過去の雷の調べ方のまとめ（1時間前から１００年前まで）
雷サージ対策方法 雷サージは直撃雷サージと誘導雷サージに分けられます。 直撃雷サージとは建造物等に直接雷撃するサージをいい、誘導雷サージとは雷撃点周辺の電磁界が急変することによって、配電線等が誘導を受けて発生するサージをいいます。 直撃雷サージのエネルギーは非常に大きく、SPD（Surge protective device：サージ防護デバイス）だけで全てのエネルギーを処理することはできません。 よって、直撃雷を受けた建物内の機器を安全に保護するためには、建物全体に耐雷対策を施しサージエネルギーの多くを大地へ流した上で、残りの直撃雷サージ分流成分および雷撃によって発生した誘導雷サージをSPDや耐雷トランスで処理する必要があります。 続流遮断機能を持たせるためSPDが動作した時、SPDの両端子には流れた電流に応じた制限電圧が発生します。 そのため、この制限電圧を保護しようとする機器の耐電圧より低く選定することが必要です。 SPDの動作を簡単に説明すると、図8の様になり、使用電圧より少し高い位置に動作開始電圧（V1mA）があり、この電圧を越えたサージ部分を大地に流す働きをし、この時電流の大きさに応じて制限電圧が発生します。 SPDは、雷サージを流す働きを持つので、流す事のできる最大電流（放電耐量）と、通常に流れた時の制限電圧が性能チェックポイントになります。 AC200V回路で使用するSPDに2500Aの雷サージを流した時の制限電圧を、図9に示します。 当社製の耐雷トランス〔商品名：サージシェルタ〕の動作を説明すると、図10の様になり、1次側からサージが侵入してくると、1次側に取り付けられているSPDが前述の動作をし、サージ成分を大地に流します。 2次側の線間にはコンデンサが取り付けられており、ノイズも吸収する機能を持っています。 コンピュータやマイコン等、LSI、ICを使用した製品は、特に耐電圧が低い機器であるため、他の機器より壊れやすく、SPDでは無く、耐雷トランスにより高絶縁化し、雷サージの侵入を阻止する事により、被害を確実に防止する事ができます。 サージシェルタを用いると、1次、2次間の絶縁が30kVと高く、この部分の絶縁により、この先に雷サージが流れず、従って機器にまで侵入しないため、機器が壊れるのを防ぎます。 図10 耐雷トランスの動作 SPD、耐雷トランスの設置箇所 雷サージのエネルギーは様々であり、高圧側、低圧側のSPD1ヶ所で保護する事は困難です。 SPD、耐雷トランスを多段に取り付ける事により、雷サージエネルギーと過電圧とを逐次減少させて行き、使用している電圧に対応した絶縁レベル以下にまで減少させ、機器被害を生じさせない様にします。 できれば更にノイズレベルにまで減少させる事が望まれます。 ここで、使用する各電圧に対応したSPD及び耐雷トランスを選定することが重要になり、選定を間違うと効果が無く、雷サージにより機器やSPD等が壊れるおそれがあります。 低圧機器の雷サージ耐電圧が規格で決められているものを表1に示します。 国内では、規格で定められているのは少ない状況にあります。 この雷サージ耐電圧が不明の場合は、製造メーカに確認する事になりますが、AC耐電圧が判れば、雷インパルス耐電圧は、一般にはその値の2倍以上あるというおよその推定ができます。 高圧6kV配電線の引込柱から、1次、2次までの間の配電用避雷器取り付けを図11、分電盤から保護する機器までの取り付けを図12に示します。 機器名 規格名称 試験方法 規格値 波形 電圧 回数 配線用遮断器 （JIS C 8201-2-1:2011） 漏電遮断機 （JIS C 8201-2-2:2011） 付属書1 JIS C 60364対応型 1. 33〜12kV （9ランク） 1秒間隔 正負各5回 定格インパルス耐電圧において放電破壊が無いこと 付属書2 在来電気設備対応型 1. 33〜12kV （9ランク） 1秒間隔 正負各5回 定格インパルス耐電圧の値を宣言した場合放電破壊が無いこと 1. 