JPS58216396A - 雷導接地装置 - Google Patents
雷導接地装置Info
- Publication number
- JPS58216396A JPS58216396A JP57100991A JP10099182A JPS58216396A JP S58216396 A JPS58216396 A JP S58216396A JP 57100991 A JP57100991 A JP 57100991A JP 10099182 A JP10099182 A JP 10099182A JP S58216396 A JPS58216396 A JP S58216396A
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- Japan
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- lightning
- cable
- core wire
- metal sheath
- grounding
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、雷導接地装置に関し、特に、金属シース付
ケーブルを用いた雷導接地装置に関する。
ケーブルを用いた雷導接地装置に関する。
鉄塔や建吻等を落雷から保護するための従来の雷導接地
装置は、避雷針を銅線からなる接地線にて接地している
構成のものであった。しかし、この接地線は、雷サージ
に対しては大きなサージインピーダンスを有しているた
め、落雷時の鉄塔や接地線の電位上昇が大きく、その結
果、周辺の通信用や照明用等の弱電線へ印加される電圧
が過大になり、弱電ｍ器の絶縁破壊をもたらし、雷被害
を大きくしていた。
装置は、避雷針を銅線からなる接地線にて接地している
構成のものであった。しかし、この接地線は、雷サージ
に対しては大きなサージインピーダンスを有しているた
め、落雷時の鉄塔や接地線の電位上昇が大きく、その結
果、周辺の通信用や照明用等の弱電線へ印加される電圧
が過大になり、弱電ｍ器の絶縁破壊をもたらし、雷被害
を大きくしていた。
この発明は、そのような従来の雷導接地装置の欠点を除
去するためになされたものであり、接地線のサー ジイ
ンピーダンスの低減を図ることにより、落雷時の接地線
や鉄塔の電位上昇を抑制し、以て雷被害を防止すること
を目的とする。
去するためになされたものであり、接地線のサー ジイ
ンピーダンスの低減を図ることにより、落雷時の接地線
や鉄塔の電位上昇を抑制し、以て雷被害を防止すること
を目的とする。
この発明は、要約すれば、金属シース付ケープルを用い
、避雷針をこのケーブルの芯線で接地し、ざらに、この
ケーブルの金属シースを前記芯線の接地点と離れたとこ
ろで接地した雷導接地装置である。
、避雷針をこのケーブルの芯線で接地し、ざらに、この
ケーブルの金属シースを前記芯線の接地点と離れたとこ
ろで接地した雷導接地装置である。
以下、この発明の実論例を図面に基づき説明するっ
第１図は、この充用の一実施例を示す慨略図である。大
地１１上に鉄塔９が建てられていて、当該鉄塔９の先端
部には、絶縁スペーサ８を介して避雷針１が取付けられ
ている。避雷針１には架橋ポリエチレン絶縁ビニルシー
スケーブル（以下、ＣＶケーブルという。）２の芯線３
の一方の１部が接続されている。、Ｃｖケーブル２は金
属シース４を有しており、当該金属シース４と前記芯線
３との間には誘電率の大きい誘電体〈図示せず）が充填
されている。さらに、Ｃ■ケーブル２の先端部付近に６
いて、芯線３と金属シース４には１１’Ｅギヤツプ１０
が接続されている。、ＣＶケーブル２の８違３の他方の
端部は、大地１１中に埋設されたメンシュ状接地２１５
に接続されている。また、Ｃｖケーブル２の金属シース
４の一方の端部は、絶縁線７を介して大地１１中に埋設
された釘付接地電極６に接続されている。メツシュ状接
地電ｉ５と釘付接地電極６とは、互いに離れて埋設され
ており、１０１程度以上離す方が好ましい。メツシュ状
接地電極５は、たとえば銅からなる接地線を網目状に組
合せたものである。釘付接地電極６は、たとえばステン
レススチールからなるパイプの表面にステンレススチー
ルからなる円誰状の針を多数設けたものである。
地１１上に鉄塔９が建てられていて、当該鉄塔９の先端
部には、絶縁スペーサ８を介して避雷針１が取付けられ
ている。避雷針１には架橋ポリエチレン絶縁ビニルシー
