(57)【要約】【課題】雷害防止の対象である建造物や各種設備等の接地インピーダンスを従来よりも低くすることによって、雷サージ電流による雷害を防止することが可能な接地電極、接地電極群及び雷サージ電圧の低減方法を提供する。【解決手段】落雷７による雷サージ電流Ｉを大地１５に流す接地電極１を、少なくとも一部分が大地に埋設された鋼管３３と、この鋼管３３内に同軸配置された導体３４と、鋼管３３及び前記導体３４の間に充填された、導電性を有する充填材４０と、を有するように構成する。これにより、接地電極１を流れる雷サージ電流Ｉが分流され、その低周波成分ＩＬが導体３４を流れ、且つその高周波成分ＩＨが導体３４の外側の鋼管３３及び充填材４０を流れるようにする。【選択図】図２
2008166104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
落雷による雷サージ電流を大地に流す接地電極であって、
少なくとも一部分が大地に埋設された管状導体と、
前記管状導体内に同軸配置された内部導体と、
前記管状導体と前記内部導体の間に充填された、高周波成分に対する導電性を有する充填材と、を有し、
前記落雷による雷サージ電流が分流され、その低周波成分が主として前記内部導体を流れ、且つその高周波成分が主として前記管状導体及び前記充填材を流れることを特徴とする、接地電極。
【請求項２】
前記充填材は、抵抗体、誘電体及び磁性体より成る群から選択した１以上の材料を含有することを特徴とする、請求項１に記載の接地電極。
【請求項３】
前記管状導体と前記内部導体が、同軸系の特性インピーダンスにより終端された後に接地されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の接地電極。
【請求項４】
落雷による雷サージ電流を接地側に流す避雷装置に接続されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の接地電極。
【請求項５】
前記避雷装置と一体型の同軸形状に形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の接地電極。
【請求項６】
前記管状導体は、軸方向を鉛直方向にして埋設されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の接地電極。
【請求項７】
前記管状導体は、軸方向を水平方向にして埋設されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の接地電極。
【請求項８】
前記管状導体と前記内部導体は、等電位ボンディング導体に接続されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の接地電極。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の接地電極を複数有することを特徴とする、接地電極群。
【請求項１０】
落雷による雷サージ電流を大地に流す際に雷サージ電圧を低減する方法であって、
第１の電流路をその一端が大地の中に配置されるように設けると共に、前記雷サージ電流の高周波成分に対するインピーダンスが前記第１の電流路よりも低い第２の電流路を設け、
前記雷サージ電流の低周波成分が主として第１の電流路に流れ、且つ高周波成分が主として第２の電流路に流れるように、雷サージ電流を周波成分に応じて分流させることにより前記第１の電流路の雷サージ電圧を低減することを特徴とする、雷サージ電圧の低減方法。
【請求項１１】
前記第１の電流路は、内部導体で構成され、
前記第２の電流路は、前記内部導体の外周を被覆するように同軸配置した管状導体と、前記管状導体及び前記内部導体の間に充填された、導電性を有する充填材とで構成されていることを特徴とする、請求項１０に記載の雷サージ電圧の低減方法。
【請求項１２】
前記充填材は、抵抗体、誘電体及び磁性体より成る群から選択した１以上の材料を含有することを特徴とする、請求項１１に記載の雷サージ電圧の低減方法。
【請求項１３】
前記同軸配置した管状導体の外周に外皮を設けることを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の雷サージ電圧の低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、落雷による雷サージ電流を大地に流すことにより雷害を防止する接地電極、接地電極群及び雷サージ電圧の低減方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
落雷により高出力の雷サージ電流が建造物、信号機等の各種設備又は樹木等に流れると、これらは破壊されてしまう。また送電系統では、逆閃絡が生じてその電力設備が雷災害を被ることがある。近年では、電気的な衝撃に対して特に弱い電子機器も増加しており、雷害が非常に脅威になっている。このような雷害を防止するため、落雷による雷サージ電流を接地側に流す経路を備えた導体（通常、避雷針とも呼ばれ、避雷突針や避雷導体等が含まれる）が用いられている。
【０００３】
一般に、上記導体の一方の端部は、避雷突針が接続され、落雷を受けるように雷害防止の対象である建造物や各種設備等の上部に配置されている。また、他方の端部は、大地に埋設された接地電極に接続されている。これにより、雷サージ電流を、避雷導体、接地電極、大地の順に流し、雷害防止の対象である建造物等から迂回させることで、被害を防止するようになっている。なお、接地工事で、例えばＡ種接地での接地抵抗（一般に、接地インピーダンスと呼ばれている）は１０Ω以下である。通常、接地インピーダンスは抵抗、インダクタンス、キャパシタンスからなる等価回路で表される。抵抗は主に接地電極の大地との接触抵抗並びに大地抵抗であり、インダクタンスは接地電極のインダクタンスであり、キャパシタンスは接地電極と大地との間のキャパシタンスである。上述の等価回路では、インダクタンスと抵抗は直列接続に構成され、また抵抗とキャパシタンスは並列接続に構成されている。
【０００４】
