(57)【要約】      （修正有）【課題】建物において屋内に引き込まれる電力線、電話線、アンテナ線等より侵入する雷サージ電圧から家電機器を保護する避雷配線システムにおいて、接地を容易にするとともに、できるだけ接地面積が広く、低い接地抵抗値を容易に得ることができる建物用避雷配線システムを提供する。【解決手段】電力線、電話線、アンテナ線あるいはＣＡＴＶ線の避雷回路を共通の筐体に組み込んだ避雷器を介して建物内に配線し、避雷器の接地線と電気機器からの接地線を共通接地端子に接続して、共通接地端子からの接地線を鉄筋コンクリート基礎の鉄筋に接続した建物用避雷配線システム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外から引き込まれる電力線、電話線、アンテナ線あるいはＣＡＴＶ線の避雷回路を共通の筐体に組み込んだ避雷器を介して建物内に配線し、避雷器の接地線と電気機器からの接地線を共通接地端子に接続して、共通接地端子から接地線を鉄筋コンクリート基礎の鉄筋に接続した建物用避雷配線システム。
【請求項２】
片側に鋼棒を嵌合して銀ロウ付け接続した銅管スリーブの反対側に前記共通接地端子からの接地線を圧着接続し、鋼棒と鉄筋コンクリート基礎の鉄筋を溶接またはボルト締めにより機械的及び電気的に接続した請求項１の建物用避雷配線システム。
【請求項３】
前記鋼棒と鉄筋コンクリート基礎の鉄筋をL字形鉄筋を介して溶接またはボルト締めにより接続した請求項２の建物用避雷配線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般住宅等の建物において屋内に引き込まれる電力線、電話線、アンテナ線等より侵入する雷サージ電圧から家電機器を保護することが出来る避雷配線システムの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
雷サージ電圧から家電機器を保護するために設置される避雷器は、概ね電源線、電話線、アンテナ線の避雷器がそれぞれ独立して別箇所に設置されるのが通常である。
【０００３】
また、接地方式としては接地棒電極が用いられ、一般住宅における接地は、電気機器用の接地抵抗が100Ω以下、漏電遮断器を設ける場合は500Ω以下を基準として、接地棒電極により接地が取られている。
【０００４】
接地抵抗が高いと避雷器が動作しても、電源線、電話線、アンテナ線の対地間電圧を、電気機器の回路−筐体間における絶縁破壊が発生しない程度に低下させることが出来ない。そこで、電気機器筐体からの接地線を避雷器の接地線に接続して避雷器の接地端子と電気機器の筐体を等電位にすることにより、電気機器の回路−筐体間における絶縁破壊による接地抵抗の影響を軽減する方法もとられている。
【非特許文献１】「雷と高度情報化社会」P110〜P111  社団法人  電気設備学会  平成１１年５月３１日発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電源線、電話線、アンテナ線等の避雷器がそれぞれ独立して別箇所に設置されていると接地線の配線が煩瑣にならざるを得ない。また、接地方式として接地棒電極を用いる場合、一般住宅では、接地棒の打設位置が状況により避雷器から離れた場所になり、接地線長が長くなる場合が多い。この場合、接地線によるサージインピーダンスが大きくなり、避雷器が動作しても対地間雷電圧は低減しなくなる。
【０００６】
また、接地棒による接地極では、大地抵抗率が高い土壌では接地抵抗が高く、対地間電圧が低くできない。さらに、接地棒による接地極では、避雷器が動作して接地極から大地に雷電流が流れ出した場合、大地に電位差が発生してエアコンディショナーの室外機や給湯機等、屋外に設置された電気機器では筐体と金属構造体間でスパークする。この場合も同様に避雷器の接地端子から電気機器の接地線を介して住宅金属構造体から大地に雷電流が流れる。この時、接地線に雷電流が流れると、そのサージインピーダンスにより発生した雷電圧が電気機器の回路−筐体間に加わり、その絶縁耐電圧より高くなれば絶縁破壊を起こすことになる。
【０００７】
