（一般財団法人関東電気保安協会資料）（PDF形式：2417KB）

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関東電気保安協会
許可
本資料
複製物 作成
、本資料 内容 本来
関東電気保安協会
目的以外
使用
禁
13.11新規（
。
）
雷
、
国
上
古来
。落雷
設備
被害 与
。 客
、
重大 被害 多 出
拡大
、風力発電所
今後
願
設備
被害
、
減
特 雷
大
、我
普及
、当協会
。
国
、
雷害対策
必須
（翼）
。
広報誌「電気 保安」 2010年7・8月
解説
記事 「高圧受電設備
作成
機
、
雷現象 雷害対策
今回、掲載
、従来
高度情報化社会
風力発電所
、横山先生
4回
対策 進
被害 拡大
、地球温暖化対策
、家電製品
。
雷害対策
注意事項」 追記
新
冊子
。
工場
事務所
電気 安全
使
上
、必
役立
頂
確信
大
弱
、益々発展
検討
雷害対策
雷現象
供給設備側
。
1
電気
雷現象
雷害対策
、電力会社
少傾向
号
交通機関 大
二番目
。
、様々 観点
器対策、
、地震、雷、火事、親父 上
各種設備
被害
時代
怖
。
愛読・ 活用頂
幸
2
。
目 次
1
2
3
4
大
雷現象
特徴 雷現象、雷
2
著者紹介
8
国立大学法人
静岡大学
工学博士
雷害原因、冬季雷 特徴
高度情報社会
雷害実態
建築物 雷被害、高度情報社会
14
1947年宮城県仙台市生
。1969年東
京大学工学部電子工学科卒業。同年（財）
電力中央研究所入所。配電研究室長、電気
電力線 雷害対策、瞬時電圧低下対策、被害 絶滅 、
？
雷 謎
実雷 実験 発生
20
放電
〉
〉
〉
〉
〉高圧受電設備
比較、雷 破壊
高圧配電線用避雷器 機能、個別機器保護用耐雷機材、
絶縁化
雷
抑制
護 関
、電
雷防
国電気電子学会）
29
。
主 著書「雷 高度情報社会」電気設備学
会、
「配電線
電子機器
雷害対策」
社、
「電気・
雷保護」電気設備学会、
「写真
読 解 雷 科学」
社。
問題
。
。電力設備
、雷
、
送電線 地絡
、電話 被害 急増
様相 大
変化
対策手法
身
式 黒電話 時代
確立
。
、
、
現象
解
象 概説
、敵
、雷被害 関係
大
、最近
。
知見
被害
、
、雷害
被害
求
解明 対策
知
、
図1 年間雷雨日数分布図
（1954∼1963年、10年平均）
瞬時 電圧低下 、半導体工場 大
研究 従事。2001年電気学会
副会長、現在静岡大学客員教授、IEEE（米
、人体安全
雷害対策 注意事項
力設備、建築物、風力発電設備
歴史 １世紀以上
原因
物理部長、電気絶縁部長、首席研究員
歴任。2009年同所 退職。主
本格的 雷害対策
目立
電気設備 雷害対策 基本
新
与
横山 茂
雷害、瞬時電圧低下問題
雷害問題 古
早急
、被害
雷自
雷
理
雷現
0∼ 5
5 ∼ 10
10 ∼ 15
15 ∼ 20
20 ∼ 25
25 ∼ 30
30 ∼ 35
35 ∼ 40
大
図 2 1992∼2001年度
雷撃頻度
図3 水平方法 伸
雷放電
0 ∼ 10
10 ∼ 30
30 ∼ 100
100 ∼ 300
300 ∼ 500
500 ∼ 700
700 ∼ 1000
1000 ∼ Max
夏季
冬季
2
雷 大気中
長
、長
時
10km以上
長距離 大気中 放電現象
0∼ 1
1∼ 3
3 ∼ 10
10 ∼ 30
30 ∼ 50
50 ∼ 70
70 ∼ 100
100 ∼ Max
3
電圧 印加
特徴 雷現象
位置 時刻 正確 記録
米国
開発
社 1980年代
雷
多
地域 少
地域 分
的 雷害対策 策定
、重要
、1954年∼1963年
観測
頻度
。我
作成
、栃木県 群馬県
関東
多
地域
1970年代 遠方 電磁界 観測
一
、一
北
。
一
、各電力会
順次導入
北海道、本州、四国、九州 ４大島
位置標定
、落雷
。一般 放電 、
接地
最短距離
進 。雷 、
方向 変
［図3］
、
況
向 延
進展 、大気
、大
状
水平方
。
間 気象会社 、沖縄 含
誘導
接地側
・
誘導
雷雲 流
、大
、
電荷
雷
（数10
進展様相 多重雷
電 生
人間 目
、一瞬 放電
速
観察
観測装置
雷放電 、高
［図4］ 示
、雷
作
迎
放電 伸
迎
上向
、下向
放電
、大地
放電路 通
過程
呼
音 光
、
少
秒）最初
過程
、
。雷
経
放電路 通
。雷放電 1回 終
常数回
。先
高電界
電荷 、雷雲 向
込 。
） 呼
、接地側 逆極性 電荷
放電 １回
、
一度放
場合
放電 繰 返
、通
多 、
多重雷 呼 。
2msec
図4 落雷 進展過程
70μsec
msec：1000分の1秒
μsec：100万分の1秒
20msec
40msec
ダート
リーダ
落雷回数
。2000年代
統一
行放電 大地 接近
、多少
大気中
・
。
1msec
60μsec
30msec
60μsec
。
静止
写真
年間雷雨日数分布図
傾向
階段状 進展
。
、運用
、
似
、
得
［図2］ 落雷位置標定
［図１］ 年
。
指標
。日本
９電力
年間雷雨日数
間雷雨日数分布図 示
雷雨日数
国
、放電
落雷位置標定
1990代
人間 耳目
雷雨日数 基
分布図 、雷
、合理
大地 向
時間
、民
日本全土 観測範囲