この等価回路で表される接地インピーダンスにおいて、特にインダクタンスと抵抗の直列回路に加わる電圧が、流れる電流の周波数成分によって異なる点に留意しなければならない。即ち、直流や５０Ｈｚ、６０Ｈｚの商用周波数電流ならば、回路電圧の大部分は抵抗に加わる成分である。一方、電流の周波数成分が広くなるとともに、インダクタンス成分の電圧も顕著になり、回路電圧は抵抗成分とインダクタンス成分が重畳する値になる。したがって接地電極に雷サージ電流が流れるとき抵抗値相当以上の高い電圧が接地電極に生じるのはこの理由による。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述のインダクタンスを見かけ上低減する技術である。これにより雷サージ電流による接地電極の電位上昇を抑制することができる。従来の接地工事においては、雷サージ電流に対する接地電極の電位上昇を抑制する観点から［１］抵抗を更に下げる工事、又は［２］接地インピーダンスを下げる工事を行う等の対策が採られている。しかし、これらの工事は非常に大きなコストや日数を要している。また、上記［１］での抵抗の低減が必ずしも接地インピーダンスの低減に結び付かず費用対効果が悪い。上記［２］では、所望の値を得るまで何度も追加工事と計測を必要とする等、これも費用対効果が悪いという課題がある。
【０００６】
いま、接地インピーダンスのうち、抵抗を１０Ω、インダクタンスを１０μＨとし、雷サージ電流の大きさを１００ｋＡかつ１００ｋＡ／μｓとすると、上述した接地電極に雷サージ電流が流れる際には、１０（Ω）×１００（ｋＡ）＋１００（ｋＡ／μｓ）×１０（μＨ）＝１０００（ｋＶ）＋１０００（ｋＶ）＝２０００（ｋＶ）の電位上昇が生ずる。このインダクタンス成分電圧を極力低減することが、接地電極に直接又は間接につながった電気設備や付近にある設備の絶縁破壊防止に極めて有効である。
【０００７】
雷サージ電流により発生する接地電極の電位上昇が大きいと接触電圧や歩幅電圧が高くなり付近の住民や動物が感電する事が有り危険である。また、２本の接地電極が近くに離間して接地されている時、１本目に雷サージ電流が直接流れると、２本目にも雷サージ電流が分流してその接地電極につながった電気設備が災害を受ける事が多々ある。家電設備の雷災害の典型の１つである。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、雷害防止の対象である建造物や各種設備等の接地インピーダンス、特に上述のインダクタンスを導体固有の値よりも低くすることによって、雷サージ電流による雷害を防止すると共に、費用対効果を向上させることが可能な接地電極、接地電極群及び雷サージ電圧の低減方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明によれば、商用周波の地絡電流のみならず落雷による雷サージ電流を大地に流す接地電極であって、少なくとも一部分が大地に埋設された管状導体と、前記管状導体内に同軸配置された内部導体と、前記管状導体と前記内部導体の間に充填された、導電性を有する充填材と、を有し、前記落雷による雷サージ電流が分流され、その低周波成分が主として前記内部導体を流れ、且つその高周波成分が主として前記管状導体及び前記充填材を流れることを特徴とする、接地電極が提供される。
【００１０】
本発明は、接地インピーダンスを低減する効果を有する接地電極である。特に、接地電極固有のインダクタンスを低減する構造を有する接地電極である。従って、商用周波の地絡電流のみならず、雷サージ電流に対しても電流が流れる際の接地電圧上昇を抑制する機能を備えている。特に、従来は接地インピーダンス低減のための工事がカットアンドトライであるのに対し、本発明では、現地に備え付ける程度の工事で済む点で、日数の短縮を含めた費用対効果は優れている。また、本発明の同軸構造の接地電極は内部導体（中心導体）が管状導体としての外側鋼管で電磁気的に遮蔽されるので、分流サージの割合は極めて小さくなる。この分流サージ電流の低減効果により電気設備の雷災害は減ずる。
【００１１】
上記接地電極において、前記充填材は、抵抗体、誘電体及び磁性体より成る群から選択した１以上の材料を含有していてよい。
【００１２】
上記接地電極において、前記管状導体と前記内部導体が、同軸系の特性インピーダンスにより終端された後に接地されていてもよい。
【００１３】
上記接地電極において、落雷による雷サージ電流を接地側に流す避雷装置に接続されていてもよい。
【００１４】
上記接地電極において、前記避雷装置と一体型の同軸形状に形成されていてもよい。
【００１５】
上記接地電極において、商用周波電力施設や電力設備の地絡故障電流を接地側に流す接地装置に接続されてもよい。
【００１６】
上記接地電極において、前記管状導体は、軸方向を鉛直方向にして埋設されていてもよい。
【００１７】
上記接地電極において、前記管状導体は、軸方向を水平方向にして埋設されていてもよい。
【００１８】
上記接地電極において、前記管状導体と前記内部導体は、等電位ボンディング導体に接続されていてもよい。
【００１９】
また、本発明によれば、上記接地電極を複数有することを特徴とする、接地電極群が提供される。
【００２０】
また、本発明によれば、落雷による雷サージ電流を大地に流す際に雷サージ電圧を低減する方法であって、第１の電流路をその一端が大地の中に配置されるように設けると共に、前記雷サージ電流の高周波成分に対するインピーダンスが前記第１の電流路よりも低い第２の電流路を設け、前記雷サージ電流の低周波成分が主として第１の電流路に流れ、且つ高周波成分が主として第２の電流路に流れるように、雷サージ電流を周波成分に応じて分流させることにより前記第１の電流路の雷サージ電圧を低減することを特徴とする、雷サージ電圧の低減方法が提供される。また、通常の接地電極としても従来と同様に機能する。
【００２１】
上記雷サージ電圧の低減方法において、前記第１の電流路は、内部導体で構成され、前記第２の電流路は、前記内部導体の外周を被覆するように同軸配置した管状導体と、前記管状導体及び前記内部導体の間に充填された、導電性を有する充填材とで構成されていてもよい。
【００２２】
上記雷サージ電圧の低減方法において、前記充填材は、抵抗体、誘電体及び磁性体より成る群から選択した１以上の材料を含有していてもよい。
【００２３】
