[发明专利]分散雷电流的斜拉桥的防雷装置

说明书

本发明的分散雷电流的斜拉桥的防雷装置包括：避雷针(40)，设置于斜拉桥；接地体(80)，用于使避雷针容易与大地电连接；引下线(50)，用于连接避雷针(40)和接地体(80)；支撑电缆(30)，用于连接斜拉桥的主塔和桥梁顶板；保护用雷引线(60)，在多个上述支撑电缆中的顶部支撑电缆上被一个以上的多个绝缘支撑体(90)支撑，在避雷针(40)的下端与引下线(50)相联接；以及电流分散用导体(70)，配置于支撑电缆，在支撑电缆的两侧末端部分与引下线(50)及接地体(80)相联接。本发明为如下的分散雷电流的斜拉桥的防雷装置，即，无论是根据雷云的极性而从雷云朝向大地向下放电的雷电(以下，称之为“向下雷电”)，还是从大地朝向雷云向上放电的雷电(以下，称之为“向上雷电”)，在雷电通过设置于斜拉桥的避雷针或支撑电缆流入的情况下，雷电流(因雷电而流入的电流)分散流动在引下线和配置于各个支撑电缆的电流分散用导体，从而使向支撑电缆，尤其向形成支撑电缆的钢绞线的集合体流动的电流最小化，防止支撑电缆的机械强度因支撑电缆中所发生的发热，即，因雷电流和钢绞线的集合体的电阻引起焦耳热，因焦耳热而在支撑电缆发生火灾或热量，通过防止支撑电缆的机械强度因上述火灾或热量而下降，从而可确保斜拉桥的稳定性。并且，为了防止雷电流入支撑电缆(30)，在每个支撑电缆(30)设置避雷针，从而发挥与分别设置引下线的情况相同的效果，由此通过一个避雷针来防止在每个斜拉桥的支撑电缆设置避雷装置的复杂性，并且具有优异的施工性、经济性。

技术领域

本发明涉及分散雷电流的斜拉桥的防雷装置，更加详细地，涉及如下的斜拉桥的防雷装置，即，在斜拉桥的支撑电缆根据雷云的位置只能成为雷电流入路径的情况下，可使仅借助一个支撑电缆与大地形成的因雷电而流入支撑电缆的电流的路径成为多种电流路径，当雷电流入斜拉桥时，从雷电保护斜拉桥电缆，使得向构成负责支撑电缆的机械作用的支撑电缆的钢绞线(钢琴线等)流动的电流最小化。

背景技术

发生斜拉桥的支撑电缆因雷击而受损的情况。

因全球变暖等原因而增加雷电的发生频率，实际情况为频繁发生雷电流的大小为10×350us 50KA以上的高电流雷电，尤其，虽然斜拉桥为对结构物的安全产生致命影响的核心部件，但在斜拉桥的特性上，支撑电缆具有一侧与大地电连接，另一侧与雷云相向的形态的结构特征，因而雷电流入的可能性尚存，雷电流入地的支撑电缆起到如同避雷针的引下线的作用，支撑电缆自身作为一个电阻导体，具有可借助雷电流产生高热的电特征。

当向作为斜拉桥的主要结构要素的支撑电缆流入雷电时，在雷云与大地之间形成电流路径，由于支撑电缆成为电流路径，因而因支撑电缆的电阻或与支撑电缆、主塔及顶板相连接的连接部的接触电阻而与雷电流之间的相互作用，支撑电缆会发热，并且由于这种发热，不仅在支撑电缆发生火灾，而且削弱支撑电缆的机械强度，从而对斜拉桥的安全造成严重的影响。

一般情况下，虽然在斜拉桥的主塔上部设置有避雷装置(通常指富兰克林避雷针形态的避雷针，以下，称之为避雷针)，但在斜拉桥的特性上，雷云生成在比设置于主塔的避雷针更低的位置的情况很多，在雷云带(+)电荷的情况和带(-)电荷的情况下，因根据极性而带电的雷云与大地之间的闪络进行方向不同，根据设置于主塔的避雷针形态，雷云与大地之间的闪络开始电压也存在相当大的偏差，因而雷电流的大小也不同，从而流动在支撑电缆或避雷针的引下线的电流也不同。

像这样，在斜拉桥上用于连接主塔和桥梁的顶板的支撑电缆作为集合并捆扎钢琴线等钢线的导体，虽然具有比裸铜线等与避雷针相连接的引下线大的电阻，但仅仅为导体，因而在斜拉桥的支撑结构上，支撑电缆处于通过桥梁顶板与大地相联接的状态，主塔的被捆扎的上端部只能起到避雷针的作用。

由于这种结构特征，从而若雷电流入斜拉桥的支撑电缆而发生电缆断裂的事故，则因此而对桥梁安全产生严重的影响。

对此具体观察如下，支撑电缆作为连接桥梁顶板和主塔的金属导体，虽然没有像避雷针那样处于良好地与大地接地的状态，但也处于接地的状态。