スケーブル（以下、ＣＶケーブルという。）２の芯線３
の一方の１部が接続されている。、Ｃｖケーブル２は金
属シース４を有しており、当該金属シース４と前記芯線
３との間には誘電率の大きい誘電体〈図示せず）が充填
されている。さらに、Ｃ■ケーブル２の先端部付近に６
いて、芯線３と金属シース４には１１’Ｅギヤツプ１０
が接続されている。、ＣＶケーブル２の８違３の他方の
端部は、大地１１中に埋設されたメンシュ状接地２１５
に接続されている。また、Ｃｖケーブル２の金属シース
４の一方の端部は、絶縁線７を介して大地１１中に埋設
された釘付接地電極６に接続されている。メツシュ状接
地電ｉ５と釘付接地電極６とは、互いに離れて埋設され
ており、１０１程度以上離す方が好ましい。メツシュ状
接地電極５は、たとえば銅からなる接地線を網目状に組
合せたものである。釘付接地電極６は、たとえばステン
レススチールからなるパイプの表面にステンレススチー
ルからなる円誰状の針を多数設けたものである。
一般に、接地線のサージインピーダンスＺは、接地線の
自己インダクタンスをし、接地線と大地間の静電容量を
Ｃとすれば、次式で表わすことができる。
自己インダクタンスをし、接地線と大地間の静電容量を
Ｃとすれば、次式で表わすことができる。
Ｚ＝ｎで− ・・・ （１）
この式において、従来の雷導接地装置におりる接地線の
静電容量Ｃは小さいので、サージインピーダンスＺは大
きな値のものとなる。一方、こｒ、 ＝ ｌ明に
がかる雷導接地装置にお番ブるＣｖケーノル２の芯線３
の静電容量Ｃは、芯線３が金・属シース４に囲まれてい
ること、さらには芯線３と金属シース４の間には誘電率
の大きい誘電体が充填されていることにより、大きな値
であり、したがって、サージインピーダンスＺは小さな
値となる。したがって、避雷針１に落雷した場合、雷サ
ージは低サージインピーダンスの芯線３を介して接地さ
れるため、避雷針１や８瞼３の電位上昇は小さい。
この式において、従来の雷導接地装置におりる接地線の
静電容量Ｃは小さいので、サージインピーダンスＺは大
きな値のものとなる。一方、こｒ、 ＝ ｌ明に
がかる雷導接地装置にお番ブるＣｖケーノル２の芯線３
の静電容量Ｃは、芯線３が金・属シース４に囲まれてい
ること、さらには芯線３と金属シース４の間には誘電率
の大きい誘電体が充填されていることにより、大きな値
であり、したがって、サージインピーダンスＺは小さな
値となる。したがって、避雷針１に落雷した場合、雷サ
ージは低サージインピーダンスの芯線３を介して接地さ
れるため、避雷針１や８瞼３の電位上昇は小さい。
それゆえ、避雷側１や芯５ｉ１３がら鉄塔９ｔ＼逆フラ
ンジオーバすることが防止される等により、雷破害か防
止される。
ンジオーバすることが防止される等により、雷破害か防
止される。
また、Ｃｖケーブル２の芯線３と金属シース４とは、そ
れぞれメツシュ状接地電極５および針（”ｒ接地電極６
により異地点に接地されているため、避雷針１に雷雲が
近付いたとき、ｃｖケーブル２内の誘電体の分極が容易
になり、これにより芯線３と金属シース４の間の静電容
量が有効に作用し、サージ１′ンピーダンスを低減させ
るのにさらに効果がある。
れぞれメツシュ状接地電極５および針（”ｒ接地電極６
により異地点に接地されているため、避雷針１に雷雲が
近付いたとき、ｃｖケーブル２内の誘電体の分極が容易
になり、これにより芯線３と金属シース４の間の静電容
量が有効に作用し、サージ１′ンピーダンスを低減させ
るのにさらに効果がある。
ざらに、避雷針１への落雷時、この発明にかがる雷導接
地装置においては、負反射波により、Ｃ■ケーブル２の
塔頂におけるケーブル芯線等の電圧も低減される。これ
を図面に基づき説明する。
地装置においては、負反射波により、Ｃ■ケーブル２の
塔頂におけるケーブル芯線等の電圧も低減される。これ
を図面に基づき説明する。
第２図は、この発明にかがる雷導接地装置の等価回路を
示す。避雷針１は、芯ＷＡ３およびメツシュ状接地電極
５を介して接地されている。鉄塔９はメツシュ状接地電
極５を介して接地されている。
示す。避雷針１は、芯ＷＡ３およびメツシュ状接地電極
５を介して接地されている。鉄塔９はメツシュ状接地電
極５を介して接地されている。
金属シース４は、絶縁線７および釘付接地電極６を介し
て接地されている。避雷針１と金属シース４との間には
放電ギャップ１０が接続されている。
て接地されている。避雷針１と金属シース４との間には
放電ギャップ１０が接続されている。
