雷様対策(雷害対策)
関東では雷様が来ると梅雨明けと云われてましたが最近は冬でも来ます。

★これは試行錯誤を繰り返しながら対策を進めます。当分の間工事中が続きます。

ja1cvf  0809


HAMをやってると雷様の標的になるアンテナがあるため
雷様対策を考えて見ました。判らないことがたくさんあります。
もちろん落雷のテストは出来ません。困ってしまいます!

関東に名高い「雷電神社」 

雷様よけはこちらの御威光にすがってお札を貼るのも一考!

お札は窓際の雷様から見えるところに貼ると効果があるらしい。
ちなみにこの神社、地震よけの御利益もあるらしい。

地震雷火事親父 怖いモノの代表です。
火事と親父は自分が注意すれば災い転じて福となすコトが出来ます。
地震は丈夫な家を建て被害を少なくする研究は進んでいますが今のところ避けることは出来ないようです。
そして雷様は何となくその災いから避けられそうでいて避けられない。
自分の心を見透かされているような神様みたいなところがあります。私は敬意を表して雷様と呼ぶコトにします。
地震と違って雷様は必ずお出ましの前に前兆があります。
危ないと思ったらコンセントを抜いたり、ブレーカを落とす、と云う消極的な手法ではありますがこれが一番。
学問の神様・菅原道真公。
謀略により太宰府へ左遷され怒りの治まらない道真公は没後、雷(いかずち)の神・雷様となって朝廷を苦しめたと云う話もあるようです。
そのため管公様の領地であった桑原の名・クワバラクワバラと唱えると、ここは菅公様の御領地と雷様が除けて行く。
その他お祈りしたりお札を貼ったり・これらの効果はご想像下さい。

神社のお札やお祈りも良いですがもう少しまともな対策は出来ないモノでしょうか?
神社のお札の次は「保険」です。
火災保険に含まれることもありますので確認しましょう。
保険料は高いモノではなく、下手な雷害対策より安上がりです。
これの良いところは契約次第でどんな酷い雷害にも対応します。
チョット待って下さい! 
神社のお札の次は保険・これではこの話が終わってしまいます!

やはりもっと積極的に雷様対策を考えましょう
稲妻に代表される落雷・直撃雷はそのエネルギがあまりにも強大なため
専門家が管理している電気設備でも完全に雷害を避けるコトは不可能と云われてます。
避雷針は直撃雷を避雷針に落雷させ、電気設備の被害を少なくしようとするモノです。
これは個人で出来る対策ではありません。

しかし誘導雷の一部はその現象がハッキリ解析され効果的な対策が出来るようになりました。
ここではこの「効果的対策」について検討して見ます。
誘導雷(至近の落雷で誘導されるエネルギによる雷害)の一番簡単で効果のある対策は
ブレーカを落として配電線から電化製品を切り離すことです。
この対策で、直撃雷(自分の家や設備に直接落雷すること)以外の
雷害を避けるコトが出来るでしょう。
電化製品をコンセントから抜く方法もありますが、
それではエアコンなど外せないモノには無防備です。
忘れがちなのは電話です。これも外しましょう。
この方法は雷様が訪問中真っ暗な中ですごさねばならず具合の良いモノではありません。
さらに、電気製品によってはメモリが消えて再度使う時「設定やり直し」
こんな厄介なことが起きることもあります。
さらに残念ですがこの対策で100%雷害を避けられるモノではありません。
どうも消極的ですね!
もっと積極的に対策できないのでしょうか。

雷様と雷害

雷様は虎のパンツをはいて五連(もっと多いかな)の太鼓を叩いてやってきます。
これが作り話であることは云うまでもありません。怖そうなイメージを作っているのですがこれらの絵はどこかユーモラスで本当に怖そうで無いのが不思議です。

雷様の素性はフランクリンが確認したように静電気の仕業です。
関東では夏の暑い日、太陽に熱せられた空気が上昇気流となって上り上空の寒気に冷やされて夕立となって落ちてきます。
*雷雨のの原因はこのほかにもあります。
この上昇気流による摩擦により静電気を蓄え、雲対雲、雲対地の間で稲妻となって放電します。
この放電は大きいモノで数MV、数100kAと云われますが時間は非常に短く数100μsと云われています。
地域によっては冬の寒い時期に発生する雷様もあります。
冬の上昇気流は雲頂が低く、雷電流が大きく被害が大きいと云われています。