0kV 1秒間隔 正負各3回 定格インパルス耐電圧の値を宣言しない場合絶縁破壊またはフラッシオーバーが無いこと 電力機器 JEC-210 1. 0kV及び6kV 各素子1回（＋極性のみ） 異常が無いこと 配線器具 JIS C 8300:2019 1. 45kVが、信号回路及びケース間に加わります。 この電圧では、信号回路及びケース間の絶縁は破壊され、基板上を雷サージが放電しケース、接地線、又は信号回路から信号線へと雷サージが流れるため機器は破損します。 図13a 図13bの様に、各接地線を1点接地とした場合、同じくAC100V電源から1000Aの雷サージが侵入したとします。 SPDが動作し、電源線から大地に雷サージを流します。 図13b このようにすると機器は30kVの高電位になりますが、SPDに1000A流れた時に発生する電圧450Vのみが、信号回路及びケース間に加わる事になり、この程度の電圧では充分絶縁を維持できますので、基板上を雷サージが放電し接地線、信号線へと雷サージが流れる事無く、機器は保護ができる様になります。 この様に、SPDによる同電位化が図れる様に取り付けます。 （これをサージシェルタの局部同電位化による保護と称しています） この様にすれば、この局部同電位化された極小容積の内部の電源線、信号線及び接地線を通じて侵入する雷サージを遮断する事ができ、内部のシステムは雷サージの影響から守られる事になります。 サージシェルタは、接地線から侵入し、電源側または負荷側に抜けていこうとする雷サージに対しても、シールド板3枚構造により遮断できます。 電源用は現在、主成分の酸化亜鉛（ZnO）に複数の金属酸化物を添加し、高温で焼結したセラミックスが主流になっています。 それまで使用されていた炭化ケイ素（SiC）を主成分とした焼結体に比べ、雷サージ処理能力が大きく、続流が流れません。 また、任意の動作開始電圧のものが製作できる、大きな雷サージが流れた時の制限電圧が低い、漏れ電流が極めて小さい等の多くの特長を持っています。 信号用は電源用と違い、信号回路や機器は一般に耐電圧が低いため、回路に対して直列に取り付けるタイプが主流となっています。 信号用は、通常、複数のサージ対策部品と抵抗、インダクタンスが組み合わされた構造になっており、SPDを信号線に取り付ける時は、SPDに信号を通す様に直列に接続されるため、線路抵抗にこのSPD内の抵抗をプラスする必要がある点と、負荷電流の制約を受けます。 SPD内の抵抗と、負荷電流（定格電流）は、SPDカタログに記載されています。 下記の様なSPDの種類があります。 電源保護用（AC、DC電源）• 信号回線保護用• 電話回線保護用（アナログ、ISDN回線）• 通信回線• CATV保護用• ITV保護用• 選定する場合の重要な項目は下記の通りです。 この1000Aの根拠として、低圧配電線に発生した雷サージ電流の、公表された観測結果が無いため、9電力会社の6. 6kV実系統に於ける配電用避雷器の放電電流の調査結果（財団法人電力中央研究所発行、配電線耐雷設計ガイドブック）を参考にしました。 例えば、AC100V電源保護用のSPD（音羽製品としてGL-L1F）の1000A時の制限電圧は、490V以下、DC24V信号回路用SPDの1000A時の制限電圧は、40V以下です。 （過去の実績より、放電耐量値を選定）• 雷サージとノイズ両方に効果のあるものが主流ですが、ノイズ減衰を主目的として作られているもの（ノイズ対策用）もあり、選定時に注意が必要です。 使用場所（屋外、屋内、装置内）• 使用電圧（1次、2次電圧）の確認• 相数の区別（単相、三相、単三）• 負荷容量（トランス容量）の確認 （b）種類の特定 下記の項目について、性能比較を行い機種を選定します。 1次、2次間の遮蔽板数 この枚数が多い程、雷サージに対する抑制効果も高くなるので、多い物を選定• 雷インパルス絶縁強度 30kV以上が望ましい• 電圧変動率 少ないもの• 効率 高いもの•
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