JPH01291631A - ギャップレス避雷器およびラジオ放送アンテナ用避雷装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、平地上に建てられた高さが１００メートルに
も及ぶラジオ放送用アンテナ等の高周波回路に使用する
ギャップレス避雷器に関するものであり、前記ラジオ放
送用アンテナへの落雷時の大電流を確実に大地へ流すこ
とによって放送装置等を保護するものであって、このラ
ジオ放送用アンテナ自身の避雷装置としてのみではな（
、連絡中継設備（Ｓｔｕｄｉｏ−ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅ
ｒ　１ｉｎｅ以下ＳＴＬと略称する）の受信アンテナを
取り付ける場合や、標識灯を取り付ける場合等には共用
の避雷装置として応用が可能である。

（発明の概要） 従来ラジオ放送用アンテナに用いられていたチョークコ
イル（または耐雷コイル）とポールギャップを並列接続
した避雷器では、雷電流によるチョークコイルの電圧が
ポールギャップの放電電圧以上でなければポールギャッ
プが放電しないため、特に長波尾小電流雷の場合には機
器を損傷することもあり、避雷効果が１００パーセント
ではなかった。

本発明にかかる高周波回路用ギャップレス避雷器は、フ
ェライトコアの特性を巧みに利用した避雷器であり、第
１図に示したようにフェライトでできたトロイダルコア
１２の中心に導線１１を貫通せしめただけの簡単な構成
のものである。

このような構成で導Ｌ’Ａ　１１に電流を流した場合、
大電流に対してはフェライトが磁気飽和を起こすためイ
ンピーダンスはほとんど零になるが、高周波の小電流を
流した場合は高いインピーダンスを呈する性質を利用し
たのが、本発明にかかるギャップレス避雷器上であり、
ラジオ放送用アンテナの避雷装置として種々の構成で応
用することができる。

（従来の技術） 従来、ラジオ放送用アンテナの避雷器としては、第５図
に示すように放電電極を対向させたポールギャップ９１
及びそれに並列に接続されるチョークコイル（又は耐雷
コイル）９２から構成された避雷器９が用いられていた
。このチョークコイル９２は、ラジオ放送用アンテナ４
を直流的に接地し、ラジオ放送用アンテナ４が風の摩擦
によって発生する静電気によりポールギャップ９１が放
電することを防止する役目を果している。

ラジオ放送機２からラジオ放送用アンテナ４に送電され
る高周波電力は、複数のリアクトルし及びコンデンサＣ
から成る整合回路３を経て、給電線５により壁面を通っ
て屋外のラジオ放送用アンテナ４へ給電される。この給
電線５を前記避雷器９によりなるべく屋内機器の近くで
接地している。

雷によりチョークコイル９２の電圧がポールギャップ９
１の放電電圧を超えると、ポールギャップ９１が放電し
て雷電流を大地へ流して機器への損傷を防止する。

（発明が解決しようとする課題） 雷の性質として、主に夏季に発生する大電流短波圧雪と
、主に冬季に発生する小電流・長波圧雪とがある。この
小電流長波圧雪はとくに日本海沿岸の冬季雷に多く、電
流は数キロアンペアであるが継続時間が１００　ミリ秒
にも達し、放電電荷量が非常に大きい。

第５図で説明した従来の技術では、小電流長波圧雪の場
合にポールギャップ９１が放電するに至らず、雷電流が
チョークコイル（又は耐雷コイル）９２に流れる場合が
ある。この場合はチョークコイルが断線するか、耐雷コ
イルが電磁力によって破損し、避雷効果がなくなって機
器を損傷することがある。

本発明は上記のごとき小電流長波圧雪に対しても安全に
大地へ雷電流を流すことができる理想的な高周波回路用
ギャップレス避雷器を提供し、これによって簡単で且つ
安全な種々のラジオ放送アンテナ用避雷装置を得ようと
するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明にかかる高周波回路用のギャップレス避雷器は、
フェライト製トロイダルコアの中心穴に導線を貫通せし
めて構成したことを特徴とするものである。

ラジオ放送アンテナを単独で保護するだめのラジオ放送
アンテナ用避雷装置は、フェライト製トロイダルコアの
中心穴に導線を貫通して構成したギャップレス避雷器の
導線の一端をラジオ放送用アンテナへの給電線に接続し
、他端を接地したことを特徴とする。