避雷針は文字のイメージから雷除け(避け)と思われがちですがその働きは受雷・雷寄せで、放電を促し電荷を中和しようとするモノです。
すべての電荷が避雷針で放電されれば他の場所には落雷が無くなります。
しかし、雷様は先のとがったモノ、高いモノ、に落ちると云われますが、そのように作った避雷針に落ちないで、近くの低いところに落ちることも多くあります。
避雷針の45°の傘のうちなら安全とも云えません。(最近はこの考えも変わっています)
放電現象は全く気まぐれで避雷針やその他接地線に至る配線等から近くのモノに再放電することもあります。
背の高い樹木や鉄塔なども避雷針と同じ働きをすることもありますが、木の枝などは再放電しやすいのでこれらから3〜4m以上離れ小さくうずくまるのがよいとされています。
山などでは地表をはう放電も有ります。避雷針の接地線のため地表に電位差が生じ感電することもあります。
最近の避雷針にはこの再放電を防ぐ工夫がされたりしていますが完璧ではありません。

とは云っても、ただ恐れおののいているだけではどうにもなりません。
市街地に居住するほとんどの方が何も対策してないで直撃雷の被害を経験していません。
つまり直撃雷を受けるのは希なことです。しかし誘導雷の被害を受けた人は私の周りに沢山います。
そのようなわけで誘導雷対策だけでもすれば被害はかなり減らすことが出来るでしょう。

誘導雷はどうして起きる!

誘導雷は落雷により副次的に発生するモノを総称して誘導雷と呼ばれます。
しかしその発生のメカニズムは正しく理解されてない場合も多いようです。
一般的に誘導雷と云われる避雷針や樹木からの再放電は直撃雷の一部とも考えられここでは除外します。

誘導雷発生メカニズム
いろいろ云われますが過去においては電荷の蓄積が雲内放電や対地放電により発生する磁場に誘導されてサージ(衝撃電流)が発生すると云われました。
近年は落雷(再放電による落雷も含む)による電流が接地抵抗を介して異常電圧を発生させると云うのが主流のようです。
これには感電防止などの接地が大きく影響していると考えられます。

電気を安全に使うため発電所で作られた電気は適宜接地されています。これは地上にいる人間に対し電流が流れないようにする、感電防止のためです。
しかしながら土壌の持つ固有抵抗のため接地工事には必ず接地抵抗が存在することを念頭に置いて下さい。
一方家庭などでは配電線の片側接地のおかげで家電品等を接地せずに使っても大きな危険がないようになっています。万一絶縁不良を起こしても人体に対して100V以上の電位差は発生しません。
洗濯機などのように絶縁不良を起こしやすい機器には設置工事を薦められますがこの場合、ケース等は人体と同電位になると考えられます。

ここで市街地では一番落雷の危険が多い高圧送電線、配電線、などに落雷があったと仮定するととんでもないコトが起きます。
落雷すると雷電流は電柱の接地極を通して地中に流れます。この電流は10〜300kAと云われます。接地極は複数有りますので至近の接地極で仮に10kAだったとします。この種の接地抵抗は10Ω以下と規定されてますから100,000Vの電位差が発生します。この雷電流によるサージはコモンモードと考えられ線間のサージは対地サージより小さくなると考えられます。電源ラインの100Vに関しても同様と考えられます。
この状態でサージが家庭に届いた場合、対地間に大きなサージによる電位差を生じ家電品のケースなどの絶縁を破壊し損傷を与えます。
もしここで家電品が接地されて無く設置場所が乾燥して絶縁状態が良ければその筐体の電位も上昇し電位差がない状態になり損傷を免れる可能性があります。
これはサージが非常に短い時間(数100μs)であることが幸いし、とても運の良い状態といえます。
でも近くに人がいたらどうなるでしょう。人の電位はアースと同じであるとすればサージは人体に放電して流れるかも知れません。

もしここで家電品が接地されていたらどうなるでしょう。家電品は絶縁破壊を起こし壊れますが人体の危険度は下がるでしょう。

雷様は地球と雲の間に発生した静電気です。送電線や高い樹木、アンテナなどに落雷(放電)します。(この図は模式化のため電線の数など一部省略されています。電位も雲の中がすべて−に成ってるわけではありません)
今、仮に送電線に落雷したとします。
家庭などに送られる電力は感電防止のため片線がアース(接地)されています。普段はアース電流は流れませんので地中のアース・Eマークに対し電柱や家電機器などを含めすべて同電位です。もしこの図のように落雷があると電柱のアース線を通し大電流が流れ接地抵抗の両端に高電圧を発生します。この接地抵抗のルートはいろいろあり抵抗で分圧された電圧がアース回路を通し各機器などに現れます。アースに対し100V以上の電位差が発生しないはずのところに高電圧が発生し、この電圧により絶縁破壊を起こし損傷を受けます。プリント基板や集積度の高い機器(各種配線が接近している)程この損傷を受けやすくなります。
天井からぶら下がった旧式の電球はアースに繋がっていないため配線の絶縁が良ければアース電流は流れず障害を免れることがあります。
中途半端なアースはしない方がよいと云うのも一理ありますが絶対的にモノではありません。

