高電圧工学の本における避雷針の解説で、「架空地線(=避雷針)の遮蔽角(保護角)は、小さいほど安全率が高い」との説明を読みました。

しかし、私としては、「遮蔽角が大きい方が、大地においては安全な場所の範囲が広いのでは?」と思えてなりません。

私が“安全率”の解釈を間違えているのかもしれませんが、どうしても腑に落ちないため、“遮蔽角が小さいほど安全”であることの説明をしていただければ、と思います。よろしくお願いします。

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A 回答 (3件)

避雷針はあくまでも予防処置です。

避雷針の高さが高ければ高いほどその直下に近い位置を保護します。つまり、高さの差があればその高い方に落ちる可能性が高まります。

その反対に、高さの差が半分程度であれば、避雷針にかなり近い部位では保護される可能性が高いのですが、避雷針の高さ程度の距離まで離れると、効果が殆んど無くなります。つまり、角度が45度程度も離れると効果が小さいのです。

ここでいういわゆる防護確率は、避雷針に近づければ高い確率で保護できるし、離れれば保護される確率が小さくなるということを表しているだけなので、避雷針のトップからの角度は大きくなれば防護確率が小さくなるというのは正しい表現になるのです。安全を中心に考えると、少しでも高い避雷針を用意し、防護するものを小さい角度内に収めた方が、より安全であるという表現というわけです。でも、落雷の危険度はゼロではありません。小さくなるだけです。

この回答への補足

回答ありがとうございます。

頂いた回答の解釈ですが、建物が複数ある(避雷針も何本も見える)状態とみなしてよろしいでしょうか?いえ、“高さの差”というのが、いくつかある「建物の高さ」の差であると解釈したもので(違っていたら申し訳ありません)…。

私は、1つの避雷針(高さは同じまま)で遮蔽角を変化させることが出来るとイメージしていたのですが、避雷針(および建物)ごとに遮蔽角が決まっていて、高いものほど遮蔽角が小さくなる、ということなのですね?

そうすると、大地におけるカバー範囲面積(つまり、避雷針の先を頂点とする円錐の「底面」)が同じでも、避雷針の高さが高い方が、totalでのカバー範囲空間(円錐の「体積」)が大きくなり、安全である、と。

こう考えたのですが、どうでしょう?

補足日時:2003/09/22 22:26
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この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時:2003/09/27 16:40

No.2のymmasayanです。

補足にお答えします。

>なぜ狭い方が安全なのか教えていただけると幸いです。

一般に避雷針の影45度は避雷効果があって安全といわれています。しかしこれも絶対ではありません。つまり角度を狭くするほど、落雷の危険度は小さくなることになります。

このことは危険物貯蔵施設は保護角45度以下、一般の建物で保護角60度以下にしている理由ですね。あくまでも確率論を考えて決めているわけです。

この回答への補足

そうですか…。すると、保護角は、「この範囲までの安全は保証できそうですよ」という目安であって、人為的に避雷針を使って「ここまでの安全範囲を作り出しました」という意味ではないのですね。

てっきり、“避雷針の保護角”で安全範囲をある程度操作できるものとばかり思っていました。

ありがとうございます。

補足日時:2003/09/23 17:26
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この回答へのお礼

安全と“言われている”理由について、もう少し自分で考えてみたいと思います。ありがとうございました。

お礼日時:2003/09/27 16:42

避雷針の保護角は普通の建物で60度以下、危険物貯蔵庫に対しては45度以下とします。



これは保護角が小さいほど、避雷針のカバー範囲が狭くなって安全性が増すからです。

なお、架空地線と避雷針は全く違います。
架空地線は送電線の頂上に張られている地線(アース線)です。

この回答への補足

回答ありがとうございます。

“カバー範囲が狭い=安全”というのは納得しづらいのですが…。「広くカバーできた方が安全」だと考えるのは、不自然でしょうか…?なぜ狭い方が安全なのか教えていただけると幸いです。

また、「架空地線は送電線の避雷針」と書いてあったので、私自身は“全く”違う、とまでは区別していませんでした。ありがとうございます。

補足日時:2003/09/22 22:20
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この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時:2003/09/27 16:41

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テスタの抵抗測定と違うのは、かける電圧が高い(テスタは数V程度)という点です。

昔は手回しの直流発電機が内蔵されていてそれで高い電圧を発生させていたようですが、現在普通に用いられる電池式の絶縁抵抗計では、電池の電圧をDC-DCコンバータ回路で昇圧して高い直流電圧を得ています。

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http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2002/00395/contents/069.htm
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メーカーのHIOKIが出している日置技報
http://hioki.jp/report/index.html
の、
・高電圧絶縁抵抗計 3455
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(それぞれpdfファイル)あたりも参考になるかと。
絶縁不良のときに大電流が流れないよう、電流を一定値で制限する(電圧を下げる)ような回路も、実際の絶縁抵抗計では使われています。

原理は単純に、指定の直流電圧(100Vとか500Vとか1000Vとか)をかけて電流を測り、抵抗値(=電圧/電流)として表示するというものです。
テスタの抵抗測定と違うのは、かける電圧が高い(テスタは数V程度)という点です。

昔は手回しの直流発電機が内蔵されていてそれで高い電圧を発生させていたようですが、現在普通に用いられる電池式の絶縁抵抗計では、電池の電圧をDC-DCコンバータ回路で昇圧して高い直流電圧を得ています。