運用
ダート
リーダ
3km
落雷
従来 雷雨日数分布
落雷位置標定
箇所
進
3
雲
放電
階段状先行放電（
雷
1
雷現象
。
ステップト
リーダ
リターン
ストローク
リターン
ストローク
リターン
ストローク
進展
過程
4
大
4
雷電流
特徴
図5
雷 電流 ［図5］ 示
波尾長
表
。波高値 電流
最大値
、小
、
３万
心 分布
。波頭長
、波高値 至
万分 １秒）
度
、大
30万
時間
10
付近 中
、電流
流
過電圧 大
。一方、波尾長
関係
、波尾長 長
雷素子（SPD） 破損、焼損
起
雷雲
冬季
10
0
F
時 間
Tf
O1
送電
、危
避雷器
避
可能性 増
雷
電荷
、冬季
分離 −10度
有力
、
、夏 比
。
低
多発地域 、日本
放電
間 高電圧
発生
碍子
。
後 電力会社
路 通 流 続
所
雷
。
、再度送電 開始
送電 止
経
、電力会社 変電
。
雷
碍子 電線 大
配電線
。
異
、電力会社
被害
波高値 大
、波頭長
時 高
短
高
島
。相対的
、紀伊半島
。西
発生
。
、避雷器
。
知
冬季 雷
、日本海沿岸
、
報告
目立
事故
、波頭長
、人口密度
本海沿岸部
変
、冬季雷
（４）１回
大
6
冬季雷
。
（一発雷）
放電
［図6］
。
放電 上向
雷放電
流
出 （中和
様々 雷
（雷雲
冬季雷（上向 枝分
放電）
夏季雷（下向 枝分
放電）
。
（５）正極性 放電 多
。
）電荷量
。通常 夏季雷 30
倍以上
。夏季 雷電流 極性
大地方向
、冬季雷
多発地域
及
多
生
冬季雷 呼
。相対的 暖
、夏季 雷
対馬暖流 北上
。
発生機構 異
、
日
図6 冬季雷 夏季雷 放電様相
、夏季雷 冬季雷 写真 示 。
長
、雷
、雷害対策
大
雷
大地方向 下向
異常 大
種類
。夏
夕刻
発生数 少
雷雲
多
冬 雷 頻繁 発生
比較的高
。
。
（３）夏季
。
、被害
昼過
（２）夏季 雷 比
。
、雷電流 継続時間（電荷量）
影響
被害
発生
、日射 直接関係
発生
。
夏季 雷
１日中
発生
発生
、生
別
測 ） 、90％ 負極性
、30％
50％ 正極性
、
重大 被害
冬季雷 電力設備
晩秋
被害
。冬季雷 発生地域
。
日本海沿岸
、厳
。
電圧 発生
電圧
雷
焼損
影響
必要
冬季雷 発生
風 山
半島
雷被害
考
先端
、日本海沿岸 同様 状
、雷 発生
伴
風 渡 条件
雷
地面 十分暖
。
建物 壁面 破壊
、雷電流 波高値 小
電気 地面
作 役割
影響 度合
熱 発生
起
絶縁 破壊
逆 、避雷針
大
絶縁破壊
雷被害 、最終的
電力会社 送 電気
流
放電 切
間 、電力会社 送 電気 大
地 流
。雷
雷電流
位置
放電
電気 供給 止 、碍子
。送電線
、
、雷 高電圧 消滅
送 電気
上陸
地域
冬季雷 特徴
絶縁
（閃絡） 呼 。
碍子 絶縁 破
低
、青森県
。
。送電線 配電線 雷 落
電線 地面
況
島
雷 発生
海 入 再
層 電
伊豆
北米 五大湖東岸
海 湖 上空 冷
（１）昼夜
送電
、日
冬季雷 夏 比
、夏
雷害原因
絶縁物 、電線 地面
−20
説
日本海沿岸地域
P：波高点
Q1、Q2：半波高点
CF：波高値
、冬季 雷 頻繁 発生
、八丈島
説
根県
暖
Tt
Tf：規約波頭長
Tt：規約波尾長
O1：規約原点
雷
雷
電気 、碍子
太平洋側
、夏 雷 内陸性 、冬 雷
冬季 雷 性状 、以下
5
成長
。
大
険 雷電流
層
荷 分離 起
Q1
［％］
秒（100
、波頭長 短
線 配電線 生
。雷
始
、
１
発生
本海沿岸 冬季
Q2
50
秒（10万分 １秒）程度
。波高値 大
海洋性
電 流
、1000
上昇気流
。
C P
100
90
、波高値、波頭長、
激
電流 表示
雷現象
冷
北西風 吹 、上昇気流
洋上 発生 、日本海沿岸 雷雲 上陸
一方、夏 、日射
地表面 急激 暖
雷雲
雷
雷
発生
、関東地方
、冬季雷 似
、
厳
、山岳地域
性状
発
考
被害 与
。
。
、
̶̶ 雷撃
雷現象
建物
破損
捕捉
雷撃
。
防
重要
破損、落下
。避雷針
、
。避雷針 設計 、従来、建物 頂部
、雷撃距離
、国際的
考 方
回転球
頼性 対
展
、使用
回路 大
大
7
要求
変化
影響 、求
、人々
変化 、
値 小
、先行放電
距離
難
様 、雷電流 波高値 小
、高度情報化
進
対策手段 適正 費用
要求 厳
雷電流
雷
性質 十分 理解
、
波高
、避雷針
架空地線 同
捕捉
、必要
実施
重要
起
電圧 大電流 流
。落雷頻
位置 、雷
。
度
雷害対策
先端
。送電線
信
変化
、対象物 最
、雷撃距離 小
捕捉
。雷
状 進
。一般 雷電流
雷
雷害対策
地面 近
、
繰 返
電気供給
電気製品 情報通信機器
。
点
直前
場合 増
。
移 変
進
後 雷撃
撃
壁
体法 用
時代
、
流
壁面 雷撃
、雷 先行放電 雷雲
［図4］ 示
、
雷
雷撃 捕捉
見 角度 保護範囲 決
指針 従
雷撃距離
避雷針
、安全 雷電流 接地
一方、建物
、簡単
雷害実態
2
̶̶
飛
、観測
、従来
。最近
・
、高
、安全対策 厳
、光
発達
、
明
要求
難
・
8
、比較的簡単 測定
。雷害対策 更
化
高度情報社会
建築物 雷被害
一度雷 性状 地域
効率
、季節
、合理的 雷害対策指針 打 出
