雷保護システム雷保護システム
Lightning protection system

雷保護システム

避雷針だけでは、雷対策とは言えません!

避雷針(高い建物や、寺社、ガスプラントなどの上部に取り付ける受雷部)を設置しておけば、雷が落ちても安心と思われている方も多いですが、実は避雷針設置のみでは雷対策が十分に行われていることにはなりません。

建物全体で、受雷部(突針・避雷針)、水平導体、メッシュ導体、避雷器など各要素を組合せることにより、建物の外部と内部両方を保護することで初めて十分な雷対策と言えます。
これを「雷保護システム」と呼びます。

雷保護システムについて

避雷針工事.netでは、雷保護システムをトータルでご提案させていただけます。

避雷針だけではなく、アレスター等避雷設備、各種設置工事、点検など落雷対策に関する様々なサービスをご用意しています。
避雷設備に関するご相談は、お気軽にお問い合わせください。
経験豊富なスタッフがご対応さえていただきます。

外部雷保護

避雷針は先端を尖らせた棒状の導体であり、保護するべき建築物の先端部分に設置します。避雷針本体から銅線などで地面まで引き下げ、保安器を設置し、地中に埋設した銅板などに接続します。

これにより、雷が直撃した時に地中に大電流を逃がすことで建物を守ります。

アレスター(避雷器)

図:保護対象機器(電気機器)とアレスター(避雷器)の接続図

アレスター(避雷器)は、雷やスイッチの開閉によって発生した瞬間的な過渡的過電圧(サージ)を制限して、機器や設備を保護する装置です。

避雷針は、直撃雷から設置した建造物の破損や火災、爆発等の発生を防止し、内部の人や動物に危害を及ぼさないようにするには有効ですが、直撃雷に付随して発生する誘導雷サージに対しては効果がありません。
誘導雷サージが引き起こす建物内または周辺の電気設備、特に電子機器の誤動作・故障への対策にアレスター(避雷器)は非常に有効です。

建物自体の構成部材を利用

雷対策で設置したものではないのですが、建物自体に備わっている雷保護機能を果たす構成部材を、雷保護システムにうまく組み込んで利用できる場合もあります。

雷保護システムに活用できる構成部材の条件

  • 各部分の接続は電気的に確実である部材。
  • 金属板が雷電流によって穴があいてはならないもの、または、高温にさらされてはならないものは下表のtの値以上の部材。
  • 金属板が穴があいても差し支えない構造のもの、または、金属版の下部に着火する可燃物がない場合は下表のt'の値以上の部材。
  • 絶縁材料で被覆されていない部材。
  • 厚板構造の金属製部分(トラスなど)。
  • とい、レールなど金属製部分で断面積が値以上の部材。
  • 厚さが2.5m以上の材料で作られた金属製及び槽で穴が開いても危険でない部材。
保護レベル
I~IV
材料厚さt(mm)厚さt'(mm)
  4 0.5
  5 0.5
  アルミニウム 7 1

保護レベルについて

保護レベルとは、雷保護システムが、雷の影響から被保護物を保護する確率を表しています。
建物の状態に合わせた保護レベルを設定することが重要となります。

保護レベルの選定と主な施設

保護レベル、保護効率等

保護レベル保護効率(%)最大雷撃電流(KA)最小雷撃電流(KA)雷撃距離(m)
I 98 200 2.9 20
II 95 150 5.4 30
III 90 100 10.1 45
IV 80 100 15.7 60

例えばレベルIでは200KAから2.9KAまでの電撃電流に対応可能なもので200KA以上及び2.9KA以下の雷電流がそれぞれ1%の発生確率であるため捕捉可能な範囲である200KAから2.9KAまでの雷電流の発生確率は98%となる。これを(雷保護システム「LPS」)の保護効率としています。

保護レベルI~II

  • 美術館、文化遺跡
  • 通信基地、発電所、火災の危険のある商業施設
  • 製油所、給油所、花火工場、軍需工場
  • 化学プラント、原子力プラント、生物化学研究所及びプラント

保護レベルI~III

  • 劇場、学校、百貨店、スポーツ競技施設
  • 銀行、保険会社、商社等(コンピュータの故障及びデータの喪失するから)
  • 病院、老人ホーム、刑務所

保護レベルIII~IV

  • 住宅、農場
  • 運動場、テント、キャンプ場、臨時施設
  • 建設中の建築物、高層建築物(60m超)

落雷から保護できる範囲

実際の保護範囲は、雷撃の侵入してくる方向と、雷電流の大きさにより異なるため一概には言えません。日本工業規格では、保護レベルに応じて回転球体法、保護角法およびメッシュ法で避雷針の配置を定めています。

保護法レベル回転球体法(m)保護角法 h(m)メッシュ法幅(m)
  20
α(°)
30
α(°)
45
α(°)
60
α(°)
60超過
α(°)
 
I 20 25 ※※ ※※ ※※ ※※ 5
II 30 35 25 ※※ ※※ ※※ 10
III 45 45 35 25 ※※ ※※ 15
IV 60 55 45 35 25 ※※ 20

※ ※回転球体法及びメッシュ法だけを適用する

図:Rは、回転球体法の球体半径 hは、地表面の上端までの高さとする

回転球体法による避雷針の保護範囲

図:回転球体法による避雷針の保護範囲

回転球体法

雷撃距離を半径とした球体を2つ以上の受雷部(大地含む)に同時に接するように回転させたときに、球体表面の包絡面から被保護物側を保護範囲とする方法。

保護角法による避雷針の保護範囲

図:保護角法による避雷針の保護範囲

保護角法

避雷針上端から、その上端の鉛直線に対して保護角で定める稜線の内側を保護範囲とする方法。

落雷対策工事

避雷針検査

避雷針検査レポート

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