株式会社落雷抑制システムズ

Q&A

1.電気は要らないのですか? 

答: 電源は必要としません。 地面との導通だけが必要です。。 

2.では、どこから電荷がくるのですか?

答: 地面で発生する電荷を利用します。雷雲の底部のマイナス電荷に誘起され、雷雲直下の地面にはプラス電荷が貯まります。それをアース線でPDCEまで導きます。 

3.アースは必要ですか?

答: 接地抵抗はなるべく低い事が望ましいのですが、電気の保安用接地と異なり、10オーム以下でなければならないと言う事はありません。

4.消耗材は必要ですか?

答: 必要ありません。 他社製品には地面からの電荷を集めるために塩類を使用するタイプの「落雷防止装置」もありますが、塩類を毎年、地中に補給することは環境負荷が大きいのではないでしょうか? また費用も大変です。 PDCEでは、塩類などの補給は必要としません。

5.本当に効くのですか?

答: 有効性についてはヨーロッパの第三者認証機関「ビューロベリタス」がPDCEの効果を認めています。 有効性については、販売側の売り文句ではなく、10年にわたる設置先での効果を検証して第三者機関が認めた実証結果です。

6.第三者認証機関って何ですか?

答: 最終の利用者に代わって、製品の安全性、有効性、性能などを検証する機関です。専門家が、利用者では自分でできない試験を利用者に代わって公正な立場で試験する機関です。

7.それは本当に信用できるのですか?

答: 第三者認証機関にとって、常に公正・中立な立場で市場の製品を試験することは、業務の生命線ともいえる事です。お客様の信頼を無くしてこの仕事は成り立ちません。ビューロベリタスは、世界140ヶ国、約4万人のスタッフを有する世界でも最大規模の第三者認証機関です。

8.PDCEには落雷しないのですか?

答: PDECも避雷針ですから、条件によっては落雷を受けることもあります。例えば、冬季雷などで、雷雲の高さが低い場合、標高の高い場所で空中に高く設置されたPDCEには雷雲でスッポリと覆われてしまう事もあります。 この場合には、確実にPDCEに放電します。 また、その他の場合でも電界が非常に強ければ、PDCEとの間での放電、すなわち落雷は発生し得ます。

9.PDCEに落雷したら、効果は無いのではないですか?

答: その場合、落雷を抑制するという効果は発揮できませんでしたが、避雷針として雷を誘導する通常の避雷針としての最低限の機能は果たしているということです。

10.PDCEに落雷したら、破壊されますか?

答: その時の雷のエネルギーの大きさによりますが、破壊されることはあります。PDCEの頂点付近に落雷すれば、PDCEの内部で放電し、そのまま地面へと電流が流れる構造ですが、自然は気まぐれで、必ずしも真上から頂点付近には落雷せず、側面に落雷することもあります。 このようなPDCEへの直撃雷が予想される場合(地域)には、より耐久性能を高めた PDCE-Magnum があります。部品点数を大幅に少なくし、かつ、高圧送電線で用いられる高圧碍子の技術を取り入れて耐久力を大幅に高めています。

11. PDCEに落雷しない場合、隣の家に落雷するのではないのですか?

答: 落雷が一発ずつ順に落ちてくるのであれば、PDCEで避けたものが次には他に落雷する。。。という心配はごもっともです。ところが、先行放電は同時多発で雷雲の複数の箇所から次々に並列的に発生し、それらが枝分かれしながら地面に接近してきます。接近してきながらほとんどは地面に届く前に消えてしまいます。この中で、地面付近まで到達し、地面からのお迎え放電を受けたものが落雷となります。落雷は、地面からお迎え放電が出やすい所に発生するでしょうが、それが隣の家かどうかは分かりません。落雷の発生は確率的なものです。

PDCEは、地面付近まで届く先行放電のうち、自分の頭上に来るものを拒否しているだけで、その時点では既に離れた所でいくつもの落雷が成立しているかもしれませんが、それはPDCEの頭上で先行放電が消えたことと関係ないことです。

もう少しマクロ的に、PDCEで落雷させなければ雷雲全体の電荷量が温存されるので他に落雷する可能性があると言うことであれば、雷雲全体の電荷量は雲間放電、雲中放電、空中放電、落雷などで常に変化し続けています。一般的に雷雲の発生から消滅までの時間は20-40分程度で、その間、移動しながらエネルギーが費やされます。

以上の理由により、PDCEで落雷を避けたことでPDCEの保護範囲のすぐ外に落雷があるかといえば、それは実証できません。ただ、今までの例ではPDCEを設置した事で、近隣とトラブルになったことは一度もありません。

12.何メートル先まで保護されるのですか?