重要
。
雷被害
。
形式
、雷過電圧
、過電圧
抑制
絶縁破壊
使用
避雷器
避雷素子（SPD） 雷電流 継続時間 長
焼損
、雷性状
被害
。雷被害 、対象物
形態
異
被害、電源線 被害、通信線 被害
。建築物
形状、設備
様相 変
一様
、
原因
、建築物
。
様々
設置環境
被害
、被害 実態 示
雷現象
概説
関係 被害発生
。
建築物 雷被害
建物 雷撃
簡単
避雷針
破損
雷 捕捉
設計 、建物 頂部
［図１］ 示
、
。
重要
防
。避雷針
見 角度 保護範囲 決
、国際的 指針 従
方
、雷撃距離
考
回転球体法 用
。
雷 先行放電段階
雷雲
地面 近
、
高度情報社会
状 進
返
前
止
、雷撃距離
、先行放電
、
進
、対象物 最後 雷撃
先端
（［図2］参照）。一般 雷電流 波高値
繰
位置 、雷撃
点
小
直
雷
、雷撃距離 小
捉
距離
難
、避雷針 捕
。
双方設備
、効果 上
。100％近
器 配置
効果 上
、全柱 避雷
、雷撃
電柱 碍子 閃絡（
配電線 雷害
1
、3種類 原因
事故
樹木
、建物
変化
落雷
際
放射
、配電線
電圧
誘導
、波高値3万
100m離
電圧
地点 落雷
発生
配電線
場合 、10万
。誘導雷 対
200∼300m
生
雷
設置
2
程
。事実、最近
電力会社
、一
3
逆流雷
山頂 通信設備、放送設備
、山頂側 鉄塔
。
、配電線側
直撃雷
直接雷撃
絶縁破壊 抑
、発生
雷
。避雷器 100m
配電線
全部
生
雷電圧 、波高値3万
、碍子 絶縁破壊
） 生
供給
落雷
難
配置
、碍子
、架空地線 避雷器
事故 逆流雷
雷電流 避雷器 通過
冬季 雷電流
継続時間 長 雷
冬季雷 雷撃
見
図 2 回転球体法 理論
。
。関東地方
対策
1. 大地面の接触点Cまたは被保護
物の接触点Dに包括面が先に接
触した部分に雷撃を受ける。
策
、避雷
様相
、山岳地
避雷器焼損被害
、架空地線
処
架設 有効 対
。
2. 接触点Dに受雷部を取り付けると
ビルに対する雷撃を受け止める
ことができる。
高度情報社会 雷害
リーダ基点A
19世紀後半 本格的 、電気
送電線
ステップトリーダー
先端B
雷撃距離R［m］
至
一
被保護物
包括面
接触点D
受雷部を
取り付ける
、現在
。1960年代
、雷害様相 大
、
式黒電話
高度情報化社会
変
耐量 極端 小
電源、通信、放送
接触点C
、
、電力設備 雷害対策 最 重要 課題
替
現 伴
利用
電気 輸送
、素子
大地面
10
季節
、避雷器
理能力
保護範囲
際 、
図4 逆電流
避雷器焼損（北陸電力株式会社殿撮影）
（丸 火 玉 配電用避雷器焼損 示
）
、無線通信用
逆流雷
壁面 破損
。
際 避雷器 焼損
写真
図 1 高層建造物
電流
［図4］ 、建設資材
。
被害 発生
事務所 高 40m
、
事故
配電線 流入
器 焼損
100万
配電線
場合、
雷電流 一部 配電線側 流 込 。
配電線構成物
、避雷器
、
発生
直撃雷等、雷電流
部 直接配電線 侵入
電磁界
9
、事故状況調査
、誘導雷
、事故
誘導雷
離
。
、雷
我 国
付近
度
。
様相（東北電力株式会社殿撮影）
、
生
）
［図3］ 、配電線 直撃
。
必要
様相
高圧配電線 雷被害
図3 絶縁電線 雷撃
（
伝搬
離
点 碍子
雷害実態
回路
。回路
電子化
、
、
。
家電製品
23年前
、設
雷害実態
5年前
期間 、家電製品 雷被
害 調査 、過去4回
情報化時代
変化
移 変
様子 確認
雷被害 変遷 様相 示
。
構成
、雷 侵入、通過経路 多様化
備 雷害 敏感
出
1
実施
、被害様相
、高度
大
［図5］ 家電製品
。
、以下
特徴
高度情報社会
図 5 家電製品 雷害実態（※被害率：1年間 被害
主要被害製品
調
査
年
変遷：
減少、
度
急増 被害率 増加：被害率、被害機種
1987∼1991
①
② 電話・Fax
被 害
調
5
被
2004∼2005
① 電話・Fax
②
②
③ 給湯器
③
④ 給湯器
⑤
④
群馬
九州地区
0.67%
0.57%
1.3%
数
3,830
2,194
1,776
代
背
景
害
製
品
搭載
14機種
図7 雷撃電流
絶縁
大地電位 雷位差
U 2 ＜U 1 ＜U 0 ………①
雷撃
⊿U＝U1−U2………②
。
IT化
IT社会
12機種
20機種
大地電位
の上昇
U0
B点
主
管理装置
、
群馬、秋田、山形、石川
被
発生 、各部
間
C点
率※
時
破壊 生
電位差⊿U
管理装置
関連
④ 給湯器、
⑤
信号、制御線 C点
［図7］ 示
、
拡大
1996∼1997
① 電話・Fax
③
査
害
伸
家庭 割合）
雷害実態
信号
ケーブル
端末装置
A点
U2
U1
瞬時電圧低下問題
（1）20年以上前
、
、
、15年前
、電話機、
通信機器 最 多
。
（2）15年前
、
次
2番目
以上
変化
努力
。
、電話機、
分析
、
、減少
増加
送電線 落雷
明
、
、被害 増加
力会社
普及
、碍子
（放電）
、
、高度情報社会
害 特徴
、最近雷被害
被害
、電話 電子回路 含
被害
。
（3）20年前 比
傾向
多
被害 発生
、最近 調査
11
雷害
送電
、
雷被
地点
変
。
、続
所
。
電気
接地
距離
、付近
、系統
電圧 低下 生
増加