上記雷サージ電圧の低減方法において、前記同軸配置した管状導体の外周に外皮を設けるようにしてもよい。この外皮として、例えばコンクリート等を用いることによって埋設時に鋼管の腐食対策をとることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、雷サージ電流に対し接地電極の電位上昇を効果的に抑制し、従来よりも非常に低い接地インピーダンスを実現することができる。これにより、雷サージ電流を接地電極経由で確実に大地に流すことができ、建物側に流れて電子機器を破壊する等、不測の事態を防止できる。また、大地に流した雷サージ電流が、周囲にある他の建物等の設備、隣接する他の接地電極、周囲の人間等に大地経由で流れても、接地電極の雷サージ電圧が非常に低い値になっているため、その被害を最小限に抑え、より安全にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明をする。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２６】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る接地電極１を、雷害防止の対象として建物５に適用した場合の一例を示す構成図である。図１に示すように、建物５の屋根の上には、落雷７による雷サージ電流を接地側に流す避雷装置としての避雷突針１０が鉛直方向に立設されている。避雷突針１０の下端には、引き下げ導線１３が接続されており、上端に落ちた雷７の雷サージ電流を導線１３に流すことができるようになっている。この導線１３は、建物５の外面に沿って下方まで延設され、大地１５よりも低い位置で建物５内に導入され、建物５の内部に設けた接地部１７に接続されている。この接地部１７は、建物５内の底部全体に亘って配置された金属等が用いられてもよい。
【００２７】
図１に示すように、接地部１７は、接地電極１と等電位ボンディング導体２０に接続されている。電位等電位ボンディング導体２０には、例えばパソコン等の電子機器２５や例えば水道管等の金属管２６等が接続されている。本実施の形態では、電子機器２５は、外部の電源２７に接続されている。等電位ボンディング導体２０は、接続された電子機器２５、金属管２６等を等電位に保持するように設けた例えば金属板である。これにより、落雷７による雷サージ電流が流れても各機器間２５、２６の間に電位差が発生しないため、雷害を防止することができる。
【００２８】
図２は、接地電極１の鉛直方向の断面図である。図３は、図２のＸ−Ｘ矢視拡大断面図である。図２及び図３に示すように、接地電極１は、大地１５中に鉛直方向に埋設された円環形状の鋼管３３の内部に裸の導体３４を同軸配置した構成を有する。管状導体としての鋼管３３は、例えばステンレス鋼や防食対策鋼管で構成されている。内部導体としての導体３４は、例えば銅等で構成され、鋼管３３内を軸方向に沿って上端側から下端側まで配設されている。導体３４の上端は、鋼管３３の上端の外側に若干突出して配置され、接地部１７に接続されている。場合によっては、導体３４は、鋼管３３の軸方向に沿って所定間隔で複数設けた絶縁性の固定装置３５によって鋼管３３内の中央位置に固定されている。
【００２９】
図３に示すように、鋼管３３及び導体３４の間には導電性を有する充填材４０が充填されている。本実施の形態では、充填材４０としては、抵抗体４５、誘電体４６及び磁性体４７の各材料を、所定の割合で混入させた例えばセメントが用いられている。抵抗体４５としては、例えば金属微粉末（銀粉、銅粉等）又はグラファイト等が用いられる。誘電体４６としては比較的誘電率の高い材料（例えば酸化アルミ、チタン酸バリウム等）が用いられる。さらに、磁性体４７としては、例えばフェライト等が用いられる。なお、充填材４０としてのセメントは、例えば発泡状に構成する等により軽量化されているのが好ましい。
【００３０】
図４は、大地１５付近における接地電極１を拡大した斜視図である。図１、図２及び図４に示すように、鋼管３３は軸方向に沿って概ね全長に亘って大地１５内に埋設されているが、その上端は大地１５から突出した構成になっている。整合器５１は、鋼管３３及び導体３４の下端を、両者（３３、３４）が形成する同軸系の特性インピーダンスにより終端するように構成されている。なお、本実施の形態では、整合器５１として、鋼管３３と軸方向を平行に且つ同心に配置された円柱形状のコンクリート材が用いられている。
【００３１】
以上のように構成された接地電極１によって実施される、本発明の第１の実施形態に係る雷サージ電圧の低減方法について説明する。
【００３２】
図１に示すように、雷７が発生し、避雷装置である避雷突針１０の上端に落雷すると、雷サージ電流Iが避雷突針１０の下端から引き下げ導線１３に流れ、次いで、導線１３から接地電極１に流れる。この雷サージ電流Ｉは、多くの周波数成分を含んでいる。接地電極１に流れた雷サージ電流Iは、図２の接地電極１の導体３４を軸方向に沿って上端側から下端側に流れる。導体３４の周囲には、導体３４の外周を被覆するように同軸配置した鋼管３３が配置されており、且つ導体３４と鋼管３３との間には導電性を有する充填材４０が充填されているため、雷サージ電流Ｉは導体３４を流れる際に減衰する。この現象を図５に示す回路図を用いて以下で説明する。
【００３３】
図５は、導体３４の上端側から流された雷サージ電流Ｉを接地側に流す際の、鋼管３３、導体３４及び充填材４０によって構成される本発明の第１の実施形態に係る接地電極１の単位長さ当たりの等価回路を示した回路図である。図５において、Ｌは導体３４のインダクタンス、Ｒは導体３４の抵抗、Ｃは導体３４と鋼管３３の間のキャパシタンスである。Ｇは、抵抗体４５、誘電体４６及び磁性体４７を含有する充填材４０に起因するコンダクタンスである。
【００３４】
雷サージ電流Ｉが導体３４を流れる際には、図５に示すように、雷サージ電流Ｉの高周波成分を主体とする電流ＩＨは、導体３４の外側の充填材４０及び鋼管３３に（即ち、図５に示す点Ａ１から点Ｂ２の方に）流れ易い。従って、導体３４に流れる雷サージ電流は、雷サージ電流ＩからＩＨを減じた低周波成分を主体とするＩＬである。このように、本発明の第１の実施形態に係る接地電極１は、落雷７の雷サージ電流Ｉが低周波成分ＩＬと、高周波成分ＩＨとに分流され、低周波成分ＩＬが主として第１の電流路としての導体３４を流れ、高周波成分ＩＨが主として第２の電流路としての鋼管３３及び充填材４０を流れるように構成されている。
【００３５】
減衰した雷サージ電流Ｉ（即ち、雷サージ電流Ｉの低周波成分ＩＬ）が導体３４を流れる際に発生するおおよその雷サージ電圧ＶＬは、ＶＬ＝Ｌ×ｄＩＬ／ｄｔとなる。この雷サージ電圧ＶＬは、従来公知の接地電極のように、雷サージ電流Ｉ（＝ＩＬ＋ＩＨ）が導体３４に流れる場合に発生する雷サージ電圧ＶＬ＋Ｈ＝Ｌ×｛ｄ（ＩＬ＋ＩＨ）／ｄｔ｝よりも低減されている。
【００３６】