また、電気機器筐体からの接地線を避雷器の接地線に接続して避雷器の接地端子と電気機器の筐体を等電位にすることにより、電気機器の回路−筐体間における絶縁破壊による接地抵抗の影響を軽減する方法は、筐体接地の電気機器(接地線を含む３線配線)の場合、筐体と住宅金属構造体間における絶縁耐電圧以上の対地間電圧が発生すると、筐体と住宅金属構造体間でスパークし、避雷器の接地端子から電気機器の接地線を介して住宅金属構造体から大地に雷電流が流れる。この時、接地線に雷電流が流れると、そのサージインピーダンスにより発生した雷電圧が電気機器の回路−筐体間に加わり、その絶縁耐電圧より高くなれば絶縁破壊を起こすことになる。
【０００８】
２線配線の場合、電気機器の内部回路と住宅金属構造体間の絶縁耐電圧以上の対地間電圧が発生すると絶縁破壊を起こす。この現象は雷電流が大きくなればなるほど発生しやすくなる。
【０００９】
そこで本発明の目的とするところは、電力線、電話線、アンテナ線あるいはＣＡＴＶ線の避雷回路を共通の筐体に組み込んで一体化した避雷器を介して配線することにより、接地を容易にするとともに、できるだけ接地面積が広く、低い接地抵抗値を容易に得ることができ、接地線の長さも最短にすることができる建物用避雷配線システムを提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の建物用避雷配線システムは次のように構成される。
すなわち、屋外から引き込まれる電力線、電話線、アンテナ線あるいはＣＡＴＶ線の避雷回路を共通の筐体に組み込んだ避雷器を介して建物内に配線し、避雷器の接地線と電気機器からの接地線を共通接地端子に接続して、共通接地端子から鉄筋コンクリート基礎の鉄筋に接地線を接続した建物用避雷配線システムである。
【００１１】
避雷回路を共通の筐体に組み込んだ避雷器は、分電盤内に組み込むものとし、分電盤内に組み込めない場合は専用盤を設け、分電盤の近傍に設置するものとする。接地方式としては接地棒電極ではなく、鉄筋コンクリート基礎の鉄筋に接地線を接続することによって、接地面積が広く、低い接地抵抗値を容易に得ることができ、接地線の長さも最短にできる建物用避雷配線システムとしている。なお、内線規定を遵守するため現状では接地棒電極を併用することとする。
【００１２】
屋外から引き込まれる配線として電力線、電話線、アンテナ線あるいはＣＡＴＶ線を例示しているが、勿論、これらの中、屋内に引き込まれた配線を対象にするもので、全ての配線が引き込まれることを必須とはしない。
【００１３】
共通接地端子から接地線を介して鉄筋コンクリート基礎の鉄筋に接続する場合、接地線には被覆銅線が用いられているので、銅と鉄又は鋼という異種金属が接触することとなり、異種金属腐食が発生するため、両者を直接ボルト締めや溶接出来ない。
【００１４】
そこで本発明ではこの問題点に対処するため、次のような構成を採用している。すなわち、片側に鋼棒を嵌合して銀ロウ付け接続した銅管スリーブの反対側に前記共通接地端子からの接地線を圧着接続し、鋼棒と鉄筋コンクリート基礎の鉄筋を溶接またはボルト締めにより機械的及び電気的に接続するようにした。銀ロウ付けを採用することにより、異種金属腐食の問題を払拭し、良好な接地を可能としたものである。
【００１５】
なお、建物施工現場によって布基礎の幅、高さがまちまちであること、及び設置面積を良好に確保するためには、基礎底盤の鉄筋に接続することが望ましい点から、鋼棒と銅管スリーブからなる接地部材を直接鉄筋に接続するのではなく、補助部材としてＬ字形鉄筋を用いることが望ましい。すなわち、前記鋼棒と鉄筋コンクリート基礎の鉄筋をL字形鉄筋を介して溶接またはボルト締めにより接続する構成である。Ｌ字形鉄筋は汎用の鉄筋を加工することによって現場において容易に対応することが可能である。
【発明の効果】
【００１６】
屋外から引き込まれる電力線、電話線、アンテナ線あるいはＣＡＴＶ線の避雷回路を共通の筐体に組み込んで一体化した避雷器とすることにより、建物内のすべての電気機器を１台の避雷器で保護することができ、接地用の配線も容易となる。
【００１７】