地絡状態
時間
電源
半導体製造装置等、瞬低
電圧
製造
、集中監視装置
装置
、発電所、上水道、下水道
処理関係、石油基地、運動場
、照明装置
［図6］
、
設備
、
接続
生
。雷撃 受
大
電位上昇 起
C点
位上昇
。
施設相互間
、A点
★2
信号変換器
大地電位差
大地
構造体
離
距離関係等
建物
異
、
★3
、B
電
端末装置
信号変換器
原油タンク
水質センサ
★4
最近
電線雷事故
、電力会社 協力
需要端電圧
調査
機能 以下 通
、
。近年
設備
機能1 指定
調査
増加
電圧低下度
計
算［図8］
送電
雷事故
需要地点
発生
電圧低下度
計算
20％以上
約10∼20回／年 、米
約20回／年
。
雷事故 発生
系統各需要地点
、
調査結果
瞬低 発生頻度 日本
解析
。
送電
機能2 各々
、電圧低下幅
低下度合
、送
開発
機能3 各々
最近
国
電力中央研究所
指定
1
集中管理装置
★1
生
。一方、
、B点
構内
信号線
、周辺 落雷
、施設相互
。
、広
電気配線
場合
［図7］ 示
点
導入
石油基地
配置
監視制
信号線ヒューズ切れ 1A×2
信号変換回路損傷
信号変換回路損傷
信号線ヒューズ切れ 0.1A×2
電圧変換器
御装置
、多数
水
★1
★2
★3
★4
シールドケーブル数百m︵埋設︶
。
監視制御装置 導
図 6 石油基地 遠隔計測装置 雷被害
シールドケーブル数百∼2千m︵埋設︶
入
多
、
瞬低
瞬低
。
生産工場
2
回復
低下
瞬低 呼
影響
有無
変電
電圧
需要家
。
、何
。事故個所
瞬時電圧低下、略
遠方監視装置等 雷被害
出
需要家
遮断器 開放
、
流
、電
。
基
送電
事故発生確率（回/年）
、各需要地点 電圧低下影響度合
計算
12
雷事故
電力系統
対称座標法
雷現象
雷害対策
⊿V N
需要点N
基本
⊿V A
⊿V B
需要点A
需要点B
全ての需要地点の電圧
低下（⊿VA∼⊿VN）を
一括計算
13
高度情報化
進展
伴 機器
低電圧化
報通信機器等 含
増加
生活
。
化
、短
慣
、快適
、
化社会 高度工業化社会
低下
、雷被害
電化
容認
難
圧
停電
、情
問題
、単 電力
、通信事業者
、需要家
建築物
、多方面
問題 解決
、高度情報
、1秒以下
。
求
短
電
要
重要
供給者
設計者
14
管理者、
共同、協力
害害
多
。今後、関係
物 雷
電気設備
雷害対策
3
図 8 系統各需要地点 電圧低下度 計算
省庁
情報交換 密
、建築
対策 、接地方法 改善 進
。
前回
雷現象 、被害 様相
方
思
、雷 発生頻度
被害 程度 様相 変
。高度情報化社会
性状
。百数十年前
害対策 、建築物 主対象
現在 至
、
設備
雷
、19世紀後半
、電子回路 情報通信
雷害対策 無視
本
。雷害対策
、主 対象
最近 知見 取 入
基
考 方
概説
、
。
、電力設備 被害 対策 中心
建築物 雷被害対策
建物
破損
捕捉
。
重要
見 角度 保護角
雷撃
防
避雷針
。避雷針
避雷針 保護角 60度 、火薬、可燃性液体、可燃
、簡単
、
雷
性
頂部
45度 定
。従来、一般建築物
等危険物
雷実績 最近
貯蔵庫等
。
雷放電
避雷針
［図１］ 示
、
研究
結果、
保護角
、落
方法
電気設備 雷害対策 基本
図 1 水平方向 侵入
雷放電
音羽電機工業（株）第1回写真
「電光石火」清水宗治氏（1999年7月21日撮影）
図 2 回転球体法
避雷針 保護範囲
A 屋上水平導体（受雷部）
B 突針（受雷部）
保護範囲
2
高圧配電線
配電線 雷害
、前回 報告 説明
3種類 原因
屋上受雷部
レベルに
適合するR［m］
図4 配電線
雷害対策
雷 直撃
通 次
。
（1）誘導雷
レベルに
適合するR［m］
B
A
付近 樹木 、建物
電磁界
変化
落雷
際 放射
、配電線 電圧 誘導
。
A
（2）直撃雷
被保護物
［図4］
配電線構成物 直接雷撃
。
（3）逆流雷
山頂 通信設備、放送設備
GL部接触点
場合、
、雷電流
配電線側 流
、建築物
雷撃 保護
分
、明
伴
15
、
不十
、国際的 指針 変更
、雷撃距離
回転球体法
避雷針
［図
。
回転球体法 用
2］ 回転球体法 保護
明
、通常
、
導体
、水平導体
保護
必要
受雷部
。
範囲 一例 示 。
配電線
事故
、300m
［図5］。
間隔 、避雷器（
、碍子
十分
、特別 誘導雷対策
、
（1） 誘導雷 （2） 直撃
短
被害
。
撃雷 対策 、誘導雷 対策
、配電線側
、我 国
、誘導雷
、直撃雷 対策 考
電気 供給
電流
雷 対象 、対策
同 作用
電力線 雷害対策
込 。
事故 逆流雷
通常
、建物 角部 側面部 保護
多
考 方
考 方
一部
多
鉄塔 落雷
十分
点
必要
、山頂 通信設備、放送設備
鉄
配電線
塔
際
雷
避雷器
電流
柱上機器） 設備
落雷
、継続時間
図5 高構造物落雷時 雷電流 高圧配電線
、
、配電線
避雷器 通過
長
際
雷
、冬季
雷
図 3 電力系統 雷害対策
雷
影響 低減
示
、
場合
多
観点
適用
。
（1）絶縁破壊 防止
、下記
、考
手法
組
停電区間の限定
区分開閉器の配置
● 系統構成
（2回線、ループ）
●
（2）続流（事故電流）対策
需要家側
（3）停電区間 限定
（4）需要家側 対策
⑥
⑥
それでも停電