一方、雷サージ電流Ｉの高周波成分ＩＨが導体３４の外側の鋼管３３及び充填材４０を流れる際には、主として充填材４０が含有する抵抗体３５、誘電体３６及び磁性体３７によって抵抗加熱、誘電加熱、及び誘導加熱が生じ、そのエネルギーの一部が消費される。
【００３７】
導体３４を流れる雷サージ電流Ｉの低周波成分ＩＬと、充填材４０及び鋼管３３を流れる雷サージ電流Ｉの高周波成分ＩＨの主なものは、軸方向に沿って下端側に流れて大地１５よりも低い位置に到達すると、図４に示すように、整合器５１を経由して大地１５に流出し、その一部は、鋼管３３と接触している部分から大地１５に流出する。
【００３８】
以上の実施の形態によれば、接地電極１を鋼管３３の中心に導体３４を配置した同軸ケーブルに構成し、さらに、鋼管３３及び導体３４の間に、導電性を有する充填材４０を充填したことによって、雷サージ電流Ｉが導体３４を流れる際に分流され、その低周波成分ＩＬが主として第１の電流路としての導体３４を流れ、且つその高周波成分ＩＨが主として導体３４の周囲に設けた第２の電流路を流れるようにすることができる。これにより、ほとんど全ての雷サージ電流Ｉが導体３４を流れる従来公知の接地電極の場合よりも、導体３４を流れる電流量を低減し、導体３４に生じる雷サージ電圧（Ｌ×ｄｉ／ｄｔ）を低減させることができ、接地インピーダンスを従来よりも低い値にすることが可能になる。これにより、建物側に流れる分流分が低減し、結果として電気的につながった電子機器の破壊等の事態が少なくなる。
【００３９】
さらに、上述したように接地電極１による雷サージ電圧を低減させたことによって、接地電極１経由で大地１５に流された雷サージ電流が、周囲にある建物や人間に及ぼす被害を最小限に抑えることが可能になる。以下、図６及び図７に示す例を用いて、その効果について説明する。
【００４０】
図６（ａ）に示す例では、接地電極１を備えた建物５の近くに他の建物５５が存在している。図６（ａ）に示すように、他の建物５５は、例えば外部電源６７に接続された電子機器６５等を内部に備えている。他の建物５５は、大地１５に埋設された従来公知の接地電極６１によって接地されている。接地電極６１は、導線６０を介して電子機器６５に接続されている。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す建物５に雷７が落ちた際に、その雷サージ電流Ｉが接地電極１から大地１５に流された場合の大地１５の中の雷サージ電圧の値を、大地１５における位置と共に示したグラフである。なお、図６（ｂ）では、縦軸が雷サージ電圧の値を表し、横軸が大地１５における位置（即ち、距離）を表している。図６（ａ）の横方向の位置関係は、図６（ｂ）の横軸で示される距離と対応している。図６（ａ）に示す建物５が接地電極１の代わりに従来公知の接地電極を備えている場合には、雷サージ電圧と距離との関係は、図６（ｂ）の点線のようになる。
【００４１】
図６（ｂ）に示すように、従来公知の接地電極を用いた場合に、大地１５に流れた時の雷サージ電流の電圧（雷サージ電圧）の初期値がＵＥ０であるのに対し無限遠点の電位を零として本発明の接地電極１を用いた場合には、大地１５に流される雷サージ電圧の値が大幅に低減され、大地１５に流された直後の雷サージ電圧の初期値はＵＥ１になっている。一般に、雷サージ電圧は、大地１５に流された地点からより遠い位置（距離）に進行するに従ってその値が徐々に減衰するが、建物５に従来公知の接地電極が用いられた場合には、隣接する接地電極６１の地点Ｄにおける雷サージ電圧はと依然として非常に高い値ＵＤ０になっており、この高い電圧によって電子機器６５が損傷する。これに対して、本発明による接地電極１を用いた場合には、隣接する接地電極６１の地点Ｄにおける雷サージ電圧は充分に低い値ＵＤ１になり、電子機器６５の損傷は免れる。このように、本発明によって、隣接する接地電極６１に対する雷サージ電圧による被害を低減化又は無害化することが可能である。
【００４２】
一方、建物５の接地電極として本発明の接地電極１ではなく、従来公知の接地電極６１を用いた場合には、図６（ｂ）の点線で示すように、大地に流れた時の雷サージ電流の電圧（雷サージ電圧）の初期値がＵＥ０になるが、隣接する接地電極として本発明の接地電極１を用いれば、大地１５と直接接触しているのは従来公知の接地電極のように導体ではなく鋼管部分３３であり、中心導体３４ではないため、鋼管部分３３が中心導体３４に対して電磁気的な遮蔽体として働くので、中心導体３４への雷サージ電流の侵入は抑制される。また、中心導体３４には、その性質上低周波成分の電流が選択的に流れるので、電流サージ電圧は大幅に低減される。
【００４３】
次に、図７を用いて周囲の人間に及ぼされる被害が最小限に抑えられていることの説明をする。図７（ａ）に示す例では、接地電極１を備えた建物５の近くを歩いている歩行者７０が示されている。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す建物５に雷７が落ちた際に、その雷サージ電流Ｉが接地電極１から大地１５に流れた場合の大地１５の中の雷サージ電圧の値を、大地１５における位置と共に示したグラフである。なお、図７（ｂ）では、縦軸が雷サージ電圧の値を表し、横軸が大地１５における位置（即ち、距離）を表している。図７（ａ）の横方向の位置関係は、図７（ｂ）の横軸で示される距離と対応している。図７（ａ）に示す建物５が接地電極１の代わりに従来公知の接地電極を備えている場合には、雷サージ電圧と距離との関係は、図７（ｂ）に示す点線のようになる。
【００４４】
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、従来公知の接地電極を用いた場合に、大地１５に流れたときの雷サージ電流の電圧（雷サージ電圧）の初期値がＵＥ０であるのに対し、本発明の接地電極１を用いた場合には、大地１５に流れる雷サージ電圧の値が大幅に低減され、大地１５に流れた直後の雷サージ電圧の初期値はＵＥ１になっている。これにより、本発明の接地電極１を用いた場合の雷サージ電圧の勾配（図７（ｂ）の実線）は、従来公知の接地電極を用いた場合の雷サージ電圧の勾配（図７（ｂ）の点線）よりも緩やかになっている。
【００４５】
