JPH02304888A

JPH02304888A - ボールギャップ・アレスタ

Info

Publication number: JPH02304888A
Application number: JP12282389A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kotani; 小谷　孝; Noboru Yamamoto; 登山本; Tadao Sugita; 忠雄杉田
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1989-05-18
Filing date: 1989-05-18
Publication date: 1990-12-18

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、長波乃至中波のラジオ放送用送信アンテナに
装着するボールギャップ・アレスタに関し、特に、従来
欠点とされているサージおよび続流の発生を防止するよ
うに改良したものである。

（発明の）既要）本発明は、長波乃至中波のラジオ放送用送信アンテナに
装着する避雷器として用いる放電用球形電極を対向配置
したボールギャップ・アレスタのアース側電極のリード
線に適切な個数のリング状フェライトコアを嵌め込み、
さらに、フェライトコアを嵌め込んだリード線に並列に
コンデンサを接続して放送波周波数に対する並列共振回
路を構成し、落雷によりボールギャップに雷放電が発生
したときに、雷電流は通すが、引続くサージ電流や放送
波の高周波電流に対しては高インピーダンスを呈し、雷
放電に伴うサージの発生および放送波の高エネルギーに
よる放電すなわち続流の発生を抑制するようにしたもの
であり、したがって、従来、ボールギャップ・アレスタ
では避けられなかった雷放電に伴うサージおよび続流の
発生防止を可能にし、その結果、雷放電による放送機に
対するストレスを解消し得るとともに、従来必要として
いたサージプロテクタなどの大損りな保護装置を不要に
する。

（従来の技術）長波乃至中波のラジオ放送用送信アンテナに装着する避
雷器としては、従来、専らボールギャップ・アレスタが
用いられていたが、このボールギャップ・アレスタは、
落雷によってボールギャップに放電が生ずると、放電電
圧と同等のレヘルの高周波サージ高電圧が発生して放送
機の増幅回路素子などの回路部品を破壊するなどの被害
が生し、また、雷放電の直後にはボールギャップ周辺の
気体イオン化により放電開始電圧より低い放送波の高周
波電圧によっても放電が継続し、いわゆる続流が生じて
いた。

（発明が解決しようとする課題）かかるサージや続流の発生を防止するために、従来のボ
ールギャップ・アレスタには大掛かりなサージプロテク
タなどの保護装置を設ける必要があるばかりでなく、そ
のサージプロテクタなどの保護装置に故障が生じて制御
し得ない状態になった場合には、放送機器が過負荷にな
ってさらに故障するので、故障しない簡単な手段でサー
ジや続流の発生を防止するのが従来の課題であった。

（課題を解決するための手段）本発明の目的は、上述した従来の課題を解決し、故障を
生ずることのない簡単な構成の電気的手段により、雷放
電に伴うサージや続流の発生を防止したボールギャップ
・アレスタを提供することにある。

すなわら、本発明ボールギャップ・アレスタは、落雷に
より放電するボールギャップの接地線にフェライトリン
グコアを嵌合させることにより、落雷に引続く放電電流
に対して高インピーダンスを呈するようにしたことを特
徴とするものである。

さらに、本発明ボールギャップ・アレスタは、上述した
種類のアレスタにおいて、フェライトリングコアを嵌合
させた部分の接地線に並列にコンデンサを接続すること
により、当該アレスタによって保護する電気機器の使用
周波数における並列共振回路を構成したことを特徴とす
るものである。

（作　用）したがって、本発明によれば、ボールギャップ自体のア
ースリード線にフェライトリングコアを通すという故障
発生のおそれがない極めて簡単で斬新な発想に基づく電
気的手段により充分にサージや続流の発生を防止するこ
とができる。

