JPH0315317B2 - - Google Patents
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- JPH0315317B2 JPH0315317B2 JP57100991A JP10099182A JPH0315317B2 JP H0315317 B2 JPH0315317 B2 JP H0315317B2 JP 57100991 A JP57100991 A JP 57100991A JP 10099182 A JP10099182 A JP 10099182A JP H0315317 B2 JPH0315317 B2 JP H0315317B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lightning
- core wire
- cable
- metal sheath
- ground electrode
- Prior art date
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- Elimination Of Static Electricity (AREA)
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。
シース付ケーブルを用いた雷導接地装置に関す
る。
鉄塔や建物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つた。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、弱電機器の絶縁破壊をもたらし、雷被害
を大きくしていた。
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つた。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、弱電機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。
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。
この発明にかかる雷導接地装置は、避雷針、ケ
ーブル、放電ギヤツプ、第１の接地電極および第
２の接地電極を備える。ケーブルは、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ている。放電ギヤツ
プは、所定の電圧が印加されたときに放電を起こ
す１対の電極からなる。第１の接地電極は接地さ
れている。第２の接地電極は、第１の接地電極か
ら所定間隔以上離れた地点で接地されている。芯
線の一方の端部は避雷針に接続されており、その
芯線のその一方の端部またはその近傍は放電ギヤ
ツプの一方の電極に接続されている。芯線の他方
の端部は第１の接地電極に接続されている。金属
シースの一方の端部は放電ギヤツプの他方の電極
に接続されており、金属シースの他方の端部は第
２の接地電極に接続されている。
ーブル、放電ギヤツプ、第１の接地電極および第
２の接地電極を備える。ケーブルは、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ている。放電ギヤツ
プは、所定の電圧が印加されたときに放電を起こ
す１対の電極からなる。第１の接地電極は接地さ
れている。第２の接地電極は、第１の接地電極か
ら所定間隔以上離れた地点で接地されている。芯
線の一方の端部は避雷針に接続されており、その
芯線のその一方の端部またはその近傍は放電ギヤ
ツプの一方の電極に接続されている。芯線の他方
の端部は第１の接地電極に接続されている。金属
シースの一方の端部は放電ギヤツプの他方の電極
に接続されており、金属シースの他方の端部は第
２の接地電極に接続されている。
以下、この発明の実施例を図面に基づき説明す
る。
る。
第１図は、この発明の一実施例を示す概略図で
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の一方の端部が
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、CVケーブル２の先端部
付近において、芯線３と金属シース４には放電ギ
ヤツプ１０が接続されている。CVケーブル２の
芯線３の他方の端部は、大地１１中に埋設された
メツシユ状接地電極５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中に埋設された針付接
地電極６に接続されている。メツシユ状接地電極
５と針付接地電極６とは、互いに離れて埋設され
ており、10ｍ程度以上離す方が好ましい。メツシ
ユ状接地電極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。針付接地電極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錐状の針
を多数設けたものである。
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の一方の端部が
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、CVケーブル２の先端部
付近において、芯線３と金属シース４には放電ギ
ヤツプ１０が接続されている。CVケーブル２の
芯線３の他方の端部は、大地１１中に埋設された
メツシユ状接地電極５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中に埋設された針付接
地電極６に接続されている。メツシユ状接地電極
５と針付接地電極６とは、互いに離れて埋設され
ており、10ｍ程度以上離す方が好ましい。メツシ
ユ状接地電極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。針付接地電極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錐状の針
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Ｌ、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。
接地線の自己インダクタンスをＬ、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＝√ ……(1)
この式において、従来の雷導接地装置における
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、この
発明にかかる雷導接地装置におけるCVケーブル
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、したがつ
て、サージインピーダンスＺは小さな値となる。