図７（ａ）に示すように、歩行者７０の両足は大地１５に対して別々の位置Ｌ１、Ｌ２で接触しているため、接触電極１から大地１５に流れた雷サージ電流が歩行者７０の直下の大地１５に流れた場合には、両足間の電位差に対応した雷サージ電圧（歩幅電圧と呼ばれる）が歩行者７０に加わることになる。しかしながら、本発明の接地電極１を用いた場合には、上述したように雷サージ電圧の勾配を緩やかにされているため、一方の足の位置Ｌ１と他方の足の位置Ｌ２との間の電位差はＵＳ１と、従来公知の接地電極を用いた場合の電位差ＵＳ０から著しく低い値に低減されている。このように、本発明によって、歩行者７０に雷サージ電流が流れた場合にもその被害を効果的に低減することが可能である。
【００４６】
上述した例では、歩行者７０の雷サージ電流による感電について説明したが、図７（ａ）に示すように、本発明の接地電極１を用いることによって建物５に直接接触している接触者７１の感電被害をも効果的に低減化又は無害化することができる。
【００４７】
例えば、図７（ｂ）の点線で示すように、従来公知の接地電極が用いられている場合には、接触者７１が感電した際に受ける雷サージ電圧（接触電圧と呼ばれる）は、壁の位置Ｗと接触者７１の位置Ｌ０との間の電位差ＵＴ０であり、前述した歩行者７０の受ける電位差ＵＳ０と比較して、著しく大きくなっている。ところが、本発明の接地電極１を用いた場合には、図７（ｂ）の実線で示すように、雷サージ電圧が十分に低減され、減衰度合いも緩やかになるため、接触者７１が感電した場合に印加される電位差ＵＴ１が非常に低い値になっている。このように、本発明によって、雷サージ電流が流れてしまった場合においても接触者７１の感電の被害を効果的に低減することが可能である。
【００４８】
さらに、上述したように接地電極１を同軸構造にしたことによって、基本的には、従来形接地電極のインダクタンス成分を大幅に低減することができ、これにより接地インピーダンスの値は小さくなる。その接地インピーダンスのうち、リアクタンス成分の値は、接地電極１を設置する通常の土壌環境（例えば抵抗率等）に依存しないという利点が得られる。また、接地電極１を雷害防止の対象である建物５等に設置する際には、製造した接地電極１を設置場所（例えば建物５等）のある現場に搬送し、鉛直方向に沿って孔を掘削した後に、この孔に接地電極１を挿入して固定するという非常に単純な手順で実行でき、その施工が非常に容易化される。
【００４９】
さらに、上述したように接地電極１を同軸構造にしたことによって、接地電極１の鋼管３３が外からの電流を遮蔽し、導体３４を保護することができる。これにより、誘導雷サージ電流が大地１５から導体３４に流れ込んでしまう事態を防止できる。また、例えば接地電極１に隣接して他の接地電極が設けられている場合等に、この隣接する他の接地電極から大地１５に流された雷サージ電流が接地電極１の中心導体３４に流れ込む量を低減できる。
【００５０】
本発明の第２の実施形態として、図８に示すように、複数の異なる特性インピーダンスの接地電極１を互いに接続し、接地電極群２を形成するようにしてもよい。図８は、一例として３つの接地電極１を有する接地電極群２の鉛直方向の断面を示した断面図である。図８に示す接地電極群２の例では、３つの接地電極１が、いずれも管状導体としての鋼管３３の管軸方向を鉛直方向にして互いに概ね等間隔で大地１５に埋設されている。図８に示すように、３つの接地電極１の導体３４は、各鋼管３３の外で互いに接続されて１つになっている。このように１つに合流した導体３４は、例えば図１に示す接地部１７等を介して建物５の上部に設けた避雷装置１０に接続されている。
【００５１】
本発明の第２の実施形態によれば、複数の接地電極１を用いるようにしたことにより、各々の接地電極１を従来よりも小型化できる。これにより、各接地電極１の搬送及び施工が非常に容易化される。なお、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を有する。
【００５２】
本発明の第３の実施形態として、図９に示すように、異なる特性インピーダンスの接地電極１を複数設置する際に、その管軸方向を水平にして大地１５に埋設するようにしてもよい。図９は、一例として４つの接地電極１を有する接地電極群２の水平方向の断面を示した断面図である。図９に示す接地電極群２の例では、４つの接地電極１が、いずれも管状導体としての鋼管３３の管軸方向を水平方向にして同一水平面内に配置されている。４つの接地電極１は、互いの管軸方向が直角になるように放射状に配置されている。各接地電極１は、内部導体としての導体３４が鋼管３３の外に延設されている側の端部を放射の中心に向けて配置されている。本発明の第３の実施形態では、放射状の接地電極群２の中心部に中空の空間８０が設けられており、この空間８０内で４つの接地電極１の各導体３４が互いに接続されて１つになっている。このように１つに合流した導体３４は、鉛直方向に沿って上方に延設され、例えば図１に示す接地部１７等を介して建物５の上部に設けた避雷装置１０に接続されている。
【００５３】
本発明の第３の実施形態によれば、接地電極１の鋼管３３の管軸方向を水平に配置したことによって、接地電極１を埋設する際に例えば大地１５に形成する孔が同じ深さでよくなる等、その施工が容易化される。また、複数の接地電極１を接続して接地電極群２を形成する場合に、各接地電極１の大地１５に雷サージ電流を流す側の端部を互いに遠ざけて配置することができ、相互の影響を低減することが可能になる。なお、第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を有する。
【００５４】
本発明の第４の実施形態として、図１０に示すように、落雷７による雷サージ電流を接地側に流す避雷装置１０と接地電極１とを一体型の同軸形状に形成してもよい。図１０は、避雷装置１０と接地電極１が一体型の同軸形状に形成された一例としての立設型避雷針８５の鉛直方向の断面図である。図１０に示す例では、避雷針８５が単独で立設されており、上端に突針８６を備えている。なお、避雷装置及び接地電極を一体型にして既存の設備等に設けるようにしてもよい。この構成を例えば、送電線の架空地線に接続し、接地電極の上端を架空地線に接続して使用すれば、架空地線の雷サージ電圧の上昇が低減できる。
【００５５】
本発明の第４の実施形態によれば、落雷７による雷サージ電流が接地電極１に到達する前から同軸形状の避雷装置１０を流れるため、雷サージ電流の電位上昇がより効果的に抑制され、接地インピーダンスを大幅に低下させることができる。また、雷サージ電流が避雷装置１０から整合器５１を介して大地１５に流されるまでの間の全経路（即ち、大地１５より上の大気中を流れる経路と、大地１５の中の経路）において、雷サージ電流によるフラッシオーバ等の放電の発生を防止することができる。さらに、外部からこの経路に電流が流れ込む事態も防止できる。なお、第４の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を有する。
