment of the lightning strike control device of the present invention. As shown in FIG. 7, the lightning strike suppression means 31 is modified.

この落雷抑制手段31は、図7に示すように、前記被保護体2の上面に沿って配設される第1電極体32と、この第1電極体32を被覆する電気絶縁性材料によって形成された電気絶縁層33と、この電気絶縁層33の表面を覆って設けられた第2電極体34と、前記第1電極体に接続された接地線35とによって構成されている。   As shown in FIG. 7, the lightning strike suppression means 31 is formed of a first electrode body 32 disposed along the upper surface of the protected body 2 and an electrically insulating material that covers the first electrode body 32. The electric insulating layer 33 is formed, a second electrode body 34 provided so as to cover the surface of the electric insulating layer 33, and a ground line 35 connected to the first electrode body.

そして、前記第1電極体32が、電気絶縁材料によって形成された複数の支持部材36によって前記被保護体2の上面に支持されることにより、本実施形態の落雷抑制手段31が、図8に示すように、前記被保護体2の上面に設置されるようになっている。   Then, the first electrode body 32 is supported on the upper surface of the protected body 2 by a plurality of support members 36 formed of an electrically insulating material, whereby the lightning strike suppression means 31 of this embodiment is shown in FIG. As shown, it is arranged on the upper surface of the protected body 2.

このように構成された本実施形態の落雷抑制手段31においても、図7に示すように、雷雲Cが近づいて、大地Gにプラス電荷が分布した際に、前記接地線35によって前記第1電極体32にもプラス電荷が分布し、これ伴い、前記第2電極体34にマイナス電荷が分布する。   Also in the lightning strike suppression means 31 of this embodiment configured as described above, as shown in FIG. 7, when the thundercloud C approaches and positive charges are distributed on the ground G, the first electrode is provided by the ground line 35. A positive charge is distributed also in the body 32, and accordingly, a negative charge is distributed in the second electrode body 34.

本実施形態の落雷抑制手段31は、図8に示すように、被保護体2の上面に、その外郭に沿うようにして設置することができるので、被保護体2に近い位置で、かつ、その形状に沿ってマイナス電荷を分布させることができる。   As shown in FIG. 8, the lightning suppression means 31 of the present embodiment can be installed on the upper surface of the protected body 2 so as to be along the outline thereof, at a position close to the protected body 2, and Negative charges can be distributed along the shape.

したがって、被保護体2に対し有効なマイナス電荷分布を形成して、この被保護体に対する落雷抑制効果を高めることができる。   Therefore, it is possible to form an effective negative charge distribution for the protected body 2 and to enhance the lightning strike suppression effect on the protected body.

さらに、図9に示す第4の実施形態のように、落雷抑制手段41を、大地Gに設置された被保護体2を覆って設けられる導電性材料によって形成された帯電体42と、この帯電体42を前記地面および前記被保護体2に対して電気絶縁状態に保持する電気絶縁層43と、前記大地Gに設置され、この大地Gに電気的に接続された平板状の第1電極体44と、この第1電極体44に対して電気絶縁状態で対峙された平板状の第2電極体45とからなるキャパシタ46と、前記帯電体42と前記第2電極体45とを電気的に接続する導電体47とによって構成することもできる。   Further, as in the fourth embodiment shown in FIG. 9, the lightning suppression means 41 includes a charged body 42 formed of a conductive material provided so as to cover the protected body 2 installed on the ground G, and this charging An electrically insulating layer 43 for holding the body 42 in an electrically insulated state with respect to the ground and the protected body 2, and a flat plate-like first electrode body installed on the ground G and electrically connected to the ground G 44 and a capacitor 46 composed of a flat plate-like second electrode body 45 opposed to the first electrode body 44 in an electrically insulated state, and the charging body 42 and the second electrode body 45 are electrically connected. It can also be constituted by a conductor 47 to be connected.

前記第1電極体44と前記第2電極体45は、たとえば、碍子等の電気絶縁性材料によって形成されたスペーサー48によって、所定間隔を保持した状態で連結されている。   The first electrode body 44 and the second electrode body 45 are connected in a state where a predetermined interval is maintained by a spacer 48 formed of an electrically insulating material such as an insulator, for example.

また、本実施形態においては、前記導電体47の途中に、前記第1の実施形態において示した落雷抑制手段4が、その第2電極体7を介して接続されている。   In the present embodiment, the lightning suppression means 4 shown in the first embodiment is connected to the conductor 47 through the second electrode body 7 in the middle of the conductor 47.

本実施形態においては、前記キャパシタ46において生成されるマイナス電荷が前記帯電体42に分布し、この帯電体42が前記被保護体2を覆って設けられていることから、この被保護体2の表面がマイナス電荷で覆われる。   In the present embodiment, the negative charge generated in the capacitor 46 is distributed to the charged body 42, and the charged body 42 is provided so as to cover the protected body 2. The surface is covered with negative charges.

これによって、前記被保護体2の全面において落雷抑制効果を実現することができる。   As a result, a lightning strike suppression effect can be realized on the entire surface of the protected body 2.

また、前記キャパシタ46の平板状の前記第1の電極体44および前記第2電極体45の形状を調整して、その対向面の面積を調整することにより、このキャパシタ46の静電容量を調整することができる。   Further, the capacitance of the capacitor 46 is adjusted by adjusting the shape of the flat plate-like first electrode body 44 and the second electrode body 45 of the capacitor 46 and adjusting the area of the opposing surface. can do.

ここで、前記被保護体2の大きさによって、落雷抑制に必要なマイナス電荷量が異なるが、前述した前記キャパシタ46の静電容量の調整によって容易に対応できる。   Here, the amount of negative charge required for lightning suppression differs depending on the size of the object 2 to be protected, but this can be easily handled by adjusting the capacitance of the capacitor 46 described above.