連絡中継設備と共用のラジオ放送アンテナ用避雷装置は
、フェライト製トロイダルコアの中心穴に導線を貫通し
て構成したギャップレス避雷器の導線を導波管または同
軸ケーブルとし、このギャップレス避雷器を貫通する導
波管または同軸ケーブル両端をラジオ放送用アンテナに
取り付けたＳＴＬ用受信アンテナとＳＴＬ用受信機に接
続し、前記導波管または同軸ケーブルの外側導体を前記
ラジオ放送用アンテナに接続すると共に、前記受信機と
ギャップレス避雷器の間で接地したことを特徴とする。

また、標識灯と共用のラジオ放送アンテナ用避雷装置は
、フェライト製トロイダルコアの中心穴に導線を貫通し
て構成したギャップレス避雷器の導線を金属保護管中を
通る多心ケーブルとし、この金属保護管をラジオ放送用
アンテナに沿って付設し、前記多心ケーブルの両端を前
記ラジオ放送用アンテナに取り付けた標示灯とその商用
電源に接続し、前記金属保護管をラジオ放送用アンテナ
に接続すると共に、前記商用電源とギヤ・ンプレス避雷
器の間で接地したことを特徴とするものである。

（作　用） フェライト製トロイダルコア１２の特性によって、本発
明にかかるギャップレス避雷器は、大電流に対してはフ
ェライトが磁気飽和を起こすためインピーダンスがほと
んど零になるのに対し、高周波の小電流が流れる場合に
は高いインダクタンスを呈する。従って、中波ラジオ放
送アンテナ用の避雷器に適用すると、アンテナへの落雷
による大電流は大地に直接流し、放送周波電力は高イン
ダクタンスのため大地には流れず、すべてアンテナに給
電されることになる。すなわち、雷に対してはアンテナ
を等測的にアースしたことになり、どんな雷電流も安全
に大地に流すことができ、理想的な避雷器となる。

ＳＴＬ用受信アンテナをラジオ放送用アンテナに取り付
けた場合には、ＳＴＬ用受信アンテナからＳＴＬ用受信
機に至る導波管または同軸ケーブルをギャップレス避雷
器用の導線として共用することにより、また、標識灯を
ラジオ放送用アンテナに取り付けた場合には、標識灯電
力供給線用の保護金属管をギャップレス避雷器用の導線
として共用することにより、ＳＴＬや標識灯の定常運転
には同等影響を与えることのない、簡単で安全な理想的
共用避雷装置となる。

（実施例） 第２図は本発明にかかるギャップレス避雷器をラジオ放
送用アンテナへの給電線に直接接続したラジオ放送アン
テナ用避雷装置の一実施例の接続図であり、第１図及び
第５図と同一の符号は同一機能部分を示し、図中のギャ
ップレス避雷器上は第１図のギャップレス避雷器の簡略
図であって、本実施例では１００個のフェライト製トロ
イダルコア１２に導線１１として３８ｍｍ”の銅線を貫
通せしめてギャップレス避雷器上を構成した。

ラジオ放送機２からラジオ放送用アンテナ４に送電され
る高周波電力は、複数のリアクトルし及びコンデンサＣ
から成る整合回路３を経て、給電線５により壁面を通っ
て屋外のラジオ放送用アンテナ４へ給電される。なるべ
く屋内機器の近くでこの給電線５に前記ギャップレス避
雷器上の導線１１の一端を接続し、他端を接地したのが
このラジオ放送アンテナ用避雷装置である。

この本発明にかかるギャップレス避雷器上を第６図の接
続によってその効果を確かめた。

交流２００ｖの電源をトランス６１により昇圧し、ダイ
オード６２、安定抵抗６３及び容量１６０μＦのコンデ
ンサ６４の直列回路に給電して、コンデンサ６４の両端
間に２０ｋＶの直流電圧を印加し、３．２クーロンの電
荷を充電する。この充電電荷をスイッチ６５を介して供
試機に印加するのがサージ発生器６である。

１００個のフェライト製トロイダルコア１２に３８胴２
の銅線から成る導線１１を通して構成した本実施例のギ
ャップレス避雷器１の導線１１の両端を、一方をスイッ
チ６５を介してコンデンサ６４の両端に接続し、スイッ
チ６５とギャップレス避雷器上の間にシンクロスコープ
の電流測定素子６６を挿入し、ギャップレス避雷器１の
導線１１の両端間にシンクロスコープの電圧測定素子６
７を挿入することにより、スィッチ６５投入時の電流及
び電圧波形を測定した。