【００５６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５７】
上述した実施形態においては、管状導体として例えばステンレス鋼や防食対策鋼管で構成された鋼管３３が用いられている場合について説明したが、その他の材料で形成された管状導体が用いられてもよい。
【００５８】
上述した実施形態においては、充填材４０として、抵抗体４５、誘電体４６及び磁性体４７の全てを所定の割合で混入させたセメントが用いられている場合について説明したが、充填材４０は、導電性を有する任意の材料を用いてよい。また、充填材４０には、抵抗体４５、誘電体４６及び磁性体４７より成る群から選択した１以上の材料が含有されるようにしてもよい。さらに、これら抵抗体４５、誘電体４６及び磁性体４７以外の材料が含まれていてもよい。
【００５９】
上述した実施形態においては、抵抗体４５が金属微粉末（銀粉、銅粉等）又はグラファイトである場合について説明したが、抵抗体４５としてこれら以外の材料を用いてもよい。
【００６０】
上述した実施形態においては、誘電体４６が酸化アルミ、チタン酸バリウムである場合について説明したが、誘電体４６としてこれら以外の材料を用いてもよい。
【００６１】
上述した実施形態においては、磁性体４７がフェライトである場合について説明したが、磁性体４７としてこれら以外の材料を用いてもよい。
【００６２】
上述した実施形態においては、整合器５１として、鋼管３３と軸方向を平行に且つ同心に配置された円柱形状のコンクリート材が用いられている場合について説明したが、整合器５１は、インピーダンスの整合をとるための任意の材料及び形状であってもよい。
【００６３】
上述した実施形態においては、本発明の接地電極１を単独で用いる場合について説明したが、例えばメッシュ接地極等の従来公知の接地電極と併用してもよく、この併用によって従来公知の接地電極の接地インピーダンスを低減させる効果がある。
【００６４】
上述した実施形態においては、接地電極群２が接地電極１を３つ又は４つ有する場合について説明したが、任意の数の接地電極１を有していてもよい。また、接地電極群２が有する複数の接地電極１は任意の配置構成であってもよい。
【００６５】
上述した実施形態（第４の実施形態）においては、避雷装置１０と接地電極１とが一体型の同軸形状に形成されている場合について説明したが、同軸形状の避雷装置１０と同軸形状の接地電極１との間に例えば蛇腹形状の同軸形状又は非同軸形状の中間部分を設け、この中間部分を介して避雷装置１０と接地電極１とを接続するようにしてもよい。
【００６６】
上述した実施形態においては、接地電極１が落雷７による雷サージ電流に対して効果を発揮する場合について説明したが、接地電極１は、例えば図１に示す電気機器２５が地絡故障した場合においても、商用周波数の漏電電流に対して雷サージ電流に対する効果と同様の効果を発揮することが可能である。
【００６７】
上述した実施形態においては、接地電極１が大地１５の中に直接的に埋設されている場合について説明したが、接地電極１の外周に例えばセメント等の外皮を設けるようにしてもよい。このようにして鋼管３３の外周に外皮を設けることによって、接地電極１の埋設時に鋼管３３の腐食対策をとることができる。
【実施例】
【００６８】
一般に、雷サージ電流の主要な周波数成分は１０ＫＨｚ〜１ＭＨｚとみなされており、図２に示す本発明の実施の形態に係る接地電極１に、一般的な伝送式を適用した試算を行うことによって正弦波定常電流法による解析からその有効性を検証する。
【００６９】
既述したように、本発明による接地電極１は、図５に示す有損失線路の等価回路とみなせるので、以下では、公知の一般式を適用して試算を行う。なお、図５に示す有損失線路の等価回路において、抵抗Ｒ及びコンダクタンスＧを０に設定した場合には、無損失線路の等価回路に該当する。
【００７０】
一般的に、図１１に示すように、内部導体９１の外径がａ、外部導体９２の内径がｂである同軸ケーブル９５は、これら内部導体９１及び外部導体９２が空気絶縁されている状態において、周波数ｆ（Ｈｚ）の電流を流した場合には、この同軸ケーブル９５の単位長さ当たりのインダクタンスＬ（μＨ／ｍ）、キャパシタンスＣ（ｐＦ／ｍ）及び抵抗Ｒ（Ω／ｍ）、並びにインピーダンスＺ０（Ω）は、各々下記式（１）〜（４）で得られることは公知である。
Ｌ＝０．２×ｌｎ（ｂ／ａ）・・・・・・・・・・・・（１）
Ｃ＝（５５．６×εＳ）／｛ｌｎ（ｂ／ａ）｝・・・・・・・・・・（２）
Ｒ＝｛４．１５×１０−８×（ａ＋ｂ）×√ｆ｝／（ａ×ｂ）・・・・（３）
Ｚ０＝６０×ｌｎ（ｂ／ａ）・・・・・・・・・・・・・（４）
なお、上式（２）におけるεＳは誘電率である。
【００７１】
また、図１１に示す同軸ケーブル９５の内部導体９１及び外部導体９２の間に空気の代わりにポリエチレンを充填し、同軸ケーブル９５に周波数ｆ＝３×１０９（Ｈｚ）の電流を流した場合には、同軸ケーブル９５のコンダクタンスＧ（Ｓ／ｍ）が下記式（５）で得られることが分かっている。
Ｇ＝（７．３５×１０−１０）／｛ｌｎ（ｂ／ａ）｝・・・・・・・（５）
【００７２】
しかしながら、本発明の場合、接地電極１の導体３４及び鋼管３３の間の充填材４０は、導電性が支配的であるため、接地電極１のコンダクタンスＧは、充填材４０の導電率σ（Ｓ／ｍ）に対して下記式（６）で求めるのが適切である。
Ｇ＝（σ×２π）／｛ｌｎ（ｂ／ａ）｝・・・・・・・（６）
【００７３】
表１には、（抵抗体４５、誘電体４６及び磁性体４７を含有する）充填材４０として種々の導電率σ（Ｓ／ｍ）の物質を用いた場合について、上式（６）から計算される接地電極１のコンダクタンスＧ（Ｓ／ｍ）の各値が示されている。なお、表１においては、内部導体９１の外径をａ＝１０（ｍｍ）、外部導体９２の内径をｂ＝１０００（ｍｍ）としている。
【００７４】
【表１】
2008166104.tif 000003
【００７５】
さて、図５に示す等価回路において、下記式（７）で示すγは一般に伝播係数と呼ばれている。
γ＝√｛（Ｒ＋ｊωＬ）×（Ｇ＋ｊωＣ）｝・・・・・・・（７）
なお、ω（ｒａｄ／ｓ）は等価回路を流れる電流の角周波数であり、ω＝２πｆである。ここで、
γ＝α＋ｊβ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（８）