図において、２はサージインピーダンスを、Ｖはサージ
の伝播速度を、ＬはＣＶケーブル２の長さまたは鉄塔９
の高さを示す。−例として、ｚ、＝３５ （Ｑ）、ｖ
ｓ ＝１５０ ＜ｍ／ｕｓ ）、Ｚ、＝２５０（Ω）、
ｖ＜ −３００（ｉ／μｓ ）、Ｚｓ＝２０（Ω）、ｖ
ｓ−１２０（ｍ／μｓ）、Ｚｉ−１５〈Ω）、Ｖｓ＝１
２０（１／μｓ）、Ｚｔ＝３０（Ω） 、Ｖ ７ ＝２
００ （’１１ ／ｕＳ ） 、２９−８０（Ω）、Ｖ
９ ＝２１０ （１／μＳ ）、Ｌ＝４０（ＩＩ）であ
る。
の伝播速度を、ＬはＣＶケーブル２の長さまたは鉄塔９
の高さを示す。−例として、ｚ、＝３５ （Ｑ）、ｖ
ｓ ＝１５０ ＜ｍ／ｕｓ ）、Ｚ、＝２５０（Ω）、
ｖ＜ −３００（ｉ／μｓ ）、Ｚｓ＝２０（Ω）、ｖ
ｓ−１２０（ｍ／μｓ）、Ｚｉ−１５〈Ω）、Ｖｓ＝１
２０（１／μｓ）、Ｚｔ＝３０（Ω） 、Ｖ ７ ＝２
００ （’１１ ／ｕＳ ） 、２９−８０（Ω）、Ｖ
９ ＝２１０ （１／μＳ ）、Ｌ＝４０（ＩＩ）であ
る。
まず、雷電流が小さくて（たとえばｌ０ＫＡ）、放電ギ
ャップ１０が放電せず、しがも、避雷針１から鉄塔９へ
も放電しない場合を第３Ａ図を参照しながら説明する。
ャップ１０が放電せず、しがも、避雷針１から鉄塔９へ
も放電しない場合を第３Ａ図を参照しながら説明する。
第３Ａ図は、ｃＶケーブル２の塔頂における芯線３の電
圧を示す。避雷針１に落雷した場合、芯［１３の最大電
圧ｖＩｌは、次式で表わすことができる。
圧を示す。避雷針１に落雷した場合、芯［１３の最大電
圧ｖＩｌは、次式で表わすことができる。
Ｖｍ ＝Ｚ、 Ｘ （雷電流） ・・・（２
）（２）式ニＺ、 ＝３５ （Ｑ）、！１１３１ｉＥ＝
１０ （ＫＡ）を代入スルと、Ｖｍ ＝３５０ （ＫＶ
） となる。
）（２）式ニＺ、 ＝３５ （Ｑ）、！１１３１ｉＥ＝
１０ （ＫＡ）を代入スルと、Ｖｍ ＝３５０ （ＫＶ
） となる。
そして、雷サージは、芯線３中を１５ｏＩｉ／μＳの速
さで進み、サージインピーダンスの異なるメツシュ状接
地電極５に達したとき反射される。この場合の反射率Ｒ
は、次式で表わすことができる。
さで進み、サージインピーダンスの異なるメツシュ状接
地電極５に達したとき反射される。この場合の反射率Ｒ
は、次式で表わすことができる。
Ｒ＝ ＜ＺＳ−Ｚ、）／ （Ｚ、＋２５ ）−（３）（
３）式に上記Ｚ＝、Ｚｓの値を代入すると、Ｒ＝−３／
１１となり、負反射となり、負反射サージの大きさは、
Ｖｌの３／１１である。負反射サージが避雷針１へ帰っ
てくるまでの時間Ｔは、次式で表わすことができる。
３）式に上記Ｚ＝、Ｚｓの値を代入すると、Ｒ＝−３／
１１となり、負反射となり、負反射サージの大きさは、
Ｖｌの３／１１である。負反射サージが避雷針１へ帰っ
てくるまでの時間Ｔは、次式で表わすことができる。
Ｔ＝２１／ｖ、 ・・・（４）（
４）式に、上記Ｖ８．［の埴を代入すると、■＝０．５
３ （μＳ）となる。図において、ａ点は１回目の、ｂ
点は２回目の負反射サージが避雷針１に帰ってきた場合
を示す。
４）式に、上記Ｖ８．［の埴を代入すると、■＝０．５
３ （μＳ）となる。図において、ａ点は１回目の、ｂ
点は２回目の負反射サージが避雷針１に帰ってきた場合
を示す。
次に、雷電圧が轟く、放電ギャップ１０が放電した場合
を第３Ｂ図および第３Ｃ図を参照しながら説明する。第
３Ｂ図は、Ｃ■ケーブル２の塔頂における芯線３の電圧
を示す。第３Ｃ図は、Ｃ■ケーブル２の塔頂における金
属シース４の電圧を示す。まず第３Ｃ図を参照して、放
電ギャップ１０の放電電圧を４０ＫＶとした場合、放電
ギャップ１０の放電時金属シース４には４０ＫＶの雷サ
ージが印加される。この雷サージは、金属シース４中を
３００ｓ／ｓの速さで進み、サージインピーダンスの異
なる絶縁３！７に達したとき反射される。この場合の反
射率Ｒ９反射に要する時間Ｔは、前記（３）、（４）式
と同様に表わされる。そして、第３Ｂ図を参照して、こ
の場合の芯線３の電 １圧は、０点で示したよ
うに低下する。
を第３Ｂ図および第３Ｃ図を参照しながら説明する。第
３Ｂ図は、Ｃ■ケーブル２の塔頂における芯線３の電圧
を示す。第３Ｃ図は、Ｃ■ケーブル２の塔頂における金
属シース４の電圧を示す。まず第３Ｃ図を参照して、放
電ギャップ１０の放電電圧を４０ＫＶとした場合、放電
ギャップ１０の放電時金属シース４には４０ＫＶの雷サ
ージが印加される。この雷サージは、金属シース４中を
３００ｓ／ｓの速さで進み、サージインピーダンスの異