なお、落雷抑制領域Aでは、その落雷抑制装置が設備されている高さ付近の上空部分は全体としてマイナス電荷を分布させると共に、それよりも下方部分についてもマイナス電荷を分布させるのが、領域Aの落雷抑制効果の観点から望ましい。   In the lightning strike suppression area A, the area above the height at which the lightning strike suppression device is installed distributes negative charges as a whole, and also distributes negative charges in the lower part. It is desirable from the viewpoint of lightning suppression effect.

この点に配慮すると、図10に示すような落雷抑制型避雷装置を用いることが好ましい。この避雷装置は、長めの支持ロッド10が用いられている。これに伴い、第2電極体7の下部中央の貫通孔12を形成する筒状のスカート部3cの部分も下方に長く形成して筒状の被覆管とし、同様に電気絶縁層8も下方へ長く形成したものである。これにより、外側電極体である第2電極体7及び下方へ長い被覆管3c部分の全体がマイナス電荷を帯びてその電荷を周囲に分布させることになる。この結果、落雷抑制効果をより高めることができる。   Considering this point, it is preferable to use a lightning suppression type lightning arrester as shown in FIG. This lightning arrester uses a long support rod 10. Along with this, the cylindrical skirt portion 3c forming the through hole 12 at the lower center of the second electrode body 7 is also formed long and downward to form a cylindrical cladding tube, and the electric insulating layer 8 is also downward. Long formed. As a result, the second electrode body 7 that is the outer electrode body and the entire portion of the lower cladding tube 3c are negatively charged, and the charge is distributed to the surroundings. As a result, the lightning suppression effect can be further enhanced.

なお、前記各実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。   The various shapes, dimensions, and the like of the constituent members shown in the embodiments are merely examples, and various changes can be made based on design requirements and the like.

1 被保護体
2 被保護体
3 落雷制御装置
4 落雷抑制手段
5 落雷誘引手段
6 第1電極体
7 第2電極体
7a 第2電極構成体
7b 第2電極構成体
8 電気絶縁層
9 ナット
10 支持ロッド
11 ロックナット
12 貫通孔
20 落雷制御装置
21 落雷抑制手段
22 鉄塔
23 連結具
24 第2電極体
25 第1電極体
26 スペーサー
27 接地線
31 落雷抑制手段
32 第1電極体
33 電気絶縁層
34 第2電極体
35 接地線
36 支持部材
41 落雷抑制手段
42 帯電体
43 電気絶縁層
44 第1電極体
45 第2電極体
46 キャパシタ
47 導電体
48 スペーサー
A 落雷抑制領域
B 落雷誘引領域
C 雷雲
G 大地
W 溶接部

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Protected body 2 Protected body 3 Lightning strike control device 4 Lightning strike suppression means 5 Lightning strike induction means 6 1st electrode body 7 2nd electrode body 7a 2nd electrode structure 7b 2nd electrode structure 8 Electrical insulation layer 9 Nut 10 Support Rod 11 Lock nut 12 Through hole 20 Lightning strike control device 21 Lightning strike suppression means 22 Steel tower 23 Connector 24 Second electrode body 25 First electrode body 26 Spacer 27 Ground wire 31 Lightning strike suppression means 32 First electrode body 33 Electrical insulation layer 34 First Two-electrode body 35 Ground line 36 Support member 41 Lightning strike suppression means 42 Charged body 43 Electrical insulation layer 44 First electrode body 45 Second electrode body 46 Capacitor 47 Conductor 48 Spacer A Lightning strike suppression area B Lightning strike induction area C Thundercloud G Earth W welded part

Claims (2)

落雷から保護すべき被保護体が存在する落雷抑制領域に設置され、この落雷抑制領域にマイナス電荷を帯びさせることにより、落雷を誘引する上向きストリーマの発生を抑制する落雷抑制手段と、前記落雷抑制領域から離間した前記被保護体が存在しない落雷誘引領域に設置され、この落雷誘引領域にプラス電荷を帯びさせることにより、前記上向きストリーマを発生させる落雷誘引手段とを備え、
前記落雷抑制手段が、地面に設置された被保護体を覆って設けられる導電性材料によって形成された帯電体と、この帯電体を前記地面および前記被保護体に対して電気絶縁状態に保持する電気絶縁層と、前記地面に設置され、この地面に電気的に接続された第1電極体と、この第1電極体に対して電気絶縁状態で対峙された第2電極体とからなるキャパシタと、前記帯電体と前記第2電極体とを電気的に接続する導電体とによって構成されていることを特徴とする落雷制御装置。
Lightning suppression means installed in a lightning suppression area where there is an object to be protected from lightning strikes, and by generating a negative charge in this lightning suppression area, lightning suppression means for suppressing the occurrence of upward streamers that induce lightning, and the lightning suppression installed in lightning attraction region where the object to be protected spaced from the region is not present, by causing charged with positive charge in the lightning attraction area, e Bei and lightning induction means for generating the upward streamer,
The lightning strike suppression means holds a charged body made of a conductive material provided so as to cover a protected body installed on the ground, and holds the charged body in an electrically insulated state with respect to the ground and the protected body. A capacitor comprising: an electrical insulating layer; a first electrode body installed on the ground and electrically connected to the ground; and a second electrode body opposed to the first electrode body in an electrically insulated state A lightning strike control device comprising a conductor that electrically connects the charged body and the second electrode body .
前記落雷誘引手段が突針型避雷針であることを特徴とする請求項1に記載の落雷制御装置。
The lightning strike control device according to claim 1 , wherein the lightning strike attracting means is a stylus type lightning rod.
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