とα、βを設定すると、電流が図５に示す等価回路をｌ（ｍ）流れた際の外部導体９２に対する内部導体９１の電圧成分の比は、下記式（９）で得られることが知られている。
｜｛ｖ（ｘ）／ｖ（ｘ＋ｌ）｝｜＝ｅαｌ・・・・・・・・（９）
但し、電流が等価回路を位置ｘから位置（ｘ＋ｌ）までｌ（ｍ）流れたと仮定し、位置ｘの電圧成分の値をｖ（ｘ）、位置（ｘ＋ｌ）の電圧成分の値をｖ（ｘ＋ｌ）とする。これにより、減衰率Ｄ（ｄＢ）は、下記式（１０）で得られる。
Ｄ＝２０×ｌｏｇ１０ｅαｌ
＝（αｌ）×２０×ｌｏｇ１０ｅ
＝８．６８６×（αｌ）・・・・・・・・・・・・・・・・（１０）
【００７６】
従って、上式（１）〜（３）、（６）から各々得られるＬ、Ｃ、Ｒ及びＧの値を上式（７）に代入し、伝播係数γの値を計算してから、上式（８）を用いてαの値を算出すると、上式（１０）から接地電極１の導体３４を流れる雷サージ電流の電圧成分の減衰率Ｄ（ｄＢ）を求めることができる。なお、上式（１０）では、電圧成分を対象にしたものであるが、電流の減衰率に対しても同様である。
【００７７】
ここでの試算は、図２に示す接地電極１の導体３４の外径が１０（ｍｍ）、鋼管３３の内径が１０００（ｍｍ）であると仮定する。従って、ａ＝１０、ｂ＝１０００を上式（１）、（２）に適用することによって、接地電極１のインダクタンスＬ及びキャパシタンスＣは、Ｌ＝１（μＨ／ｍ）、Ｃ＝１２（ｐＦ／ｍ）となる。また、表１を参照し、試算に最適であるコンダクタンスＧの値をＧ＝０．０１、０．１、１．０、１０．０（Ｓ／ｍ）（即ち、導電率σ＝０．００７３３、０．０７３３、０．７３３、７．３３（Ｓ／ｍ））に設定して試算を行う。図１２は、これら４種類のコンダクタンスＧの各値について、３種類の周波数ｆ＝１０４、１０５、１０６（Ｈｚ）の雷サージ電流が接地電極１の導体３４を流れる際の単位長さ当たりの減衰率Ｄ（ｄＢ）を各々試算した結果を示したものである。
【００７８】
図１２に示されるように、コンダクタンスＧ（即ち、導電率σ）の値が（金属のコンダクタンス程極端に大きくない範囲内で）大きくなるほど導体３４を流れる雷サージ電流の減衰率Ｄ（ｄＢ）が増大することが分かる。従って、本発明のように、接地電極１を同軸ケーブルに構成した上で、充填材４０が抵抗体４５を有するようにして導電率σを高くすると、導体３４を流れる雷サージ電流が相対的に減衰し、導体３４の外側（即ち、充填材４０及び鋼管３３）により分流させる効果があることが分かる。
【００７９】
また、図１２に示すように、Ｇ＝０．０１（Ｓ／ｍ）（即ち、導電率σ＝０．００７３３（Ｓ／ｍ））である場合に、減衰率Ｄは、周波数ｆ＝１０４（Ｈｚ）の雷サージ電流がＤ＝０．２（ｄＢ）、周波数ｆ＝１０５（Ｈｚ）の雷サージ電流がＤ＝０．５（ｄＢ）、周波数ｆ＝１０６（Ｈｚ）の雷サージ電流がＤ＝１．５（ｄＢ）であることが分かる。これは、導体３４を流れる雷サージ電流のうちで、より周波数の高い高周波成分がより減衰し、導体３４の外側（即ち、充填材４０及び鋼管３３）により分流することを示している。
【００８０】
図１３は、上記４種類のコンダクタンスＧの値に、Ｇ＝０（σ＝０）の値を加えた５種類のコンダクタンスＧの各値について、３種類の周波数ｆ＝１０４、１０５、１０６（Ｈｚ）の雷サージ電流が導体３４を流れる際の接地電極１の特性インピーダンスＺ０を上式（４）を用いて各々試算した結果を示したものである。これは、整合器の抵抗に対応したものである。
【００８１】
図１３は、本発明の整合インピーダンスに目安を与えるグラフである。無損失の場合（Ｇ＝０（σ＝０））には、図１３に示すように、特性インピーダンスＺ０は、２８８．７（Ω）となる。このように無損失である場合に、特性インピーダンスが周波数に依存せずに一定であることは周知であり、このことは、無損失である場合、整合抵抗を２８８．７（Ω）とすることが電圧−電流特性が乱れることなく、終端で消費されることを意味する。一方、有損失である場合には、図１３に示されるコンダクタンスＧ（即ち、誘電率σ）の値によって、特性インピーダンスは異なり、また、周波数に依存する。これが整合インピーダンスである。図１３に示すように、接地電極１のインピーダンスＺ０は、コンダクタンスＧ（即ち、導電率σ）の値が大きくなるほど接地電極１のインピーダンスＺ０の値が無損失である場合（Ｇ＝０（σ＝０））の２８８．７（Ω）より低くなっており、整合インピーダンスの目安が得られている。
【００８２】
次に、本発明の実施の形態に係る接地電極１を用いた場合に、従来公知の接地電極を用いた場合と比較して雷サージ電圧の値をどれだけ低減することができるか試算を行ってみる。この試算では、本発明の接地電極は、図２に示す接地電極１の導体３４の外径が１０（ｍｍ）、鋼管３３の内径が１０００（ｍｍ）の同軸ケーブルであると仮定する。即ち、図１１においてａ＝１０、ｂ＝１０００になる。これに対して、従来公知の接地電極は鋼管を有さずに外径１０（ｍｍ）の導体が剥き出しになっているケーブルであると仮定する。雷サージ電流が流れる大気領域を同軸モデルで扱うとして、その外周半径を５０（ｍ）と仮定すると、図１１においてａ＝１０、ｂ＝５００００になる。
【００８３】
以上のように仮定した本発明の接地電極１と従来公知の接地電極とについて、周波数が１（ＭＨｚ）、大きさが２０（ｋＡ）の電流がケーブルの軸方向に沿って長さ５（ｍ）の距離を流れた場合の、各々の雷サージ電圧を具体的に算出する。既述したように、本発明の接地電極１のコンダクタンスＬは、上式（１）からＬ＝１（μＨ／ｍ）と求められる。同様にして、上式（１）から従来公知の接地電極のコンダクタンスＬを求めるとＬ＝１．７（μＨ／ｍ）と約２倍の値になる。
【００８４】
まず、全ての電流が導体を流れると想定すると、雷サージ電圧ｖは、ケーブル間に発生する電圧として下記式（１１）から算出できる。
ｖ＝ｊ×ω×Ｌ×Ｉ・・・・・・・・・・・・・・・・（１１）
即ち、本発明の接地電極１の場合には、雷サージ電圧ｖはｖ＝２π×１×１０６×１×１０−６×２０×１０３≒６００（ｋＶ）になる。これに対して、従来公知の接地電極の場合には、コンダクタンスＬの値が約１．７倍であるので、雷サージ電圧ｖも１．７倍の値、即ち、ｖ≒１０２０（ｋｖ）と非常に高い値になっている。
【００８５】