したがつて、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や芯線３の電位上昇は小さ
い。それゆえ、避雷針１や芯線３から鉄塔９へ逆
フラツシオーバすることが防止される等により、
雷被害が防止される。
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、この
発明にかかる雷導接地装置におけるCVケーブル
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、したがつ
て、サージインピーダンスＺは小さな値となる。
したがつて、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や芯線３の電位上昇は小さ
い。それゆえ、避雷針１や芯線３から鉄塔９へ逆
フラツシオーバすることが防止される等により、
雷被害が防止される。
また、CVケーブル２の芯線３と金属シース４
とは、それぞれメツシユ状接地電極５および針付
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、サージインピーダンスを低減させるのにさら
に効果がある。
とは、それぞれメツシユ状接地電極５および針付
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、避雷針１への落雷時、この発明にかか
る雷導接地装置においては、負反射波により、
CVケーブル２の塔頂におけるケーブル芯線塔の
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、この発明にかかる雷導接地装置の
等価回路を示す。避雷針１は、芯線３およびメツ
シユ状接地電極５を介して接地されている。鉄塔
９はメツシユ状接地電極５を介して接地されてい
る。金属シース４は、絶縁線７および針付接地電
極６を介して接地されている。避雷針１と金属シ
ース４との間には放電ギヤツプ１０が接続されて
いる。図において、Ｚ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。一例とし
て、Z3＝35（Ω）、V3＝150（ｍ／μs）、Z4＝250
（Ω）、V4＝300（ｍ／μs）、Z5＝20（Ω）、V5＝120
（ｍ／μs）、Z6＝15（Ω）、V6＝120（ｍ／μs）、Z7
＝
30（Ω）、V7＝200（ｍ／μs）、Z9＝80（Ω）、V9＝
210（ｍ／μs）、Ｌ＝40（ｍ）である。
る雷導接地装置においては、負反射波により、
CVケーブル２の塔頂におけるケーブル芯線塔の
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、この発明にかかる雷導接地装置の
等価回路を示す。避雷針１は、芯線３およびメツ
シユ状接地電極５を介して接地されている。鉄塔
９はメツシユ状接地電極５を介して接地されてい
る。金属シース４は、絶縁線７および針付接地電
極６を介して接地されている。避雷針１と金属シ
ース４との間には放電ギヤツプ１０が接続されて
いる。図において、Ｚ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。一例とし
て、Z3＝35（Ω）、V3＝150（ｍ／μs）、Z4＝250
（Ω）、V4＝300（ｍ／μs）、Z5＝20（Ω）、V5＝120
（ｍ／μs）、Z6＝15（Ω）、V6＝120（ｍ／μs）、Z7
＝
30（Ω）、V7＝200（ｍ／μs）、Z9＝80（Ω）、V9＝
210（ｍ／μs）、Ｌ＝40（ｍ）である。
まず、雷電流が小さくて（たとえば10KA）、
放電ギヤツプ１０が放電せず、しかも、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、芯線３の最大電圧Vmは、次式で
表わすことができる。
放電ギヤツプ１０が放電せず、しかも、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、芯線３の最大電圧Vmは、次式で
表わすことができる。
Vm＝Z3×（雷電流） ……(2)
(2)式にZ3＝35（Ω）、雷電流＝10（KA）を代入
すると、Vm＝350（KV）となる。そして、雷サ
ージは、芯線３中を150ｍ／μsの速さで進み、サ
ージインピーダンスの異なるメツシユ状接地電極
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。
すると、Vm＝350（KV）となる。そして、雷サ
ージは、芯線３中を150ｍ／μsの速さで進み、サ
ージインピーダンスの異なるメツシユ状接地電極
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＝（Z5−Z3）／（Z3＋Z5） ……(3)
(3)式に上記Z3、Z5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、Vmの3/11である。負反射サージが避雷針１
へ帰つてくるまでの時間Ｔは、次式で表わること
ができる。
１１となり、負反射となり、負反射サージの大きさ
は、Vmの3/11である。負反射サージが避雷針１
へ帰つてくるまでの時間Ｔは、次式で表わること
ができる。
Ｔ＝2L／V3 ……(4)
(4)式に、上記V3、Ｌの値を代入すると、Ｔ＝
0.53（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に帰つて
きた場合を示す。
0.53（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に帰つて
きた場合を示す。
次に、雷電圧が高く、放電ギヤツプ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、CV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、CV
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、放電ギヤツプ１
０の放電電圧を40KVとした場合、放電ギヤツプ
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300ｍ／ｓの速さで進み、サージインピーダン
スの異なる絶縁線７に達したとき反射される。こ
の場合の反射率Ｒ、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、ｃ点で
示したように低下する。
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、CV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、CV
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、放電ギヤツプ１