合
200V/100V
電源の確保、瞬低対応
雷接近予知による電源切換
● 無停電装置
●
社会的コストのミニマム化
避雷器
、実際
方策
続流対策
アークホーン、閃絡金具
● 難溶断電線
● 高耐アーク性能がいし
● 高速しゃ断
●
通信機
絶縁破壊の防止
絶縁レベル格上
● 避雷器、
避雷装置
● 架空地線
● 接地設計
●
柱上
変圧器
6.6kV
フラッシオーバ
通信用電源
供給者側（系統側）
⑦
⑤
フラッシ
オーバ
④
EARR
③
④
③
流入
雷電流
、避雷器 焼損
逆流
電力量計
送電線・配電線
雷害対策 一般事項［図3］
。
逆流雷
①
1
、直
③
EB
建物接地
②
被
16
電気設備 雷害対策 基本
高度情報化社会 雷害問題
図 6 架空地線 条数 焼損率 関係
（避雷器施設間隔4径間、非末端柱避雷器）
1
架空地線1条
対策
前
雷被害
機、
2
4
6
8
10
5年
大
通信機器
最 多
次
調査
2番目
。
守
情報通信機器 雷
際
一般住宅
、高度情報社会 進展 伴
電子化 、機器 雷
害
17
発生
。
対策
、避雷器
処理能力
効 対策
合
、架空地線
。1条
十分 効果
架設 有
得
有効 対
［図6］ 避雷器焼損事故 対
。
架空地
線 効果 一例 示 。
近年 、平地
建設
、携帯電話 基地局
場合 多
、避雷器
接地 下
負担
電流
接地 低
成分 少
減少
構成
、有利
費用 大
、
。
増加 費用
、詳細
、雷
、雷被害 増加
影響 与
方法
、
抜
接地
容易
（
称
方法 取
、電話線
図7 電子機器 等電位化（
、
対策手法 選択 変
逆 同
、避雷器
。
方式）
電子機器
送電線 落雷
、地絡事故
放
電圧
瞬時電圧低下
与
回復
生 、遮断器 開
式
間
償方式
、半導体工場
需要家
大
被害
。
、雷活動
、重要負荷 自家用発電設備
。
方法
、何
必要
並列補償方式
荷
。近年
先 示
雷接近
、
接近
切 替
伴
方法
、落雷位置標定
検知 行
用
、瞬低
瞬低
方式
発生時
急速
影響
蓄電設備 持
並列補
必要
避雷素子
避雷素子
電源
接地（非接地でも良い）
被
。
電子回路
（線間サージ対策済み）
重要負
。高速
帰 待
。
直列補償方
、
。直列補償方式
商用電源 切 離 、蓄電装置
切 替
瞬時電圧低下対策
電源線
、商用電源
方式
決
、
復
程度
重要
。
、接地
起
接地 共通
。
瞬時電圧低下対策
双方
通信機器 通 、
、機器内部 通過
。
絶縁
［図7］
、
防
多
。
化
避雷器 別々
電源線
雷
化
他 、電話線（通信線） 電源線
、
）。
侵入、通過経路
電子化
、
解析 必要
、接地抵抗 下
、自
、
電源線
、電話機 破壊
、通信線 光
方法
、
通信機器 雷
電位上昇
回路
現在
、架空地線 避雷器 容量
被
様化
、回路
耐量 極端 小
、電源、通信、
接地 費用
鉄塔
、今後 、逆流雷
。逆流雷 、鉄塔
、配電線 逆流
場
、2条、3条 複数条架設
策
害対策 重要
一
避雷器（SPD）
対策
、
動作
電話機、
化
2
原因
抜
過程
低電圧
、雷被害 増加 大
避雷器焼損事故（％）
架空地線を1条から2条にすることにより、避雷器焼損率を約1/3に低減できる。
電話線 抜
弱
。雷
、電源線
。機器
。
、最近
、電話機、
侵入
、電話
発生
侵入
変化
。15年前
、
構成
電話線
、高度情報
、被害様相
確認
被害
0
、20数年前
実施
移 変
様子
避雷器容量＝15kJ
避雷器容量＝30kJ
調査
、過去3回
化時代
架空地線3条
2本
、簡単
家電製品
架空地線2条
（通信線） 電源線
必要性
信号線／
アンテナ線
、雷
流
18
、
？
雷現象
雷害対策 立案
場合
手法 考
、最 効率
考
必要
算
額
合
、対策
得
。
。落雷
、対策
対策費用
取
羽根（
多
19
、
、多
落下
、
被害 、
雷被害
大
比
、
、人体
。
、人体
場合 風車
場合
発生確率
爆裂、
、一般的 、電子回路
問題
影響
。
、
地域
、冬季雷
価
、
点
十分注意
通 、日本中
大地落雷密度
場合
、夏季雷
多
、我 国 雷
比
評
、対策 考
必要
。
以上 示
、単純 大地落雷密度 割合
率 雷被害 発生
被害
地域 、人口
対策 異
影響
同 雷害対策
、経済性 考
考 方 取 入
的 合理的 対策手法 考
秋
示
、
必要
、赤道
近
国
活発 地域
合理的
。IECTC81（雷保護）
・
日本
世界
。冬季雷 関
、気象学的
。
、
雷害対策面
、電力設備
頼性 対
展
要求
、使用
回路 大
大
度
変化
影響 、求
雷電流
、人々
変化 、
電気供給
信
、高度情報化
進
電気機器 情報通信機器
。
変化
要求 厳
性質 十分 理解
雷害対策
。落雷頻
、必要
対策手段 適正 費用
。雷害対策 、
多 、
、経験
重要
対策
条件
望
前
研究 、多
課題
。日々
実験 観測 中
雷
数多
、日本
感
雷害対策
、私 40年間
部分
、電力中央研究所
幸運
入
被害対象物
解決
。4回
課題
最後
明
話
現象 、常識
考 方
。
、
含
対策 困難
、
少 違
、雷現象 多様性 完全 雷害
理解
話
。
一様
避雷素子（SPD） 選定
豊富 専門会社
育
考
実施
30年
研究 続
電気・電子回路
変化 多様
地域