答: 実験室での結果と設置実績と落雷情報のマッチングで言えることは、PDCEの高さの5倍程度の水平距離で100m範囲内であれば相当高い確率で保護されます。詳細は、「PDCEの有効範囲」も参照してください。

13.避雷針の基準の保護角との関係はどうなるのですか?

答: 国内では保護角、あるいは回転球体法による保護範囲を優先させてください。保護範囲については建築基準法が最優先です。PDCEによる保護範囲は法的には意味を持ちません。単なるプラスアルファとしての期待値として扱ってください。

14.PDCE-Senior とPDCE-Magnum は、何が違うのですか?

答: 落雷の抑止効果については同じです。 日本海側の冬季雷が発生する場所では、雷雲の高度が低く、PDCE自体に落雷することもあり得ます。 その場合を想定して、耐久力を高めたものです。 太平洋側の夏雷であれば Senior で十分ですが、冬季雷対策には Magnum をお勧めします。 Magnum は、ステンレス製の金属半球を高圧送電線に用いられる高圧碍子の技術で一体化し、非常に頑強な構造になっています。 部品点数も Senior より大幅に少なくし破損部分を減少させています。

15.今まで使用されてきた避雷針の何が悪いのですか?

答: 悪いと言っているのではなく、時代背景が異なってきたという事実です。現在、多く使用されている避雷針は、約260年前にベンジャミン・フランクリンにより発明されたもので、それはエジソンの生まれる約100年前、電気が実用になる約130年も前でした。当時は、オイルランプの時代ですから、落雷がやたらな場所に落ちるよりは、避雷針に誘導した方が安全でした。それから、260年を経て、現在は電力も情報もネットワーク時代となり、オフィスビルには100kmを越える長さのケーブルが張られているところも珍しくありません。落雷を誘導すると、それらのケーブルに電圧が発生し、接続された電子機器が破壊されることが多くなり、今までのように落雷を避雷針に誘導する方法の副作用が問題になってきているという事です。 

また、雷様は気まぐれで、必ずしも避雷針に落ちず、その近辺に落ちる事も多いのも事実です。2012年8月、大阪で都市部の公園に落雷がありました。周辺部には高い建物があり、公園の中には高い木もありましたが、それほど高くない木に落雷しています。避雷針があってもそこに100%誘導できないのです。 安全に誘導して地面に雷電流を逃がすと言う本来の目的が発揮できないのなら、積極的に誘導するのではなく、保護すべき領域に落ちないような事を狙うべきではないでしょうか? もし、領域の保護ができずに、PDCE避雷針に落雷したとしても、確実なアース工事をしていますので雷電流は安全に地面に流す事が出来ます。

16.副作用というのは、具体的にはどういうものですか?

答: 避雷針に落雷を誘導できたが、そこを流れる大電流(平均的には、3万アンペア程度)により次の様な事故が発生しています。

照明塔に付けた避雷針に落雷し、照明の制御モジュールが破損
【静岡県 某グランド】

三重塔に付けた避雷針に落雷し、内部に付けてあった火災報知機から出火
【岐阜県 某重要文化財】

電波塔の避雷針に落雷し、地電位が上昇して付近の民家の家電製品が壊れた
【石川県】

船舶に落雷し、レーダ、ジャイロコンパスなどが損傷
【某海運会社】

電気製品を使用していなければ、大電流が流れても何の問題もありません。しかし、現代の生活は電気製品抜きでは成り立たないくらい沢山の機器があります。これらの事故を防ぐには、大電流が流れることを防がなくてはなりません。

17.雷電流が流れるのを防ぐことは、落雷が発生した後ではできないのですか?

答: 直撃雷で発生した大電流そのものでなく、落雷に誘導されて発生した電流であれば、SPD(サージ・プロテクション・デバイス)や絶縁トランスなどを用いて電子機器への影響を無くす手段は多く用いられていて、多くの電子機器に装着されています。それらは、通常の電流よりも大きな一過性の電流に対して作用し、回路を一時的に遮断したり、アースに流すなどして電子機器を守ります。 ところが、これも100%は難しいのが現状です。相手の大きさが「想定範囲内」であれば機能しますが、どこまでを「想定範囲」とするかで費用が大きく異なります。費用と相談して設定した想定範囲内であれば有効ですが、自然界の災いの大きさは時として想定範囲を越え、その場合には無力です。

18.PDCEは、壊れませんか?