なる絶縁３！７に達したとき反射される。この場合の反
射率Ｒ９反射に要する時間Ｔは、前記（３）、（４）式
と同様に表わされる。そして、第３Ｂ図を参照して、こ
の場合の芯線３の電 １圧は、０点で示したよ
うに低下する。
さらに、雷電圧が高り、・放電ギャップ１０のみならず
、避雷針１と鉄塔９との間が放電した場合を第３Ｂ図お
よび第３Ｄ図を参照しながら説明する。第３Ｄ図は、鉄
塔９の塔頂における電圧を示す。まず、第３Ｄ図を参照
して、避雷針１と鉄塔９との間の放電重症を１５０ＫＶ
とすると、そこでの放電時には鉄塔９には１５０ＫＶの
雷サージが印加される。この雷サージは鉄塔９中を２１
０！Ｉ／μｓの速さで進み、サージインピーダンスの異
なるメツシュ状接地電極５に達したとき反射される。こ
の場合の反射率Ｒ９反射に要する時間Ｔは、前記（３）
、（４）式と同様に表わされる。
、避雷針１と鉄塔９との間が放電した場合を第３Ｂ図お
よび第３Ｄ図を参照しながら説明する。第３Ｄ図は、鉄
塔９の塔頂における電圧を示す。まず、第３Ｄ図を参照
して、避雷針１と鉄塔９との間の放電重症を１５０ＫＶ
とすると、そこでの放電時には鉄塔９には１５０ＫＶの
雷サージが印加される。この雷サージは鉄塔９中を２１
０！Ｉ／μｓの速さで進み、サージインピーダンスの異
なるメツシュ状接地電極５に達したとき反射される。こ
の場合の反射率Ｒ９反射に要する時間Ｔは、前記（３）
、（４）式と同様に表わされる。
そして、第３Ｂ図を参照して、この場合の芯線３の電圧
は、ｄ点で示したように低下する。
は、ｄ点で示したように低下する。
以上のように、この発明によれば、金属シース付ケーブ
ルを用いることにより、接地線のサージインピーダンス
を低減することができる。また、前記ケーブルの芯線と
金属シースを異地点で接地することにより、前記誘電体
の分極を容易にし、サージインピーダンスを低減させる
のにさらに効果がある。さらに、雷サージの負反射を利
用することにより、サージ電圧を低下させることができ
る。加えて、接地点を異地点としているので、接地点の
電位上昇の集中をも避けることができる。
ルを用いることにより、接地線のサージインピーダンス
を低減することができる。また、前記ケーブルの芯線と
金属シースを異地点で接地することにより、前記誘電体
の分極を容易にし、サージインピーダンスを低減させる
のにさらに効果がある。さらに、雷サージの負反射を利
用することにより、サージ電圧を低下させることができ
る。加えて、接地点を異地点としているので、接地点の
電位上昇の集中をも避けることができる。
以上の効果が総合されることにより、この発明によれば
、周辺機器への雷被害を防止することができる。
、周辺機器への雷被害を防止することができる。
第１図は、この発明の一実施例を示す概略図である。第
２図は、この発明にがかる雷導接地装置の等価回路を示
す。第３Ａ図、第３Ｂ図は、Ｃ■ケーブルの塔頂におけ
る芯線の電圧を示す。第３Ｃ図は、Ｃｖケーブルの塔頂
における金属シースの電圧を示す。第３Ｄ図は、鉄塔の
塔頂における電圧を示す。 図において、１は避雷針、２はＣ■ケーブル、３は芯線
、４は金属シース、５はメツシュ状接地電極、６は釘付
接地電極、７は絶縁線である。 特許出願人 関西電力株式会社 与二士− 代理人 弁理士 深 見 久 部 −二きＺ；ｌ−
′ （ほか２名）に・・
２図は、この発明にがかる雷導接地装置の等価回路を示
す。第３Ａ図、第３Ｂ図は、Ｃ■ケーブルの塔頂におけ
る芯線の電圧を示す。第３Ｃ図は、Ｃｖケーブルの塔頂
における金属シースの電圧を示す。第３Ｄ図は、鉄塔の
塔頂における電圧を示す。 図において、１は避雷針、２はＣ■ケーブル、３は芯線
、４は金属シース、５はメツシュ状接地電極、６は釘付
接地電極、７は絶縁線である。 特許出願人 関西電力株式会社 与二士− 代理人 弁理士 深 見 久 部 −二きＺ；ｌ−
′ （ほか２名）に・・
Claims (1)
- （１） 避雷針と、 芯線、金属シースおよび芯線と金属シース間に設けられ
た誘′電率の大きい誘電体を備えるケーブルと、 接地された第１の接地電極と、 前記第１の接地電極と離れて接地された第２の接地電極
とを満えていて、 前記芯線の一方の端部が前記避雷針に接続されており、
前記芯線の他方の端部が前記第１の接地電極に接続され
ており、前記金属シースの一方の端部が前記第２の接地
電極に接＠されている、雷導接地装置。 （２−） 前記ケーブルが架４！／！Ｘリエチレン冶
縁ビニルシースケーブルである、特許請求の範囲第１項