さらに、本発明の接地電極１では、Ｇ＝１．０（Ｓ／ｍ）とした場合に、図１２に示すように、雷サージ電圧が分流効果によって単位長さ当たりで減衰率Ｄ＝１５（ｄＢ）程度減衰するので、雷サージ電流が軸方向に沿って５（ｍ）流れる際には、その減衰率がＤ＝５×１５＝７５（ｄＢ）になる。７５（ｄＢ）は１０００分の１以下に相当するので、本発明の接地電極１を用いた場合の雷サージ電圧ｖは、周波数が１（ＭＨｚ）であると仮定すると、６００（ｋＶ）の１０００分の１以下、即ち、ｖ≒１（ｋｖ）と非常に小さい値に抑制されていることが理論的に算定される。
【００８６】
なお、上述のようにして説明した雷サージ電圧は、接地電極１の出口端に発生する雷サージ電圧に相当する。従って、この値が低いことから雷サージ電圧の周辺への影響を非常に小さくすることができ、且つ、接触電圧及び歩幅電圧を低減させ、感電事故災害の効果的に減少させることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、落雷による雷サージ電流を大地に流し、雷害を防止する接地電極に特に有用である。例えば、電力系統分野における配線系統の配電柱等の接地電極、電気鉄道分野における架線支持柱等の接地電極、道路分野における道路照明柱及び交通信号柱等の接地電極、情報通信分野における移動体通信基地極のアンテナ用の接地電極や監視カメラ等の接地電極、エンジニアリング分野における各種製造工場や備蓄設備等の接地電極に非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る接地電極１を、雷害防止の対象として建物５に適用した場合の一例を示す構成図である。
【図２】接地電極１の鉛直方向の断面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ矢視拡大断面図である。
【図４】大地１５付近における接地電極１を拡大した斜視図である。
【図５】導体３４の上端側から流された雷サージ電流Ｉを接地側に流す際の、鋼管３３、導体３４及び充填材４０によって構成される本発明の第１の実施形態に係る接地電極１の単位長さ当たりの等価回路を示した回路図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る接地電極１が周囲の建物５５に及ぼす影響を説明する図であり、図６（ａ）は、接地電極１とその周囲にある建物５５等の位置関係を説明する説明図である。図６（ｂ）は、雷サージ電流Ｉが接地電極１から大地１５に流された場合における雷サージ電圧の値（縦軸）と、流した地点からの位置（横軸）との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態に係る接地電極１が周囲の人間７０、７１に及ぼす影響を説明する図であり、図７（ａ）は、接触電極１と接地電極１の周囲にいる人間７０、７１等の位置関係を説明する説明図である。図７（ｂ）は、雷サージ電流Ｉが接地電極１から大地１５に流された場合における雷サージ電圧の値（縦軸）と、流した地点からの位置（横軸）との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る、接地電極１を複数有する接地電極群２の鉛直方向の断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る、いずれも管軸方向を水平にして配置された接地電極１を４つ有する接地電極群２の水平方向の断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る、落雷７による雷サージ電流を接地側に流す避雷装置１０と一体型の同軸形状に形成された接地電極１の構成を示す構成図である。
【図１１】同軸ケーブル９５の模式的な斜視図である。
【図１２】４種類のコンダクタンスＧの各値について、３種類の周波数ｆの電流が導体３４を流れる際の単位長さ当たりの減衰率Ｄ（ｄＢ）を各々試算した結果を示したものである。
【図１３】４種類のコンダクタンスＧの各値に、Ｇ＝０（σ＝０）の値を加えた５種類のコンダクタンスＧの各値について、３種類の周波数ｆ＝１０４、１０５、１０６（Ｈｚ）の交流電流が導体３４を流れる際の接地電極１の特性インピーダンスＺ０を上式（４）を用いて各々試算した結果を示したものである。
【符号の説明】
【００８９】
１    接地電極
２    接地電極群
５    建物
７    落雷
１０    避雷突針
１３、６０    導線
１５    大地
１７    接地部
２０    等電位ボンディング導体
２５、６５    電子機器
２６    金属管
３３    鋼管
３４    導体
３５    固定装置
４０    充填材
４５    導電体
４６    誘電体
４７    磁性体
５１    整合器
５５    他の建物
６７    外部電源
７０    歩行者
７１    接触者
８０    空間
８５    立設型避雷針
８６    突針
９１    内部導体
９２    外部導体
９５    同軸ケーブル
Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２    等価回路の点
ａ    外径
ｂ    内径
Ｃ    キャパシタンス
Ｄ    他の建物５５の位置
Ｇ    コンダクタンス
I    雷サージ電流（全体）
ＩＬ    雷サージ電流の低周波電流成分
ＩＨ    雷サージ電流の高周波電流成分
Ｌ    インダクタンス
Ｌ０    接触者７１の位置
Ｌ１、Ｌ２    歩行者の足の位置
Ｏ    座標の原点
Ｒ    抵抗
ＵＤ０    従来公知の接地電極の場合の地点Ｄの雷サージ電圧の値
ＵＤ１    本発明の接地電極の場合の地点Ｄの雷サージ電圧の値
ＵＥ０    従来公知の接地電極の場合の雷サージ電圧の初期値
ＵＥ１    本発明の接地電極の場合の雷サージ電圧の初期値
ＵＳ０    従来公知の接地電極の場合の歩幅電圧
ＵＳ１    本発明の接地電極の場合の歩幅電圧
ＵＴ０    従来公知の接地電極の場合の接触電圧
ＵＴ１    本発明の接地電極の場合の接触電圧
Ｗ    壁の位置
Ｘ−Ｘ    断面線
【図１】
2008166104.tif 000004
【図２】
2008166104.tif 000005
【図３】
2008166104.tif 000006
【図４】
2008166104.tif 000007
【図５】
2008166104.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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