答: 通常の避雷針、先の尖った棒ですが、これも落雷を受ける度に先端の尖った部分から消失します。何回も落雷を受けているうちにただの棒になってしまいます。避雷針は、取り付ければそれで終わりというものではなく、毎年1回の点検も必要です。どのような避雷針であれ、自然界を相手に永久に壊れないものなどありません。

PDCEは、壊れないのか? という質問も良く受けます。残念ながら壊れることはありえます。これは、当然の物理現象なのですが、例えば冬季雷は雲の高さが低いので標高の高い山間部ではPDCE避雷針自体が雲の底部に入ってしまう事もあります。すると当然、PDCEを介して放電があります。自然現象は必ずしも想定するような発生の仕方ばかりではなく、製品の一番の弱点を突かれます。PDCEの絶縁部分が破壊されることはあり得ます。PDCEを開発した欧州の国では発生し得ないような特異な落雷が日本にあるからです。この輸入物のPDCEは、過去、数回、壊れたことはありました。ただ、壊れても360度の全周囲が壊れることは無く、その一部ですから上下の電極が分離するような壊れ方までには至りません。また、現象面ではPDCEの破壊という形で表れるからといってPDCEだけに原因があるとも限りません。十分なアースが取れていたのかなど、原因については詳しい調査が必要です。しかし、このような破損に至る確率は非常に低いものなので、もし、直撃雷で破損した場合には、PDCEを無償で交換致します。

しかし、高所で使用するものですから、一部の破損といえども具合が悪いのは事実ですから、日本の特異な雷に対しても十分な強度を持つように改良したものを作りました。PDCEの側面での放電が発生しないような構造にして、上下の電極の接合方法も改良しました。強度試験では、上下の電極を10トンの力で引張試験しても分離しないことを確認しています。

19. 雷雨の雨風で影響はないのでしょうか??

答: 落雷を防ぐと言う製品は、弊社の製品の他にもう一つあります。その製品は、地中から電荷を大量に拾い集めて空中に放出し、非保護物と雷雲の間にプラスイオンの雲を作り、非保護物を保護すると言う原理です。この製品については、プラスイオンが雨風の中で被保護物の上空に留まるか否かの議論があります。弊社製品は、地面から集めたプラス電荷をPDCEに帯電させるだけで、非保護物の様な大きな物体をカバーし包み込むようなイオンは放出していませんので、雨風による影響はありません。

20. 雪が積もっても影響はないのでしょうか??

答: 雪が積もって上部電極と下部電極を覆ってしまえば、上下電極間は電気的に導通し、絶縁体で分離している効果が無くなり球体のような構造になります。PDCE本来の効果は減少しますが、それでも通常の避雷針として機能し、その形状から落雷し難い事を確認しています。場所にもよりますが、冬季雷の多い季節は11月から1月中は、サラサラした雪が多く、PDCEを包み込むような湿った雪が多くなる2月3月には冬季雷も減少する傾向にあります。

21. 保守費用はどれくらいかかりますか?

答: 消耗品は必要ありません。 年に一度は目視による検査と数年に一度は接地抵抗の測定をしてください。

22. 冬の雷雲の特長は?

答: 防衛大学 道本光一郎博士の観測結果によりますと、上空の気温がマイナス10度になる高度と地上気温の関係が重要であることが観測の結果明らかになっています。

1)雷雲の天頂部がマイナス20度でマイナス10度高度が1800m以上の時には、つねに強い雷が観測されている
2)雷雲の天頂部がマイナス20度でマイナス10度高度が1800m以下の時には、一発雷か非発雷になる
3)雷雲の天頂部がマイナス20度より高温の時にはマイナス10度高度に関係なく発雷しない
4)マイナス10度高度が1800m以上で、地上気温が3度以上の時には、常に強い落雷がある

マイナス10度の高度が冬の落雷に影響しているが、冬季にはほとんど3000m以下で厳冬期には1000m以下になる。
夏の積乱雲に比べると冬の雷雲が低い高度であることが観測されています。

23.丸い避雷針をTVで見ましたが、あれがPDCEでしょうか?

答: PDCEよりももっとまるい避雷針があります。ESE避雷針と呼ばれます。これは、Early Streamer Emission  の略でして、その原理は、表面積の大きな球体を上空に持ち上げておき、表面積が大きいので電荷をそこに貯めておけば、地面から電荷を揚げるより Streamer  が早く(Early)に放出する( Emission) というものです。 これにより、落雷の補足率を向上することを狙った通常型の「落とす」避雷針です。 遠目からの形は球体で似ていますが、原理は全く異なります。 PDCEをESE流にいえば、NSE( Non-Streamer Emission ) 、ストリーマを放出しないことで落雷を防いでいるということです。

24. アンテナの近所に取付けて電波障害などの影響は無いですか?