記載の雷導接地装置。 〈３） 前記避雷針が絶縁スペーサを介して構造物に支
持されている、特許請求の範囲第１項、または第２項記
載の雷導接地装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57100991A JPS58216396A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | 雷導接地装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57100991A JPS58216396A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | 雷導接地装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58216396A true JPS58216396A (ja) | 1983-12-16 |
| JPH0315317B2 JPH0315317B2 (ja) | 1991-02-28 |
Family
ID=14288769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57100991A Granted JPS58216396A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | 雷導接地装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58216396A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2002271965A (ja) * | 2001-03-13 | 2002-09-20 | Kansai Tech Corp | 避雷用深打電極と該電極を使用した建造物の避雷構造 |
| JP2002345146A (ja) * | 2001-05-15 | 2002-11-29 | Otowa Denki Kogyo Kk | 電気施設の防雷システム |
| WO2011096500A1 (ja) * | 2010-02-04 | 2011-08-11 | 株式会社日本製鋼所 | 風力発電用ブレードの避雷構造 |
| CN102801000A (zh) * | 2012-08-17 | 2012-11-28 | 中讯邮电咨询设计院有限公司 | 减少雷电流影响的移动通信基站接地方法 |
| JP2013054841A (ja) * | 2011-09-01 | 2013-03-21 | Tokai Univ | 建造物雷電位上昇抑制装置 |
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| JP2014175298A (ja) * | 2013-03-13 | 2014-09-22 | Railway Technical Research Institute | 接地装置 |
Citations (1)
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-
1982
- 1982-06-10 JP JP57100991A patent/JPS58216396A/ja active Granted
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| US9169826B2 (en) | 2010-02-04 | 2015-10-27 | The Japan Steel Works Ltd. | Lightning protection structure of blade for wind power generation |
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| JP2014175298A (ja) * | 2013-03-13 | 2014-09-22 | Railway Technical Research Institute | 接地装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0315317B2 (ja) | 1991-02-28 |
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