JP6980351B2 - 雷保護システム - Google Patents
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Description
このような構成において、例えば鉄塔への落雷時に雷サージ電流が導波管や同軸ケーブルを介して機器に流入するのを防止するため、従来から、各種の雷保護システムが提供されている。
また、特許文献2には、パラボラアンテナと通信機器とを導波管により接続したマイクロ無線システムにおいて、導波管の外周面を金属テープや金属パイプ等の金属導体により覆い、その一端部をパラボラアンテナに接続して他端部を通信機器の接地点や筐体に接続することにより、導波管を流れる雷サージ電流と同一方向の雷サージ電流を金属導体から接地点に流すことが記載されている。
そこで、本発明の解決課題は、同軸ケーブル用保安器と耐雷ユニットとを組み合わせて通信機器等に流入する雷サージ電流を大幅に低減させた雷保護システムを提供することにある。
前記同軸ケーブルの芯線とシールド部との間に接続されたアレスタを有する同軸ケーブル用保安器と、
前記同軸ケーブル用保安器と前記通信機器との間に配置されて前記同軸ケーブルを包囲するコアからなる耐雷ユニットと、
を備え、
前記アンテナが設置された鉄塔と、前記シールド部と、前記通信機器の筐体と、前記通信機器が設置された無線中継所と、を等電位接地すると共に、前記同軸ケーブル用保安器を、前記無線中継所の外部において前記同軸ケーブルと前記シールド部の接地線との間に設置したことを特徴とする。
また、請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載した雷保護システムにおいて、 前記コアが、軟磁性体材料によって構成されていることを特徴とする。
このため、通信機器等の損傷を防止して信頼性の高い雷保護システムを実現することができる。
まず、図1(a)は本発明の実施形態の主要部を示す原理的説明図であり、図1(b)は図1(a)における耐雷ユニットの斜視図である。
すなわち、この耐雷ユニット201は、既設の同軸ケーブルや導波管をコア201a,201b,201cが包囲するように後から装着可能である。
ここで、図2(b)は、本実施形態の軟磁性体材料からなるコア、例えばコア201aの中心に単一極性の雷サージ電流が侵入した場合の磁区の様子を示す模式図である。軟磁性体材料からなるコア201aにおいて、単一極性の雷サージ電流が侵入すると、図示するように、雷サージ電流侵入後の磁区は侵入前の状態に戻る。このため、雷サージ電流が繰り返し侵入したとしても、コア201aは常に高インピーダンスの状態に保たれているので、コア201aを繰り返して使用しても何ら支障はない。
これに対し、通常の珪素鋼鈑からなるフェライトコア201a’は、図2(c)に示すように、単一極性の雷サージ電流が侵入した後の磁区はほぼ一定方向に揃ってしまい、消磁しない限り元の状態には戻らない。これによってフェライトコア201a’のインピーダンスがほぼゼロとなり、次回に侵入した単一極性の雷サージ電流はフェライトコア201a’をそのまま通過して機器211に流入することになる。
従って、本実施形態のごとく、耐雷ユニット201のコア201a,201b,201cを軟磁性体材料によって構成すれば、雷サージ電流が機器211に流入するのを抑制することができる。
なお、103は、同軸ケーブル101及び導波管102を鉄塔100や機器211,212と共に等電位接地する接地線である。
図4(a)は耐雷ユニットを設けない場合、図4(b)は図1(a)や図3のごとく耐雷ユニットを設けた場合であり、「分流経路の電流」は接地線103を流れる電流、「保護経路の電流」は機器に流入する電流である。
図4(a),(b)を比較して判るように、耐雷ユニットを設けることで分流経路の電流が増加し、その分、保護経路の電流が減少するので、雷サージ電流による機器への悪影響が解消されている。
前述した図1や図3のように、雷サージ電流の経路に耐雷ユニットを挿入すれば、機器に流入する雷サージ電流をある程度抑制することが可能であるが、本実施形態では、雷サージ電流の抑制効果を更に高めるために、同軸ケーブル用保安器を耐雷ユニットと併用することとした。
耐雷ユニット201の構成は前述した図1(b)と同様であり、そのコアの仕様は図2(a)と同様である。
図5(a)に示すように、鉄塔100と同軸ケーブル用保安器110の接地点(アレスタE)、無線中継所200及び機器211の筐体は、等電位接地されている。
これらの表1,図6〜図9によれば、同軸ケーブル101上に同軸ケーブル用保安器110のみを有する場合には、雷サージ電流のうち45〜47[%]が機器211側の保護側シールドEに流入しているため、機器211における雷サージ電流の抑制効果が不十分であることが判る。
また、表2は、図10の試験回路において、インパルス電流源IGにより印加電流値[A](すなわち雷サージ電流)を種々変化させた場合に、同軸ケーブル用保安器110から接地線103を介してアレスタ接地に分流する測定電流値(アレスタE[A])と、耐雷ユニット201を介して機器211側の保護側シールド接地に分流する測定電流値(保護側シールドE[A])と、これらの測定電流値の分流比とを示したものである。
これらの表2,図10〜図13によれば、同軸ケーブル用保安器110だけでなく耐雷ユニット201を併用することにより、雷サージ電流はほぼアレスタEに流入していて保護側シールドEとの分流比は99:1となっている。このため、機器211に流入する雷サージ電流を低減することができ、雷サージ電流による機器211の損傷を確実に防止することが可能である。
図15によれば、印加電流のほとんどがアレスタEに流れており、保護側シールドEへの流入が抑制されていることが判る。
101:同軸ケーブル
101a:芯線
101b:シールド部
102:導波管
103:接地線
104:アンテナ
110:同軸ケーブル用保安器
111:アレスタ
112,113:コネクタ
200:無線中継所
201,202:耐雷ユニット
201a,201b,201c:コア
201d:通孔
201x,201y:ケース
211,212:機器
215:終端抵抗
IG:インパルス電流源
OSC1〜OSC3:電流測定器
Claims (3)
- 無線通信用のアンテナに接続された同軸ケーブルと、前記同軸ケーブルに接続された通信機器と、を有する無線通信設備において、
前記同軸ケーブルの芯線とシールド部との間に接続されたアレスタを有する同軸ケーブル用保安器と、
前記同軸ケーブル用保安器と前記通信機器との間に配置されて前記同軸ケーブルを包囲するコアからなる耐雷ユニットと、
を備え、
前記アンテナが設置された鉄塔と、前記シールド部と、前記通信機器の筐体と、前記通信機器が設置された無線中継所と、を等電位接地すると共に、前記同軸ケーブル用保安器を、前記無線中継所の外部において前記同軸ケーブルと前記シールド部の接地線との間に設置したことを特徴とする雷保護システム。 - 請求項1に記載した雷保護システムにおいて、
前記耐雷ユニットは、既設の前記同軸ケーブルに装着される分割型の前記コアを備えたことを特徴とする雷保護システム。 - 請求項1または2に記載した雷保護システムにおいて、
前記コアが、軟磁性体材料によって構成されていることを特徴とする雷保護システム。
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JP2018117658A JP6980351B2 (ja) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | 雷保護システム |
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