この避雷器を分電盤内あるいはその近傍に設置することにより、電源線と通信線間における避雷器の接地線が基板上で最短距離で接続されるため、接地線に流れる雷電流による電圧降下分を小さくできる。また、電気機器の電源、通信の入力間に加わる雷電圧を小さく出来る。
【００１８】
鉄筋コンクリート基礎の鉄筋に避雷器からの接地線を接続するので、面積が広い接地極で、低い接地抵抗値を容易に得ることが出来、避雷器の対地間の雷電圧を低減できる。また、避雷器動作時の建物敷地内の電位傾度が小さくすることができ、敷地屋外に設置される電気機器(エアコン室外機、給湯器等)の筐体と大地間の雷電圧を低減できる。
【００１９】
コンクリート基礎のどの位置においても接地線を鉄筋につなぎ込めば、同様の接地抵抗値が得られるため、避雷器を内蔵した分電盤直下付近の鉄筋に接地線を接続することができ、接地線の配線長を最短にできるため、接地線の雷電流に対するインピーダンスを小さくできる。
【００２０】
接地部材として、片側に鋼棒を嵌合して銀ロウ付け接続した銅管スリーブの反対側に共通接地端子から鉄筋までの接地線を圧着接続した部材を用いることにより、異種金属腐食を起こすことなく鋼棒と鉄筋コンクリート基礎の鉄筋を溶接またはボルト締めにより機械的及び電気的に接続することが可能となる。
【００２１】
また、接地部材と鉄筋の接続に際し、現場においても即対応可能なＬ字形鉄筋を介在させることにより、布基礎の構造上のばらつきに拘らず基礎底盤の鉄筋に接続することができ、良好な作業性と接地の確実性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下本発明に係る建物用避雷配線システムの実施態様について説明する。
図１は、本発明に係る建物用避雷配線システムの全体外略図で、屋内配置の電気機器として、テレビジョン受像機ＴＶ、モデムＭ、エアコンＡＣ、電話Ｔ、ＦＡＸ、洗濯機Ｗが例示され、屋外設置の電気機器としてエアコンＡＣの室外機ＡＣＯが例示されている。
【００２３】
これらに対応して屋外から屋内に電力線１、アンテナ線２、ＣＡＴＶ線３、電話線４，５が引き込まれるが、電力線１は分電盤６内に設けられた漏電遮断器ＥＬＢ及び回路遮断器ＣＢを介して、各機器の接地付コンセント７に接続されている。各電気機器の接地線８は共通接地端子９に接続され、接地線１０を介して鉄筋コンクリート基礎１１の鉄筋１２に接続されている。また、分電盤６内には、電力線１、アンテナ線２、ＣＡＴＶ線３、電話線４，５の専用避雷回路１ａ、２ａ、３ａ、４ａ、５ａを共通の筐体に組み込んだ避雷器１３が設置されている。分電盤６内に避雷器１３を設置できない場合には、分電盤６の近傍において専用盤を配置するものとする。そして、各避雷回路１ａ、２ａ、３ａ、４ａ、５ａの接地線１４は前記共通接地端子９に接続され、接地線１０を介して鉄筋コンクリート基礎１１の鉄筋１２に接続されている。
【００２４】
このように避雷回路を共通の筐体に組み込んだ避雷器１３を用いる場合、建物内のすべての電気機器を１台の避雷器で保護することができ、接地用の配線も容易となる。また、避雷器の接地線が基板上で最短距離で接続されるため、接地線に流れる雷電流による電圧降下分を小さくできるため、電気機器の電源、通信の入力間に加わる雷電圧を小さく出来る。鉄筋コンクリート基礎の鉄筋に避雷器からの接地線を接続するので、面積が広い接地極で、低い接地抵抗値を容易に得ることが出来、避雷器の対地間の雷電圧を低減できる。また、避雷器動作時の建物敷地内の電位傾度が小さくすることができ、敷地屋外に設置される電気機器(エアコン室外機、給湯器等)の筐体と大地間の雷電圧を低減できる。
【００２５】
共通接地端子９から接地線１０を介して鉄筋コンクリート基礎１１の鉄筋１２に接続する場合、接地線１０には被覆銅線が用いられているので、銅と鉄又は鋼という異種金属が接触することとなり、異種金属腐食が発生する懸念があるため、本発明においてはこの点に対処するため、図２に示すような接地部材を使用している。
【００２６】