。縁
私
雷現象
沿岸部 、晩
35年
活発 研究 行
雷害対策
生
部分 経験
、現場
、避雷器
実施
雷活動
限
経済
研究
移 変
比
、日本海
冬 雷 多発
極
時代
4
、風
問題
人 住
地域
場
雷被害
。風車自体
、
換
、大
、経済的 損失
危険 重視
同
小
雷害 我 国
） 爆裂、落下
場合
折損、落下
、経済的
［図8］ 、風車
問題
図 8 雷撃
雷害対策
方法
被害額 1年間
1年分
最近、風力発電設備
車
、被害 低減
雷 謎
被害 絶滅
取付
雷 発生
技術者
。
1
雷雲中 電荷 正極 負極
分離
大地 落雷
？
電荷 分離
昔
、日本
、
、電荷
多
研究 論争
大学 高橋先生 優
解明
分離
業績
。
、大気中
10km
及
雷放電
生
十分説明
。電気 同 量
正電荷 負電荷 分離
、摩擦
簡単
大気中
実験
分離
。
、正電荷 負電荷
放電
10km
我慢
。
及
、
、雲
大地放電
、
20
雷 謎
2
火山雷
図 1 音羽電機（株）第3回写真
（2004年11月鹿児島市桜島）
作品「火山雷」
存在
、
［図4］ 示
。実際
［図１］ 火山雷 写真
論 、電荷分離
明
。高橋先生
理
10度 上層 起
説
。火山雷 生
高
、
度 達
電荷
自 機構 説明
10
。
、雷
分離
、火山雷独
必要
、思
発生
長
落雷
場 発生
長
変
実雷 実験 発生
放電
図 2 落雷 進展過程
20msec
40msec
30msec
進
。
進
呼
50m程度進展
30∼90
秒（
度休止
近
進 先行放
、
、
秒：100万分 1秒）程
階段的進行 繰 返
大地
。
［図3］ 電力中央研究所 塩原実験場
発生
長
放電
様子 示
高電圧 印加
電極 地面
線的 進
、曲
進
秒程度
雷 放電
原因 一
。
人工的
。放電
最短距離 直
。
リターン
ストローク
大
リターン
ストローク
雷現象」 図4 同 内容
図 3 人工的 発生
名付
現象
？
版
長
放電
進展
過程
論
。日本語
球雷
現象
覆
、
。
薄
Academic Press、1977） Chapter12“Ball
、
“Ball lightning” 本 出
。残念
見
、
、
。自分
、
3km
、階段状
50
、雷放電 謎 解
報告
60μsec
ダート
リーダ
リターン
ストローク
※図2 「
。
秒、塩原実験
、
Ball lightning
時間
ステップト
リーダ
一例 示
間
1msec
60μsec
ダート
リーダ
） 様相
30∼90
放電
、
電（
雷放電）
長
球雷 本当
21
地面
1
。一方、
比較
2msec
70μsec
［図2］ 雷 雷雲
図4 夏季雷（下向
実際 雷放電 人工的 模擬
大
静止
写真
似
。
不可能 、
msec：1000分の1秒
μsec：100万分の1秒
放電
違
間隔 実際
様子
長 50m程度、塩原
。
。
雷
1
1m程度
、地面
思
放電 生
実験場
落雷
自然
、
、
方
理
証拠
証拠
根拠
［図5］ 、
“Lightning”
（ R.H.Golde 編、
。
図5 Schneidermann’
s ball lightning
photograph（Norinder,1939）
Lightning”
（S.Singer）
、皆
思
静止
晴
図
。
、人間 眼 能力 素
。
、雷放電
分 1秒程度 発生消滅
現象
力 発揮
。
、1000
、十分
能
、至近 雷
現象 似
図6 音羽電機（株）第3回写真
（2001年9月北広島市）
佳作作品「暴
夜空」
眼
22
雷 謎
、大
図 7 電光形状（中谷宇吉郎著「雷」岩波新書1939年）
紐状電光
音 、落雷 同時 発生
囲 絶縁破壊現象
屈曲電光
難
直後
、中 散歩
樹状電光
彷徨電光
比較的
話
丸
火
出
行
走
玉
、家
、火
構造物
冬季雷
、
入
玉
電線沿
、自分 体験
実在 示
確
［図6］ 、雷放
。
場合
写真
、放電路
観察
中
行
電 、雷雲 照
リボン状
電光
瑙電
図11 低
思 。
方 結構
証拠
図10 冬季雷
、正
放電 把握
落雷
周
見
場合 多
。観察
光
方向
雷雲
、Ball lightning 勘違
。
図8
［図7］ 示
、
雷放電
雷放電
状電光
彷徨電光、数珠
［図
。
名前
、雷放電
8］
写真
、彷徨放電
進
仲間
。水平方向 曲
雷放電 一方向
方角 放電 伸
。
強調
、周
、
［図11］ 示
冬季
高
雷
、
冬季
明
低
上向 放電
構造物
。
構造物
、
、数珠状電光 判断
、高
、上向 放電
落雷
落
可能性
分
。
雷
［図9］ 、通常
雲
下向
雷
夏季
。夏季
高建造物
東京
。
。福井県
、冬季
上向
上 近
電界 雷雲
説
冬季
、夏 比
、地上
。
、雷
変化
。
高
落雷
［図12］ 、雷
影響
雷雲
底
地
高構造物先端
、高構造物側
、放電
樹木
傷
地表部
雷 影響 思
通 道 対
電流 流
、
木 枯
、私 樹木
高電圧
。
大
数 月後 落雷 受
対
様相
。
、表面
。
裂
樹木表面 水分 蒸発
、樹木 裂
、冬季雷 上向 放電
考
図 9 夏季雷
1
図12 雷
落雷、
雷 電流
。
雲 構造物 電極様相
開始
。雷
［図10］ 、冬季
。
枝別 放電 見
放電様相
枝
放電様相
200m 超
雷
木
見
水分
通 道
、木 根 水分