（実施例）以下に図面を参照して実施例につき本発明の詳細な説明
する。

まず、本発明ボールギャップ・アレスタの基本的構成を
第１図に示す。図示の構成においては、カーボン球形電
極を適切な間隔で対向配置したボールギャップｌのアー
ス側リード線に複数個ずつのフェライトリングコア群２
および３を嵌合させるとともに、それらのフェライトリ
ングコア群２および３を嵌合させた部分のアースリード
線にそれぞれ並列にコンデンサ４および５をそれぞれ接
続して並列共振トラップ回路をそれぞれ構成し、かかる
構成のアレスタの他方のリード線を保護対象の機器に接
続する。

上述の構成における並列共振トラップ回路の共振周波数
を、例えば、中波ラジオの第１放送１　、２９６ＫＣと
第２放送１．．５９３ＫＣとに設定したときには、例え
ば、外径３０ｍｍ、内径１８ｍｍ、厚さ１４ｍｍでイン
ダクタンス４μｍ１となるフェライトリングコアを３０
個程度嵌合させたアースリード線に、例えば、静電容量
５００〜７００ｐＦ程度のコンデンサを並列に接続して
それぞれの周波数に対する並列共振トランプ回路を構成
する。

なお、アレスタの本体を構成するボールギャップ自体は
、第２図に示すように、従来周知慣用のカーボン球形電
極対をそれぞれの外径に応じた長さの空気間隙を置いて
対向配置したものである。

また、ボールギャップのアースリード線に介挿する並列
共振トラップの個数は、保護対象機器の使用周波数の個
数に応して設定すること勿論である。

つぎに、第１図示の本発明ボールギャップ・アレスタの
使用の態様の例を第３図に示す。図示の構成配置におい
ては、例えば、前述した中波ラジオ第１放送用の真空管
式放送機１．７Ａと第２放送用の固体式放送機Ｉ［，７
Ｂとを、７５オーム同軸フイーダ８Ａと８Ｂとをそれぞ
れ介し、例えばハイブリッド回路などからなる整合盤９
に接続して双方の放送波を合成し、放送用円管柱アンテ
ナ１０に供給した状態で、大地から電気的に絶縁して構
成した円管柱アンテナの給電点を、第１図示と同様に構
成したボールギャップ１１、フェライトリングコア群１
２Ａ　、　１２Ｂおよびコンデンサ１３八、１３Ｂから
なる並列共振トラップ回路を介して接地する。

第３図示のアレスタ使用の構成配置における第１図示の
構成による本発明アレスタを第２図示のボールギャップ
のみによる従来構成のアレスタに置換した場合には、例
えば、各放送機Ｉ、■を出力５に−で運転した状態でボ
ールギャップ・アレスタの空気間隙に短絡棒を挿入して
ショートさせ、−瞬短絡状態にすると、落雷時と同様の
ボールギャップの放電に引続き、放送機接続回路の整合
状態の放電による乱れに基づく反射波成分としてサージ
電圧が発生し、定常電流の５倍程度の電流が流れ、その
電流増大を検知したサージプロテクタの作動により放送
機の励振がカットオフの状態になって放送機が停止した
。

一方、第３図示のとおりに本発明アレスタを使用した場
合には、上述したと同様にボールギャップ１１を一瞬短
絡状態にしても、ボールギャップの放電後に電流値は増
大せず、定常電流とほぼ同程度の電流値で済み、サージ
電圧も発生せず、サージプロテクタは不動作であった。

したがって、本発明アレスタを使用した場合には、大電
力の放送機における電流増大の検知およびその検知に応
じた放送機カットオフのための大掛かりな構成を要する
サージプロテクタが不要となる。

つぎに、第３図示の構成配置において各放送機１、Ｉｔ
を、サージプロテクタを不動作にして出力１０　Ｋ−で
運転した状態でボールギャップを一瞬短絡状態にすると
、アレスタを第２図示のボールギャップのみによる従来
構成のアレスタに置換した場合には、落雷時と同様のボ
ールギャップの放電に引続き、放送機出力の印加によっ
て生ずる続流が発生し、放送機を手動で停止させるまで
その続流が継続した。

一方、第３図示のとおりに本発明アレスタを使用した場
合には、ボールギャップに短絡棒を挿入して短絡状態に
した瞬間に小さい火花がボールギャップに生じただけで
、続流は全く発生しなかった。したがって、続流発生防
止に関してもサージプロテクタは不要となる。

