創造とタイムリーな行動--一般社団法人日本雷保護システム工業会
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雷について 雷についての“お話し” 内部雷保護システム及び機器の雷サージ保護システム
雷電流(雷サージ)の侵入・流出経路 雷被害対策の概要
雷による被害実態:避雷設備工事費 外部雷保護システム 雷被害対策例
1.1 雷雲の発生と落雷 1.2 雷のエネルギー 1.3 雷鳴 1.4 落雷位置の予測? 1.5 雷をコントロール? 1.6 雷と高度情報化社会
1、雷について
1.1 雷雲の発生と落雷

 一般に雷が電気現象であり、落雷が起こる時は電気(電荷)を帯びた雷雲が存在することは良く知られています。それでは雷雲はどのようにして発生するのでしょうか。ここでは雷雲の発生についての代表的な説を紹介します。
太陽の熱で大地が暖められると、地表に近い大気中の水蒸気は上昇気流となって上昇し、上空に達すると冷却されて水粒氷粒になって雲になります。
通常の雲はこのようにして形成されますが雷雲の場合は、大規模で強力な上昇気流が継続して発生することが必要条件となります。

 雷雲の中には強い上昇気流があり、この中で大きい氷の粒(あられ)と小さな氷の粒(氷晶)がぶつかり合います。
あられはマイナス(−)の電気(電荷)を帯び、重力の作用で下方に移動します。小さい氷の粒はプラス(+)の電気(電荷)を帯び、上昇気流に吹き上げられて上方へ運ばれます。その結果、雷雲の中では上方にプラス(+)の電気が集まり、下方にマイナス(−)の電気が集まります。また、下の方には、別の方法でできる『ポケット電荷』と呼ばれるプラス(+)の電気も部分的に蓄積されます。雲の中や雲どうしのプラス(+)とマイナス(−)の電気の放電を雲放電とよびます。
雷雲中の電気と大地の間の放電を落雷と言い、建築物や設備機器及び人体の被害等は、この落雷により起こります。

 今日でも、雷がどこに落ちるかを正確に予測することはできません。また雷の発生を防止することもできないので、雷の被害から建物や電気機器・情報通信機器・家電機器などを保護するには、落雷があることを前提にして、それらの被保護対象物に適切な雷被害対策を構築することが必要になります。

雷雲の発生と電荷の分布図
1.2 雷のエネルギー
 雷の電圧は通常1億V(ボルト)位といわれています。家庭で使う電圧は100Vですから、その100万倍です。
雷のエネルギーを見積もるには、さまざまな方法がありますが、10kWhから500kWhとされています。最大で一般家庭の電力使用量の50日分くらいの大きさです。(一般家庭の月平均電力使用量は、287kWh−東京電力調べ)
このエネルギーは落雷するときに、その大部分が電波、光、音のエネルギーとして、大空いっぱいにまき散らされます。
表1-1 数字で見る雷の大きさ
  (1) 稲 光の時間   1/1000秒〜1秒
  (2) 稲 妻の長さ   200m〜1万m
  (3) 電 圧   200万V〜2億V
  (4) 電 流   1000A〜20万A
1.3 雷 鳴 このページのトップへ
 雷放電(雲放電と落雷)では瞬間的に空気を切り裂くので、ごく近くでは、「バシッ」と鋭い音がします。
雷の放電する道である“稲妻”(放電路)は、曲がりくねっているし、放電路の各点と聞く人との距離が、時々刻々変化するために「ゴロゴロ」と響き渡って聞こえます。
雷鳴のしくみ説明図
1.4 落雷位置の予測?
 どこに落雷するかを正確に予測することはできません。
稲光”が見えてから“雷鳴”が聞こえるまでに時間がかかることがありますが、このときの落雷点までの距離は、3秒間でおよそ1kmとして計算します。
かなり離れていると判断しても、雷雲の移動速度は時速10kmから40km程度にも達します。
また、10km程度の距離を放電することもあります。すぐに接近するものと考え早めに避難することが大切です。
1.5 雷をコントロール?
 古代から雷は神の仕業と信じられ、世界各地に雷に関する神話がいろいろ生まれました。
フランクリンが凧を揚げて実験を行い、雷が電気放電であることを証明してから約250年がたちました。これにヒントを得て、ワイヤー線をつけた小型のロケットを地上から雷雲に向けて打ち上げ、雷を地上に導く通称「ロケット誘雷」が1970年代にフランスで始まり、現在までに世界各国で実験が行われ誘雷に成功しています。
ロケットのワイヤー線に代わり、レーザー光線で雷を地上に導く通称「レーザー誘雷」やジェット水で雷を地上に導く通称「水誘雷」の研究も行われていますが、こちらの方はまだ成功していません。
確実に雷を地上に導くためには、雷雲を正確に見つけて、ロケットなどを発射させるタイミングが重要になります。
これらの技術がさらに進めば、将来、コントロールできる時代がやってくるかも知れません。
1.6 雷と高度情報化社会
 情報化社会で使用されている家電製品やコンピュータなどには、雷サージに弱い集積回路(IC)などの電子回路が組み込まれています。
最近の電子回路は低電圧化しているし、また電源線や通信線など複数の配線で結ばれたネットワークの状態にあるので雷による家電製品やコンピュータの被害が増えています。これは、雷の電流が通信線や電源線、アンテナ、地面などさまざまな経路から入りこみ、ネットワークを通して機器を巡り、電子回路を壊していくためです。
また、雷による電磁波は通信線や電子回路にノイズ(雑音)を発生させる原因となり故障等の被害が発生しています。
電子機器を雷から守るため、産業用や家庭用にいろいろな避雷器(SPD)、避雷素子が開発されています。とくにホームセキュリティーシステムなど、ネットワークによる制御・管理が進んでいる分野では、雷の被害が見過ごせない問題になっており、雷被害対策に積極的に取り組む企業が増えています。
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