前述のとおり誘導雷には静電結合や電磁誘導なども考えられますがアース電位のバラツキによるモノがほとんどと云われてます。
残念ながら私のレベルでは実験や確認は出来ず鵜呑みにしています。また各種配線の長さが長いとインダクタンスを持ちそれによる位相のずれが生じ異常電圧を発生する場合が有るとも云われています。

*接地抵抗・アース線を地面に打ち込んだ場合土壌の抵抗があるため理想のアースに対し抵抗を通して接続されたと考えられます。これを接地抵抗と云います。

アースの機能はどれも同じではありません。
電力の関係では漏電事故防止、感電防止が主たる目的でその動作状況により区分されています。これらのアースは電気設備が正常に動作している時は電流は流れません。万一電気設備に異常が発生した時、電気設備の筐体などに感電事故を起こすような電位を発生させないためのモノです。
避雷針のアースは落雷時速やかに雷電流を放電させ建築物などを保護するのが主たる目的で建築物の大きさなどで接地の方法が違ってきます。
弱電用のアースは感電防止ではなく信号の0電位を規定するモノで実際には接地されてない場合も多くあります。また送信用のアンテナなどアース電流が流れていることもあります。また複数の系統でアース電流を流したりすると障害の元になることがあります。

どうしたらよいか誘導雷による被害防止

誘導雷による雷害はアース抵抗が悪さしていることが判ってきました。
自分の家にある電気設備、電話などが別々のルートでアースに繋がっていることが
大問題なのです。
電源ラインやアースラインからサージが進入したら
SWで短絡させたらその被害を防げるのではないでしょうか?
つまり正常な電圧(家庭では100V)を超える電圧を感じたら その配線を短絡してしまうのです。
サージは一瞬ですから無くなったらSWはすぐ解放します。

そんな器用なこと出来るの?

そのようなSWは既に実用化されているのです。

身近なところから

最近秋葉原やコンピュータショップに行くと“雷害防止機能付きテーブルタップ”というのが売られています。

これはホントに効果有るのでしょうか?
結構高いモノ、店頭の段ボールに放り込まれてるモノなど千差万別です。
売られ方がいい加減なためか何となく信頼性が有りません。
「あんなの気休め」という人もいます。

中を開けてみると意外に簡単そうなモノしか入っていません。
あんな恐ろしい音と光を出すモノをこんなので防げるはずはありません・と思うのが普通でしょうか?

回路図に直すとこの様になっています。
弱電の電子回路などを手がけたことがある人はすぐ理解できると思います。
注意していただきたいのは電線の色です。
Nシロは普通ニュートラルと呼ばれ電柱のところでアースされている線です。
AC100クロは対地電圧100Vのラインで触ると感電します。コンセントの小さい方の穴に接続されています。
ミドリはアースです。
このテーブルタップはアース付きですがアースのないACプラグはコンセントに裏返しでも刺さりますから色分けは意味を持ちません。
コンセントの配線は電気工事士でないと配線してはいけないのですがクロ線をニュートラル側に接続されているのを見かけます。
その他アカ線は要注意ですたまにはアースであったり、SWの回路だったりします。
弱電経験者はよく色違いで配線しますのでお気を付け下さい。

アース工事、電線の接続等は電気工事士でなければ出来ないのですがコードの接続等除外されている作業もあります。

ここで気になったのはアースのラインは何も対策されていません。どうしてこうなってるか考えてみました。つづく・・・

誘導雷の本質は?
本当に雷電流による電磁誘導なの?
下手なアースは使わない方がよい?
冬の雷様は夏より怖い?


雷害の発生原因やその対策について本来実験等で確認が必要と思いますがこれらについて私の環境では実験等出来ないのが現状です。いろいろな資料を比較検討し納得できる結論を元に対策を考えたモノです。これらの対策で100%の安全を確保できるとは云えませんが我が家の安全性は高くなったと思います。(現在工事中)

引用 参考資料(順不同)
玉置晴朗(JA1QPY) 誘導雷の現象と被害対策(CQHamradio1995-10)
松田純一 山本拓也  誘導雷サージの発生メカニズムと対策(松下電工技報Vol.55No.4)
セラミックバリスタTNR  NIPPON CHEMI-CON (製品ガイド CAT.No.1006A)
asahi.comニュース  おへそよりも家電が危ない この夏「誘導雷」被害相次ぐ (2008/09/16)
audio-technica  サージバスター:雷被害についての基本知識(ホームページ2008/09/16)
木賀忠雄(JA1AR)  落雷と安全対策について(モービルHAM1983-7)
横山茂  増大する雷害リスク−対策と課題− (2004予防時報216)
岸本保夫  (情報通信ビルにおける雷害対策技術  (NTT技術ジャーナル2003.3)

この先工事中   つづく・・・

 

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