スイッチ６５の投入によりギャップレス避雷器１の導線
にコンデンサ６４の電圧を印加すると、３８ｍｍ”の導
線に３０ｋＡの電流が流れた。この時の電流電圧の波形
から計算すると、トロイダルコア１２に消費されるエネ
ルギーは、トロイダルコア１２の１個当たり０．７ジユ
ールであった。この程度のエネルギーではトロイダルコ
ア１２が発熱したり破損したりすることはなく、まった
く安全である。このことは、この大電流に対して避雷器
の抵抗がほとんど零であることを示している。

一方、トロイダルコア１２はＩＭＨ２の周波数に対して
は１個当たり４９Ｈのインダクタンスがあり、１００個
では４００μＨとなってＩＭＨｚにおけるリアクタンス
は約２５００オームと非常に高い値である。

以上によって、本発明にかかるギャップレス避雷器ｌが
中波ラジオ放送アンテナ用避雷装置として、十分な性能
を有していることを確認した。

第３図は本発明にかかる連絡中継設備と共用のラジオ放
送アンテナ用避雷装置の一実施例の構成図であり、第１
図、第２図及び第５図と同一の符号は同一機能部分を示
す。

ラジオ放送機２からラジオ放送用アンテナ４に送電され
る電力は、第２図及び第５図に示したと同様の整合回路
３を経て、給電線５により壁面を通って屋外のラジオ゛
放送用アンテナ４へ給電される。放送局（図示せず）か
ら離れて設けられている放送所のラジオ放送用アンテナ
４に、放送局からの連絡中継用電波を受信するためのＳ
ＴＬ受信アンテナ７１を取り付け、このＳＴＬ受信アン
テナ７１から屋内に設置されたＳＴＬ受信機７３までを
導波管７２で連絡する。導波管７２の代りに同軸ケーブ
ルを用いてもよい。

この導波管７２の外表面をラジオ放送用アンテナ４に少
なくとも１箇所で電気的に接続する。導波管７２の代り
に同軸ケーブルを用いた場合には、同軸ケーブルの外側
導体をラジオ放送用アンテナ４に電気的に接続する。

フェライト製トロイダルコア１２の中心穴に前記導波管
７２または同軸ケーブルを貫通せしめて高周波回路用ギ
ャップレス避雷器１′を構成し、導波管７２または同軸
ケーブルの外側導体をＳＴＬ受信機７３とギャップレス
避雷器１′の間で、なるべく屋内機器の近くで接地する
ことにより、連絡中継設備と共用のラジオ放送アンテナ
用避雷装置とする。

放送局から送られてくる連絡中継用電波をＳＴＬ受信ア
ンテナ７１で捕捉して、放送信号を導波管７２（または
同軸ケーブル）によりＳＴＬ受信機７３ヘギャップレス
避雷器１′を介して送るが、ギヤ・ンプレス避雷器１′
は放送信号に何等の影響をも与えない。ＳＴＬ受信機７
３からの信号をラジオ放送機２により中波ラジオ放送信
号に変換して、整合回路３を経て給電線５によりラジオ
放送用アンテナ４へ給電して放送する。

ラジオ放送用アンテナ４は、導波管７２（または同軸ケ
ーブルの外側導体）によりギャップレス避雷器１′を介
して接地されていることになるが、ギャップレス避雷器
１′の高周波小電流に対するインピーダンスは非常に大
きく、常時の放送には全く影響を与えない。

ラジオ放送用アンテナ４またはＳＴＬ受信アンテナ７１
に落雷した場合には、ギャップレス避雷器１′の大電流
に対するインピーダンスが小さいため、どんな雷電流を
も安全に大地に流すことができ、理想的な共用避雷装置
となる。

第４図は本発明にかかる標識灯と共用のラジオ放送アン
テナ用避雷装置の一実施例の構成図であり、第１図〜第
３図及び第５図と同一の符号は同一機能部分を示す。前
述の通り地上１００メートルにも及ぶ中波ラジオ放送用
アンテナ４には標識灯８１を取り付けるのが一般的であ
る。また、このラジオ放送用アンテナ４上の標識灯８１
には、高周波電力が商用電源を通して大地に流れないよ
うにして商用電源を供給するためにオースチントランス
を介して地上の商用電源８３から電力を供給するのが一
般的である。

本実施例では多心ケーブルを銅製保護管中に通して屋内
の商用電源８３からラジオ放送用アンテナ４上の標識灯
８１まで布設すると共に、この銅製保護管中を通る多心
ケーブル８２をフェライト製トロイダルコア１２の中心
穴に貫通せしめて高周波回路用ギャップレス避雷器１″
を構成する。前記の銅製保護管をラジオ放送用アンテナ
４に電気的に接続すと共に、商用電源８３とギャップレ
ス避雷器１″の間で接地することにより避雷装置を構成
する。