影響 大
実験
。
、直接木
、木
枯
地上部
、
裂
雷
夏季
、周囲
200m 高煙突
雷 破壊
放電？
期間 夏
。落雷位置標定
。
冬季雷 上向 枝別
、10年間
、
1回
建物 日本海沿岸部
、落雷 集中
高煙突
、周辺一帯 落
方 多
別
、周囲
季 落雷 、
程
。
、上向
見
、
高 200m
冬季 300回
相対的
必要 気
火力発電所
、冬季雷雲
、上向 放電
度 高
。雷放電 3次元
23
示
樹木
24
雷 謎
経験
。」
。
木 裂
関
影響
、裂
、
雷
起
。
程度
決
大
方法
（30万
。
2
、
的
雷
講演時 、
「雷 近
？」
多 質問 、
「雷 電気 貯
、最
仮定
。
落
、
間 終
、
不都合 形
、前向
答
急激 大
、
「近
雷 考
、電気 貯
、
将来
2 月分程度
違 見積
期待
反
電力量
T
。冬季
。他
出
、家庭
計算方法
、
、
、大
2
登山
雷
身 守
、重要
、雷活動時
場所
。
2次被害 除
。
人体安全
日本
雷撃
、亡
、釣 、
屋外
車
中 入
家
。家
道路
、配電線
近
道路
避難
場合
、入
配電線
、安全
繁華街
安全
木 下 、避難
避難
条件
危険
特
側撃
外国
雷
。特
、雷
死亡者
。外国
前
雷被害
起
最 大
3
小
雷
近
。
場合
程度
、孤立
減
木
、
、安全
、危険
度合
値
根拠
。
能力
増
、
雷 写真
早 、家
重要
中
。
身
。小
神経質
金属
、雷
［図15］ 航空機
。
弱
。
場合
考
、身 着
。小
小
、人体 雷撃
、長靴
、
、
、雷撃 受
、
26
大
物体 、着
。関連
、
電界
可能性
関係
絶縁
、雷
効果
、
。
図15 航空機
落雷
音羽電機（株）第5回雷写真
学術特別賞
（2007年4月4日撮影於千葉県成田市）
作品「被雷・避雷」
、道路 配電線 送電
必要
、離
死者 出
。
、
小
雷
物体 、雷撃時 電界 全体的 様相
小
大
、近年、先進諸国
雷災害
避難
人体 、
、導電物 考
撃時
、雷
、
1∼2割 登山中
。45年
存在
。
血液 流
、
金属物
時計、
2m以上
場合
線
物体 場合
注意
11名
［図14］。
、航空機
、
影響 与
、松本深志高校 学生 西穂高 山頂
大惨事
側撃
活動時
傾向 示
到達
図13 木
多
考
対
、登山中
、
。統計
方
皆無
野外
、車 中、
。
下
、日本
。
、
。普通
多
集中
中
。近
、
、送電線
、25％程度
農作
安全
車
建物
、登山、
活動時
、
下
。高
方
、海水浴
業
木
。
、落雷
30年
、農作業
雷被害
、木
山荘
30°
撃 影響
、火
、室内
雷被害
死亡者
19.5m
開始
事
絶対 近
西穂
航空機 表面 正 負 電荷 分離 生 、放電
危険度
自分
。
、利用 無理
危険［図13］
南
6kWh 小
、日本
木
40°
31.0m
松本深志高校一行：46（内5は教師）
死者：11（9：雷撃死、2：墜落死）
傷害者：14（外傷、やけど、しびれ、聴力障害等）
（全員が瞬間的なショック、しびれは感じた）
25
1
40°
北
秒、負荷抵抗：1000
結果
68°
26.6m
TT
（電流波高値：3万
電流 継続時間 100倍
電気
、
電力量
、家庭 電気消費量 1日分
、質問者
覚悟
試算
T
45°
。平均
程度
。）、
岳
登山者用
の鎖
本当
、継続時間：100
、利用
？」
電流 流 、短
方法
高
。小
電流3万
時電気器具
方
雷
電力量
穂
（1000
） 100倍以上差
雷
西
、雷放電
） 小
死亡
傷害
無傷害
T 教師
他団体の登山者
T
電力量
。雷放電1回分 電力量
、計算
、
図14 独標 鉛直断面（南北方向） 登山者 位置
。仮 、
大
、塩原実験場 高電圧発生装置
、木 枯
小
雷
言葉 濁
、雷雲 電界
落
、
雷 謎
風車
1
風 回転
風車
雷撃様相
飛
落雷様相
雷活動 接近時
、内部 放電
機械的 丈夫 材料
［図16］ 、日本海沿岸
時
写真
。
（分放電）
風車
、風
風車 冬季雷 落
放電
多重雷
速度、多重雷
度、撮影方向
、
様相 写真 撮
20回程度
成
。
回数、羽
、
、内部
。
放電
不思議
。表面 通
変化
。FRP
、
風車 被害 大
（翼）
入 込 放電
込
［図17］ 、電力中央研究所 塩原実験場 実験
上 達
装置 使用
蒸発
放電様相 写真
、放電
害
防
防
、雷
用
風車
放電実験 行
。上方 棒電極
FRP
時
表面
、内部
風車
膨張
場合 含
回路用避雷器
研究
防
。
雷 厳
場合 、冬季雷 大
小生 、常日頃疑問 思
電荷
、
図17 風車
。
、
由
、低圧
、具体的
、50％以上
、
使用 控
我慢
不自
、
、低圧回路用 避雷器 被害 可能性 下
、
選択
思 。得
利益（雷被害 低減） 、不便
秤
・
。
解決
、研究
。
、特徴
結果
雷
中谷宇吉郎著「雷」
明
雷 性状 被害
説明
興味 深
、望外 喜
冬季雷
見
、被害 5％ 10％程度 抑
。皆様
図16 風車 落
）
。感覚的
難
、一定時間
強 、建物内
程度雷被害 防
時 、
。」 答
、雷被
場合
、水分
一瞬 爆裂、落下
考
量
空気
温度 1万度以
、雷
近
避雷器 設置
内部 急激 圧力 上昇 起
。
放電
。
避雷器 設置
侵入場所