０の放電電圧を40KVとした場合、放電ギヤツプ
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300ｍ／ｓの速さで進み、サージインピーダン
スの異なる絶縁線７に達したとき反射される。こ
の場合の反射率Ｒ、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、ｃ点で
示したように低下する。
さらに、雷電圧が高く、放電ギヤツプ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との間の放電電圧を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210ｍ／μs
の速さで進み、サージインピーダンスの異なるメ
ツシユ状接地電極５に達したとき反射される。こ
の場合の反射率Ｒ、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。
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との間の放電電圧を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210ｍ／μs
の速さで進み、サージインピーダンスの異なるメ
ツシユ状接地電極５に達したとき反射される。こ
の場合の反射率Ｒ、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。
以上のように、この発明によれば、金属シース
付ケーブルによるキヤパシタンス効果を用いるこ
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。
付ケーブルによるキヤパシタンス効果を用いるこ
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。
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、この発明にかかる雷導接地装置
の等価回路を示す。第３Ａ図、第３Ｂ図は、CV
ケーブルの塔頂における芯線の電圧を示す。第３
Ｃ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CVケーブル、
３は芯線、４は金属シース、５はメツシユ状接地
電極、６は針付接地電極、７は絶縁線である。
ある。第２図は、この発明にかかる雷導接地装置
の等価回路を示す。第３Ａ図、第３Ｂ図は、CV
ケーブルの塔頂における芯線の電圧を示す。第３
Ｃ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CVケーブル、
３は芯線、４は金属シース、５はメツシユ状接地
電極、６は針付接地電極、７は絶縁線である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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、 所定の電圧が印加されたときに放電を起こす１
対の電極からなる放電ギヤツプと、 接地された第１の接地電極と、 前記第１の接地電極から所定間隔以上離れた地
点で接地された第２の接地電極とを備えていて、 前記芯線の一方の端部が前記避雷針に接続され
かつ前記芯線の前記一方の端部またはその近傍が
前記放電ギヤツプの一方の電極に接続されてお
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
が前記放電ギヤツプの他方の電極に接続されてお
り、前記金属シースの他方の端部が前記第２の接
地電極に接続されている、雷導接地装置。 ２ 前記ケーブルが架橋ポリエチレン絶縁ビニル
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 前記第２の接地電極が針付接地電極からな
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。 ４ 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〜第３項
のいずれかに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 JPS58216396A (ja) | 1983-12-16 |
| JPH0315317B2 true 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) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6252900A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-07 | 関西電力株式会社 | 低インピ−ダンス接地避雷針 |
| JP4359002B2 (ja) * | 2001-03-13 | 2009-11-04 | 株式会社かんでんエンジニアリング | 建造物の避雷構造 |
| JP3443619B2 (ja) * | 2001-05-15 | 2003-09-08 | 音羽電機工業株式会社 | 電気施設の防雷システム |
| JP5346832B2 (ja) * | 2010-02-04 | 2013-11-20 | 株式会社日本製鋼所 | 風力発電用ブレードの避雷構造 |
| JP5813420B2 (ja) * | 2011-09-01 | 2015-11-17 | 学校法人東海大学 | 建造物雷電位上昇抑制装置 |
| JP5168680B1 (ja) * | 2012-06-26 | 2013-03-21 | 正弘 五十嵐 | シールド接地線 |
| CN102801000B (zh) * | 2012-08-17 | 2014-08-27 | 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 |
| JP5876845B2 (ja) * | 2013-03-13 | 2016-03-02 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 接地装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH620059A5 (ja) * | 1978-02-03 | 1980-10-31 | Energie Froide Int Sa |
-
1982
- 1982-06-10 JP JP57100991A patent/JPS58216396A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58216396A (ja) | 1983-12-16 |
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