すなわち、この接地部材は、片側に鋼棒１５を嵌合して銀ロウ付け１６を施して接続した銅管スリーブ１７の反対側に前記共通接地端子９からの接地線１０を圧着１８によって接続し、鋼棒１５と鉄筋コンクリート基礎の鉄筋１２を溶接またはボルト締めにより機械的及び電気的に接続するようにしたものである。銀ロウ付け１６を採用することにより、異種金属腐食の問題を払拭し、良好な接地を可能にしたのである。
【００２７】
なお、鋼棒１５を直接鉄筋コンクリート基礎の鉄筋１２に接続する場合、建物施工現場によって布基礎の幅、高さがまちまちであることから、図３に示すような補助部材を用いることが好ましい。すなわち、図示のようなＬ字形鉄筋１９を補助部材として用いれば、図４、図５に示す通り、接続位置の高さや幅方向寸法の調節が可能であり、また、基礎立ち上がり部の鉄筋のみでなく、基礎底盤の鉄筋にも接続することができ、接続が強固で、かつ、広範囲な設置面積を良好に確保し得る利点を有している。Ｌ字形鉄筋１９と鉄筋コンクリート基礎の鉄筋１２及び接地部材の鋼棒１５との接続は、溶接でもよく、また図示の通り取付金具２０を用いてボルト締めするなど、適宜の連結方法を採用し得る。
【００２８】
図６及び図７は、電気機器の接地と避雷器の接地を共通にする場合において、本発明による鉄筋コンクリート基礎接地と従来の接地棒による接地とを比較したものである。
【００２９】
電気機器の接地と避雷器の接地を共通にした場合、給湯器２１の筐体２２と避雷器２３の接地端子ｂが等電位となり、接地抵抗値が大きい場合でもその影響を受けないとされているが、接地棒による接地の場合、図７において、避雷器２３が動作して接地線２４に雷電流Ｉ1が流れると接地棒２５と大地ｃ点間に電圧Ｖｃｅが発生する。
【００３０】
Ｖ2が筐体２２と大地ｃ間の絶縁耐圧より高くなると給湯器２１の筐体−大地間で放電し、接地線２６に雷電流Ｉ2が流れ、接地線２６のｂ、ｄ間の電圧Ｖｂｄと避雷器ａ、ｂ間の電圧Ｖａｂが加算された電圧Ｖ4が給湯器２１の内部回路２７、筐体２２間に加わる。その間の絶縁耐力を超えると給湯器２１が絶縁破壊して雷電流が流れ、故障する。この現象は雷電流Ｉ1が大きくなるほど発生する。
【００３１】
これに対し、鉄筋コンクリート基礎２８の鉄筋２９に接地線を接続した場合、図６において、基礎の鉄筋２９との接続部ｆと給湯器２１の付近の大地ｃ点間の電圧Ｖｃｆは接地棒電極の場合より非常に小さく、避雷器２３が動作して接地線２４に雷電流Ｉ1が流れ、上記と同様にして電圧Ｖ4が発生しても、その電圧は小さくなるため、給湯器２１は故障しない。この効果は雷電流Ｉ1が大きくなるほど大きくなる。このように鉄筋コンクリート基礎接地の有効性は大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る建物用避雷配線システムの全体外略図
【図２】同システムにおいて使用する接地部材の概略断面図
【図３】同接地部材を鉄筋コンクリート基礎の鉄筋に接続する場合の一例を示す斜視図
【図４】立ち上がり部分の低い基礎に同接地部材を接続する場合を例示した概略図
【図５】立ち上がり部分の高い基礎に同接地部材を接続する場合を例示した概略図
【図６】電気機器の接地と避雷器の接地を共通にした場合において、本発明によるシステムを採用した場合の雷電流の影響を説明した概略図
【図７】同じく電気機器の接地と避雷器の接地を共通にした場合において、従来の接地棒を使用した場合の雷電流の影響を説明した概略図
【符号の説明】
【００３３】
１…  電力線       
２…  アンテナ線
３…  ＣＡＴＶ線
４…  電話線
５…  電話線
９…  共通接地端子
１０…  接地線
１１…  鉄筋コンクリート基礎
１２…  鉄筋
１ａ、２ａ、３ａ、４ａ、５ａ…  避雷回路
１３…  避雷器
１４…  接地線
１５…  鋼棒
１６…  銀ロウ付け
１７…  銅管スリーブ
１９…  Ｌ字形鉄筋
【図１】
2006288126.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006288126.tif 000008
【図７】
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