、低圧回路用
「雷
思 。
難
。
。
状況（
内部
、
、周囲 受
、低圧回路用
、
、雷電流
空洞部
、実際
下部 抜
。放電 内部 入
、効果
、是非取 付
。…
売 出
簡単
、雷被害 受
、
低圧回
）入
、取 付
、
面白
影響 与
。
一応
。
現象
避雷器（
絶縁
、
絶縁物
、電源回路
構
性能 、
回転速
路用
用
空洞
。
先端部分3m 供試物
27
、風車
。2枚 FRP 板 張 合
放電
2
。FRP 、
…
「
以上 廣 範囲 亙 色々 研究
結果 通観
。
分
◆ ◆ ◆
最後
、雪
氷
研究
発行
名著「雷」
連
、次
生
名言
者、技術者
述
、現在
全
、昭和14年
、雷
私
写真
分析
関
。雷 謎 関連
先
雷現象 雷対策
研究
思 。
益々複雑 現象
来 。
研究
不思議
有名 、中谷 宇
吉郎先生 雷 研究
、電光 性質 、調
調
放電実験
28
一方考
。
問題 数
勿論
、益々
沢山出 来
、分
勿論解決
為 為
進
行
解決
。然
多
同時 、
問題 数 増
問題 数 、
来
解決
研究 途上 出 来 未解決
較
。」
、後者 方
多
高圧受電設備 雷害対策 注意事項
（2）電圧制限形SPD
。
雷害対策機器
（2）雷過電圧
流
系統
線 元
。最近
建物
直撃雷
高圧機器 雷被害対策
子付
多
木造建築物
、建物 一部 損壊
火災
、
発生 懸念
） 構築
、建物
雷
、未設置 設備 多
設置
防 、雷電流 安全 接地 流 込
LPS 構成 以下
放電電流 問題
小
。
機器 酸化亜鉛素子 用
、
器
架空地線
機器
、通常接地
場合
高圧配電線
大地 放流
、機器
29
金属部
放電
、火災
至 可能性
危険物
確保
組
場合
、等電位
安全離隔距離
確保
、直撃雷
金属部分間 導体
、電位差 低減
。電力線
接続
接続
、通信線
逆流雷
、架空配電線
自家用1号柱
建物内
介
地域
線路用避雷器 併用
（1）等電位
護
多
護効果 得
。
直接導体
雷
延長
、避雷器 焼損防止 大
対
、
絶縁
、
効果
危険 火花放電 発生
離隔距離 確保
機器
雷過電圧
、主 配電用避雷器
。避雷器 以下 機能 持
。
低
電圧
動作
信号線／
アンテナ線
装置 生
的 SPD 称
装置
回路
SPD
過電圧
設置
6kV用60kV
、柱上 避雷器 取 付
破
、雷
、耐雷
回路 侵入
過電圧 回路
絶縁
場合 放電
小
値
。
30
信号伝送
光
通信線、信号伝送回路 用
、雷過電圧 通信線
侵入
。
絶縁
雷
。
防止例
雷過電圧
、
抑
光ファイバーケーブル
（絶縁体）
主管理装置
基本
電源線
E/O
多 。
作用
短絡状態
、過電圧
、雷
、
電源線
、大
SPD
放電
過電圧 抑
場合 注意
機器
（1）侵入
。SPD 内部 使用
雷過電圧
込 電流 変換
次 2種類
形SPD
入 放電管（GDT）
定電圧 超
端末装置
O/E
電気的な誘導を受けない
、SPD
、
電耐量 問題
（1）電圧
、
雷過電圧 印加
。侵入過
、高圧配電線用避雷器
侵入
素子 特性
（1）大
絶縁
方法
過大
■伝送路 光化
抑制
絶縁物
絶縁破壊 防
柱上変圧器
絶縁
耐雷
、光
。
。
、予想以上
SPD
同様 、通常状態
架空配電線路
絶縁
設定 避雷器
絶縁 実施
回路 侵入
）
雷撃
安全
本線部分
（絶縁
効果 失
。
、各電力会社
、以下
（2）光
SPD
電流 接地 流
架空配電線路
、過電圧
方法
耐雷
。
、引下 導線
雷電流通過箇所 建物内部
抑制
、適正 変圧器 絶縁 設定 必要
電子回路
低減
雷
電圧
PAS（高圧交流気中開閉器） 低圧制御装置
用
静電容量
入 放電管（GDT）
高圧配電線用避雷器 機能
配電設備 雷害対策
確保
保護
接地（非接地でも良い）
防
。
（2）安全離隔距離
90kV程度
（1）電源側
（線間サージ対策済み）
（SPD：Surge Protective Device）
接続
）
電子機器
電源線
架空地線
、雷
、
SPD
。
入力
。
架空地線 敷設
。
用
抑制
安全 接地 流
義務
防護
保
、
、後述
小
雷
。避雷
込
■電子機器 SPD
。一般
。通信用
。
侵入
避雷装置 外付
内蔵
SPD（
低圧配電線
爆発
内部LPS 対策
実施
確実
、雷電流通過時 、建築物内部
、過電圧応答特
、保護
、低圧
雷電流 、接地極
減衰
絶縁化
雷保護 目的
2. 内部LPS
捕捉
際
、
。
接地 確保 義務
外部LPS
、侵
個別機器保護用耐雷機材
。
● 受雷部 ● 引下 導線 ● 接地
適用
信号
使用
架空地線
成 。
回路
常時
処理
使用
一定電圧 抑 込 。
性、電流耐量等 考慮
（3）避雷器 流
推進
（MOV）
入過電圧
SPD
自復性能
。
配電機器単位
直撃
。
、配電
、6kV用60kV絶縁
外部LPS（Lightning Protection System：
雷保護
酸化亜鉛形
続
続流 避雷器自 遮断
絶縁状態 復
耐量 持
多 、1号柱上 避雷器
、JIS
適
呼
。
一方自家用設備
建物 直接落雷
限流素
線支持碍子、避雷器内蔵変圧器
用
1. 外部LPS
、限流素子付
時 、雷
一気 低
（2）放電電流
使用
電圧 下
、一
。
場合、SPD
放
。
通過
発生
問題）
、接地 流
、電子回路
可能性
出
。
（EMC