標識灯８１には商用電源８３からギャップレス避雷器１
″を介して多心ケーブルにより給電されるが、多心ケー
ブルは銅製保護管中を通っているためにギャップレス避
雷器１−の影響を全く受けない。

ラジオ放送用アンテナ４は、銅製保護管によりギャップ
レス避雷器１−を介して接地されていることになるが、
ギャップレス避雷器１″の高周波小電流に対するインピ
ーダンスは非常に大きく、常時の放送には全く影響を与
えない。

ラジオ放送用アンテナ４または標識灯８１に落雷した場
合には、ギャップレス避雷器１−の大雪流に対するイン
ピーダンスが小さいため、どんな雷電流をも安全に大地
に流すことができ、理想的な共用避雷装置となる。

（発明の効果） 本発明にかかる高周波回路用ギャップレス避雷器を使用
した場合には、小電流長波圧雪であっても電流は大地に
流れ、どんな雷に対しても機器を保護することができる
。また、本発明にかかるギャップレス避雷器は第５図で
説明した従来の避雷器におけるチョークコイル（又は耐
雷コイル）１４の機能をも兼ね備えており、構造が簡単
であるから高電流に耐える導線を用いることができるの
で、断線や破損を起こす心配は全くなくなる。

また、このギャップレス避雷器を使用することにより、
ラジオ放送用アンテナ単独は勿論のこと、ラジオ放送用
アンテナに取り付けられるＳＴＬ受信アンテナや標識灯
等との共用の避雷装置を、容易に、安全、確実に構成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる高周波回路用ギャップレス避雷
器の斜視図、 第２図は本発明にかかるラジオ放送アンテナ用避雷装置
の一実施例の接続図、 第３図は本発明にかかる連絡中継設備と共用のラジオ放
送アンテナ用避雷装置の一実施例の構成図、 第４図は本発明にかかる標識灯と共用のラジオ放送アン
テナ用避雷装置の一実施例の構成図、第５図は従来のラ
ジオ放送用アンテナの避雷器の接続図、 第６図は本発明にかかるギャップレス避雷器の試験回路
の接続図である。 １．１’、１”・・・ギャップレス避雷器２・・・ラジ
オ放送機　　　３・・・整合回路４・・・ラジオ放送用
アンテナ 訃・・給電線　　　　　　６・・・サージ発生器９・・
・避雷器　　　　　　１１・・・導線１２・・・トロイ
ダルコア　　６１・・・トランス６２・・・ダイオード
　　　　６３・・・安定抵抗６４・・・コンデンサ　　
　　６５・・・スイッチ６６・・・電流測定素子　　　
６７・・・電圧測定素子７１・・・ＳＴＬ受信アンテナ
　７２・・・導波管７３・・・ＳＴＬ受信機　　　　８
１・・・標識灯８２・・・銅製保護管中を通る多心ケー
ブル８３・・・商用電源　　　　　９１・・・ポールギ
ャップ９２・・・チョークコイル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フェライト製トロイダルコアの中心穴に導線を貫通
   せしめて構成したことを特徴とする高周波回路用ギャッ
   プレス避雷器。 ２、請求項１記載のギャップレス避雷器の導線の一端を
   ラジオ放送用アンテナへの給電線に接続し、他端を接地
   したことを特徴とするラジオ放送アンテナ用避雷装置。 ３、請求項１記載のギャップレス避雷器の導線を導波管
   または同軸ケーブルとし、このギャップレス避雷器を貫
   通する導波管または同軸ケーブルの両端をラジオ放送用
   アンテナに取り付けた連絡中継用受信アンテナとその受
   信機に接続し、前記導波管または同軸ケーブルの外側導
   体を前記ラジオ放送用アンテナに接続すると共に、前記
   受信機とギャップレス避雷器の間で接地したことを特徴
   とする連絡中継設備と共用のラジオ放送アンテナ用避雷
   装置。 ４、請求項１記載のギャップレス避雷器の導線を金属保
   護管中を通る多心ケーブルとし、この金属保護管をラジ
   オ放送用アンテナに沿って付設し、前記多心ケーブルの
   両端を前記ラジオ放送用アンテナに取り付けた標識灯と
   その商用電源に接続し、前記金属保護管をラジオ放送用
   アンテナに接続すると共に、前記商用電源とギャップレ
   ス避雷器の間で接地したことを特徴とする標識灯と共用
   のラジオ放送アンテナ用避雷装置。