答: PDCEと対極の形状をしている物にレーダー反射器があります。小型船舶のマストに取付けて、受けたレーダーの電波を元来た方向に戻すために、平面の反射板で構成されています。PDCE避雷針は、滑らかな半球状の電極が二つから構成されていまして、電磁波の影響については欧州のCEマーキングを取得するべく試験を受け、EMC指令 2004/108/EC に適合しています。

25. PDCE避雷針の材質はJIS規格に適合しますか?

答: もちろんです。 JIS規格の表2、表5には、鉄、銅、アルミニウムの3種類が記されているために、これ以外の材質は許されないのかと言いますとそうではありません。表4には、「溶解亜鉛メッキ鋼」「ステンレス鋼」等が示されている他、これらの材料と同等の機械的、電気的、化学的(腐食)特性を持つ材料(たとえばチタンなど)も使用する事ができます。 PDCE避雷針は、既定の厚さを十分に満たすそれらの材料でできています。JIS規格の解説は、(社団法人)電気設備学会発行の「建築物等の雷保護 Q&A JIS A 4201:2003対応」 オーム社 に詳しく解説されています。

26. PDCE避雷針のメリットとデメリットは何でしょう?

答: デメリットですが、

1】 重い 8Kg から10kg あります。
2】 側面の面積もただの棒よりは大きいので、風圧を多く受ける  
3】 以上の1】と2】から支持管が太くなり、重くなる
4】 価格も高価である

というデメリットをカバーするのが
次の様ようなメリットです。

1】 落雷を受けないので大電流が流れず、建築物の附帯設備に対する副作用がない
2】 もし、抑制できない場合でも、雷電流を安全に地中に流すという点では、従来避雷針と同じ
3】 世の中の認識は変化していて、自社設備を護れれば良いだけでなく、近隣に対する副作用も防止しなければならないし、屋外イベント、遊園地、ゴルフ場、学校、公園などの屋外施設の管理者/運営者は、施設利用者の保護・安全を計る事も必要な時代になりつつあります。

27. PDCE避雷針を設置した後、その効果を確認できますか?

答: 自分の施設で落雷によるトラブルが無い事が証となりますが、客観的に示すには、PDCEの引下げ接地線に設置される避雷接地端子箱に落雷数を計測する落雷カウンタを設置すれば容易に効果確認が可能です。
避雷接地端子箱に落雷カウンタを搭載した製品(商品名:LiC 地質環境テック㈱製造)を推奨します。

28. PDCEの法定耐用年数を機種ごとに教えて下さい。

答: 法定耐用年数とは、減価償却に用いる年数の話であり、製品自体の物理的寿命ではありません。 ですから、PDCEという固有の製品について「法定耐用年数」など決まっていません。 避雷針は、建物の付帯設備 その他に相当し、法定耐用年数は15年です。 会社である物品を購入した費用を「法定耐用年数」で割り算した額を毎年、経費としますが(定額法)、実際には、償却は短期間で償却したいので、一般には「定額」よりは「定率」を用います。法定耐用年数とは、税務上の話であり、PDCE、その他、通常避雷針であっても「物理的寿命」とは全く違う事をご理解下さい。PDCEの設計寿命は、Magnum で30年、その他のモデルは10年です。 では、Magnum を付けた場合、30年も本当に使用できるか?  といえば、取付場所によっては支持管の方が先に腐食して30年もそのまま使えるとは思えません。

29. 建築基準法で使用しても良いことを証明する書類を求められていますが、何かありますか?

答: 建築基準法で参照するJIS規格の中では材質とその厚さが規定されていますが、世の中で使用されている外部雷対策の部品を検定/認定するような制度は社会制度として存在しません。 その理由は、例えば、棟上導体など建築材料として使用されているパラペット、旗竿、手すり、など検定のしようがありません。 世の中で何万本も使用されている従来の避雷針でさえ、私企業での認定はあっても、公的な認可など制度としてないのです。

世の中にないものを要求すること自体、役所の窓口としてはよほどの不勉強で、これはあり得ません。 あるとすれば、建築基準法で求められていない余計な事を説明したためと思われます。

建築基準法で求められている機能は、「落雷した場合に安全に雷電流を地面に拡散する」機能です。 これは十分にありまして、その他 、「落雷を抑制する」機能については、求められていないのですから,求められていないことを説明する必要もありませんし、求められていないことを証明する必要もありません。

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