電力線から発生するノイズ
2022年4月8日掲載
神戸のこの場所は、開局当時から結構なノイズがあり、雨が降ると軽減するようだといつも感じていました。長く留守にしていましたが、戻って来てみると今も同じ； 地震を経ても同じです。 ざっくり、14M-50Mの全バンドで、Sメーターで+20dB～+30dBというような激しいノイズです。
悩みかけていたところ、同じ状況の方が居られることがわかりました。
https://ameblo.jp/nightwish-daisuki/entry-12573064957.html
http://jh7ozq16.html.xdomain.jp/noise.htmこれらは中部電力管内でのレポートですが、どうやら「二個連碍子」というのが問題で、一定の対策も確立されているらしいことがわかりました。
そこで、「二個連碍子」を手掛かりに色々検索してみましたら、こういったノイズはかなり根本的な問題と理解されており、真面目な課題として取り上げられて様々な検討が繰り返されていることも分かりました。
たとえば、電力中央研究所というところでは、
https://criepi.denken.or.jp/hokokusho/pb/reportDownload?reportNoUkCode=H07010&tenpuTypeCode=30&seqNo=1&reportId=6915
https://criepi.denken.or.jp/hokokusho/pb/reportDownload?reportNoUkCode=H11013&tenpuTypeCode=30&seqNo=1&reportId=7912
これやこれ
などの検討がされていました。これらをざっくり要約すると、
・電線と碍子の取付ボルトの間には容量C1やリーク抵抗が存在する。
・碍子の取付ボルトは、基本は接地されているが、取り付け部に酸化膜を生じることがある。
・そうするとボルトと接地は絶縁されてしまい、酸化膜の厚さに応じたごく狭い放電ギャップが生じる。
・放電ギャップは容量C2とみなせる
・印加された6600Vは、これらの容量C1やC2に対応して容量分割されるため、場合よっては容量で放電することがある。
・この放電は、交流の正側、負側でそれぞれ発生する。つまり放電電圧のピークは3300V×√2になる。
・放電によるスペクトルは非常に広い周波数範囲に広がる。
です。
要するに、電力線は（碍子は）ノイズ源になりえるのです。アンテナのビーム的には北北東方向に問題があるようで、その方向にある電柱に当たりをつけつつ家の周りを少し歩いてみると、このあたりかと何となく分かりました。 ただ付近の電柱には二個連碍子が使われている気配はありませんでした。
調べてみると、ここに使われている碍子は、"高圧ピン碍子" と言うもののようでした。
それでもノイズは出続けています。
その時に撮った、スピーカー出力の波形
そんなことで悶々とした日々を送っていたある日、つまり欧州や北米が全部ノイズでブロックされてしまって無線ができねーじゃないかと思っていた矢先、つい3月末の、風の強い、からりと晴れたある日のことですが、母親がいつも聞いているNHKのラジオ放送が聞けなくなるぐらいのノイズ、FTdx5000のSメーターで、14Mで+60dBのノイズが出る日がありました。
こうなると、さすがにもう、アンテナの向きがどうとか、シールドループがどうとか、そんなことを言っている状況ではありません。
このトレースは、横軸は2mS/divで撮っていますから、ノイズの一周期は8.数mS。関西は60Hzなので、正側と負側で放電するとすると 1/120Hz＝8.33mS となって、ぴたり。
いつ止まるとも分からない+60dBのノイズが、果てしなく出つづけています； Sメータの振れがむなしく見えます。ノイズでアマチュア無線ができない というのはどうかと思いましたが、ラジオが聞けないという状況なら「許してもらえるのではないか」 という思いがふつふつと湧きあがってきます。
そしてこの波形が、実に、これの図14(b)と同じじゃんと気づいたとき、やはりこれは どこかで放電している と確信し、関西電力に電話してみることにしました。一旦受付をしてもらい、折り返し、現場の担当の方から連絡をもらいました。「明日すぐ見に行く」 とのことでした。
ノイズは結局その夜寝るまで続いており、明日も続けばいいなと思っていましたが、一夜明けると普段レベル（といっても無線ができねーじゃないかと言うレベル）に落ち着いてしまっていました。関電さんは約束通り来てくださり、状況説明しましたが、ノイズの問題は聞いたことがない とのことだったので、電力中研のレポートや波形の写真をお渡しして二個連碍子がダメらしいといったことをお話ししつつ、点検をお願いしました。関電さんは、高所作業車を使って付近の電柱3、4本をひとつづつ点検してくれましたが、二個連碍子が使われていないことが心理的に影響したかどうか、結果は予想した通りで、「問題なし」で終わってしまいました。
明日までこの状況が持つかどうかわからないので、付近を、ラジオをもって付近を歩き回ってみることにしました。歩きまわると悪い電柱がわかるだろうと期待しましたが、家の中ですらラジオが聞こえない状況です。どこを歩いてもノイズは非常に強く、この電柱 と絞り込むことはできませんでした。
しかし、いずれにしても、冒頭に触れたように、二個連碍子はどの電柱にもひとつも使われていませんでした。
ノイズが続いていれば、ラジオを持ち出して来てNHKの影をちらつかせつつ、「ダメじゃん」と、さらに強くお願いもできたのですが、そういう状況ではなく、「ありがとうございます」と、その場は収めざるを得ませんでした。それでも、二個連碍子に問題があるのかも という状況だけは心に刷り込んでもらえたのではないかと思います。関電サン的には問題なかったとはいえ、依然として、+60dBではないもののアマチュア無線に支障が出るレベルのノイズが残っていることは確かなので、釈然としないものが残ります。
そういった目線で電力中研の研究レポートを改めて読み直していて、はたと気づきました。
・このレポートでは、何種類かの不良碍子を元に、実験的に、二個連碍子が悪者と決めただけではないのか。
つまり、必ずしも二個連碍子だけが悪者なのではなく、ある条件を満たせば、近くの電柱に固定されている高圧ピン碍子（普通の碍子？）でも同じようなことが起こりえるのではないか と。電力中央研究所のレポートを参照して二個連碍子の問題を少し拡張してみると、次のようなことが言えると思います。
つまり碍子の部分の等価回路は、
となります。勝手な推論ですが、要するに、6600VがC1とC2、R1とR2の定数で決まる回路で分圧され、スパークギャップの耐圧を超えるようなことがあると、ボルトと腕木の取り付け部でスパークする という見立てです。碍子側（R1、C1側）のスパークギャップはボルト側（R2、C2側）のギャップに比較して十分広いと思われ、無視しえるとしました。
このとき、ボルト側のスパークギャップには √2×3300V×C1/C2が印加されるので、これがギャップの限界を超えたら、少なくとも1/120Hzに一発の周期では放電しそう です。 一発放電したら、あとは、図14の説明の通りになると思えます。
実際には、√2×3300V = 4600V だから、構造的に C2＞＞C1として仮にC1/C2=0.1(C2がC1の10倍) とすると、ギャップには460Vが加わります。460Vなら、ギャップが数百ミクロンなら、十分放電の可能性があるといえると思います。
特に、空気が乾燥してRが大きくなるとこれは十分成り立ちそうですし、一方で、雨が降るとR2がゼロに近づくので、スパークは起きないとも言えそうです。次回にまた機会があったら（無いことを願いますが）、以上の論法で話しをしてみることにします。高圧ピン碍子はひとつ2000円くらいで買えそうなので、買ってみて、容量を実際に計ってみても良いかもしれません。