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こんにちわ!
いつも質問ばかりしていては、皆さんに申し訳ないので、微力ながら知っている範囲でお答えします。
ご参考にして頂ければ幸いです。

定格電流は、その遮断器に連続的に電流が流れ続けた時の動作の限界値を表していると思います。
限界値である定格電流値になった場合の動作は、日本の規格(JISなど)では、不動作の状態を維持する最大値を表しています。
しかし、諸外国では、動作する値を表す場合も多いようです。(例えば、アメリカ製など)
具体的に言うと、日本製の225AF/225ATの遮断器に225Aの電流を流したとしても遮断器はOFF動作しません。
しかし、アメリカ製の250AF/225AT(フレームという概念についての説明は、割愛します)の遮断器に225Aの電流を流すと遮断器はOFF動作を起こします。
これは、規格の考え方の違いでどちらが正しいとかという問題ではありません。しかし、一つの電気設備で、複数の規格を採用しなければならない場合などは、保護協調上注意を要する点であります。
この定格電流値以下で遮断器を利用している限り、遮断器の開閉操作を行ったとしてもメーカーが保証する回数まで(一般に数千回~数十万回)は、操作が可能である値という意味もあります。

一方、遮断容量は、その遮断器が、流れている電流を遮断できる最大の容量を表していると思います。
一般的に電気的な容量とは、電圧×電流×時間で表されます。これは、エネルギーの容量を表し、遮断容量の場合も同じです。よって、容量であるにも関わらず電流値であると捉えらえることは間違いだと思います。
しかし、現実には、遮断容量が、電流値で表されていることが多いのも事実です。
その理由は、日本の(多分全世界でそうだと思いますが?)電源事情が、定電圧送電方式となっているからです。即ち、電圧の項は、定数として扱えるため、変数となる電流値で表せば事実上問題がないのと、実用上合理的となるからだと思います。
実際の遮断器に書かれている、遮断容量の記載を見ると判るのですが、使う電圧によって遮断できる電流値が変わります。これは、遮断容量が変わるのではなく、遮断容量は同じであるため、遮断できる電流値が変わることを意味しています。
同じ型の遮断器を異なる電圧で使用する場合など勘違いし易いので、注意が必要です。また、動作時間が変更できる機能がある場合も遮断できる電流値は変わってきますので注意のほど。
電流を遮断すると言うことは、アーク電流によるエネルギー放出(一般的に、熱、音、光の形で放出される)を、遮断器構部分で絶えうる必要があります。
定格以上の容量を遮断しようとすると熱により接点が溶着したり、溶断してしまうことがあるようです。

最後に、遮断容量の大きいものの方が良いのかどうかと言う点については、必要な遮断容量が確保されていらば、最小値でかまわないと思います。
皆さんもご指摘している通り、遮断容量が大きくなると、値段、寸法、納期(受注生産品になったり)が大きく(高く、長く)なります。
必要な容量とは、その回路に流れる最大の電流値(容量を電流値で表した場合)で決まります。一般的に、最大電流値となるのは、短絡時となります。
ただし、エネルギーの供給源は、電源だけとは、限りません。例えば、三相誘導電動機が接続されていると電動機の運動エネルギーがエネルギー供給源となり数サイクルの間電源となりますので注意が必要です。
さらに、定格電流を超える電流値を、遮断した場合は、メーカーの保証動作回数までの動作が保証されるわけではありません。
短絡電流の遮断については、動作特性をよく調べて使用してください。経済性を無視すれば、一度短絡電流を遮断した遮断器は、交換すべきだという人もいます。

以上、だらだらと述べましたが、少しでも参考になればと思います。

こんにちわ!
いつも質問ばかりしていては、皆さんに申し訳ないので、微力ながら知っている範囲でお答えします。
ご参考にして頂ければ幸いです。

定格電流は、その遮断器に連続的に電流が流れ続けた時の動作の限界値を表していると思います。
限界値である定格電流値になった場合の動作は、日本の規格(JISなど)では、不動作の状態を維持する最大値を表しています。
しかし、諸外国では、動作する値を表す場合も多いようです。(例えば、アメリカ製など)
具体的に言うと、日本製の225AF/225ATの遮断器に...続きを読む

Q力率の「進み」「遅れ」

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ユーザー設備に支障が出る可能性もあるとありましたが、どの辺りの値からが危険値なのでしょうか?

Aベストアンサー

NO.3です。

 電源が自家発でないとすれば問題は負荷端の電圧上昇のみとなります。
 進み力率(容量性負荷)による負荷端の電圧上昇は、受電系統のインピーダンスや負荷率によって変わりますが、力率計が設置されている設備を基準として、そこから負荷までの配線インピーダンスを5%(リアクタンスのみ)負荷率を100%とした場合、負荷端の電圧は力率の変化によりおおむね次のようになります。

力率 おくれ
      0.8  97.1%
      0.8598.7%
      0.9  97.9%
      0.9598.6%
      1.0  100.1%

力率 すすみ
      0.98  101.1%
      0.95  101.7%
      0.9  102.3%
      0.85  102.7%
      0.8  103.1%
      0.7  103.6%

電圧上昇は負荷率が高いほど大きくなります。


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