また、本発明によりボールギャップのアース・リード線
にフェライト・リングコア群を嵌合させてその接地イン
ピーダンスを増大させても、落雷時の放電によりボール
ギャップに大電流を流すには何ら支障のないことは、第
４図に示すような回路構成の試験装置によって確認しで
ある。第４図示の試験装置は、商用周波数の交流電圧を
昇圧・整流して大電流を発生させるサージ発生器１９に
より、リード線にフェライトリングコア群を嵌合させた
供試アレスタ２０に生ずるサージ電圧・電流を観測する
ものであり、商用周波数の交流電圧を昇圧する変圧器１
４の出力高電圧を整流器１５により直流電圧に変換し、
抵抗１６、コンデンサ１７よりなる平滑回路および周知
慣用の波形整形回路１８により十分に平滑化したうえで
、供試アレスタ２０に印加し、供試アレスタ２０に流れ
る電流波形および供試アレスタの両端に生ずる電圧波形
をシンクロスコープ２１および２２によりそれぞれ観測
する。なお、この試験装置は、供試アレスタ２０に落雷
時の放電によって生ずる雷電流のみを等価的に観測する
ものであって、雷電流に引続いて発生し、放送機等の保
護対象機器を実際に接続した状態で生ずるサージや続流
の発生の有無を試験するものではない。

上述の試験装置により供試アレスタ２０に流れる電流波
形応答は、第１図示の本発明アレスタを供試した場合も
、第２図示の従来構成のアレスタを供試した場合にも、
はぼ同様に第５図に示すようになり、本発明によりボー
ルギャップのアース・リード線にフェライト・リングコ
ア群を嵌合させてその接地インピーダンスを増大させて
も、ボールギャップ・アレスタ本来の避雷機能には何ら
支障が生ぜず、落雷時の放電によりボールギャップに流
れる大電流を安全にアースに流し得ることが確認されて
いる。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ボー
ルギャップ・アレスタにおけるボールギャップ自体のア
ースリード線にフェライトリングコア群を通すだけの故
障発生のおそれのない極めて簡単で斬新な発想に基づ（
電気的手段のみにより、従来のような大掛かりなサージ
プロテクタなどを用いる要なく、雷放電に引続くサージ
やｖｔ流の発生を充分に防止し、しかも、ボールギャッ
プ・アレスタ本来の避雷機能には何ら支障が生じない、
という格別の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ボールギャップ・アレスタの基本的構成
を示す回路図、第２図は従来のボールギャップ・アレスタの構成を示す
回路図、第３図は本発明アレスタの使用の態様の例を示すブロッ
ク線図、第４図はアレスタ大電流試験装置の構成を示す回路図、第５図はアレスタ大電流試験の結果の例を示す特性曲線
図である。１．６．１１・・・ボールギャップ２．３，１２八、１２Ｂ・・・フェライト・リング・コ
ア４、　５．１３Ａ、　１３Ｂ、　ｔ７・・・コンデン
サ７Ａ、７Ｂ・・・放送機８Ａ、８Ｂ・・・同軸フィーダ９・・・整合盤１０・・・円管柱アンテナ１４・・・変圧器Ｉ５・・・整流器１６・・・抵抗１８・・・波形整形回路１９・・・サージ発生器２０・・・供試アレスタ２１、２２・・・シンクロスコープ。

Claims

【特許請求の範囲】１、落雷により放電するボールギャップの接地線にフェ
ライトリングコアを嵌合させることにより、落雷に引続
く放電電流に対して高インピーダンスを呈するようにし
たことを特徴とするボールギャップ・アレスタ。２、特許請求の範囲第１項記載のアレスタにおいて、フ
ェライトリングコアを嵌合させた部分の接地線に並列に
コンデンサを接続することにより、当該アレスタによっ
て保護する電気機器の使用周波数における並列共振回路
を構成したことを特徴とするボールギャップ・アレスタ
。