技術士会の勉強会で「雷保護の古今東西と未来」というテーマで雷について勉強してきて、オフグリットシステムの雷対策の方向性が定まりました。

昨年、近所のパパ友であり、イベントやラーメン出店の際は農場スタッフとしてもお世話になっている新山さんに頼まれて、中国支部技術士会青年部の集まりでお話をさせてもらう機会を頂きました。

その流れで、今年の1/14に技術士の方々が農場の方に見学に来てもらうイベントも行われました。

ちなみに技術士という国家資格とは、えらい難解な試験をパスしたのち、実践的な口頭試験的面接が行われたのち、取得することのできるとても狭き門なのだそうです。 もーそのハードルの高さたるや、聞くたびに恐れ慄くほど。

しかも、技術士の資格も19の部門に分かれていているそうです。やー、知れば知るほど深い世界です。

その道のエキスパートである技術士さんたちは、定期的に集まって繋がりを持ちながら勉強会などを開いているそうなのです。

僕もそんな中の勉強会の一コマで呼んで頂いたわけですが、まぁ、何も知らなかったから話せたってもんですね(笑)

この度、技術士会の勉強会で雷の専門家の方の話を聞くけど、興味はないかとお誘いいただき、二つ返事で参加させていただいできました。

勉強会の資料や写真などをネット上にあげる許可は頂いてないので、メモをブログに転載しようと思います。

〜以下、メモ〜

雷の電圧  およそ、、1億V まともに計測する事は不可能

電撃電流  20〜30kA   計測値あり。

分かりやすく伝える時、イメージ的には一般家庭の1月分くらいのエネルギー

避雷の話し

昔から建物が雷被害で火災など被害がおきていた。

お寺や城など。

建物を落雷被害から守るために避雷針が発明された。1752年、フランクリン。

日本では諸説あるが1870年明治初期に避雷針が設置されていたとされてるが、1859年に船などに取り付けてあるような絵もる。

避雷針とは、雷を避ける為のものではない。

ただし、避雷針を付けたからといって雷が落ちてくるわけでもない。

雷はどこに落ちるかわからない。

万一、雷が落ちた時に安全に大地に流すためのもの。

建築基準法で、高さ20mを超える建築物には避雷針設備を設けなければならないとある。

避雷針の設置を考えるにあたって、回転球体法という考え方がある

落雷範囲を20〜60mごとの円で想定して、避雷針を設置する場所を選定する方法。

60m以下の建物は

20m球で考えると98%の保護レベル。

60m球で考えると80%の保護レベル。

60m以上の建物は上の方だけ考えよう。

ロゴスキーコイル 電流計計測装置

避雷針の根本辺りにコイルを巻く。その中を電流が走ると、磁界がうまれる。

磁界を計測する。

電流値は数千A〜数万A

電流継続時間は数十マイクロ秒(ms)

スカイツリーの例では、てっぺん634mに落ちてもらえるように避雷針はあるが、497m地点や230m、200m地点にも落ちた。 不思議。

60m以上の建物の避雷針は上部だけで考えようって話は、、、。

なので、足に一本ロゴスキーコイルを巻いてあり、計測している。

避雷針に直撃する。

ビルの鉄筋に繋げて大地に流す。

鉄筋に電気が流れると。

鉄筋の周りに電磁界? PCなどの誤作動。

全部の縦の柱に強い磁界がうまれる。

どこに雷が落ちたらどこの接地電位が上がるか。内部の電磁界も計算可能。

マクスウェル方程式。

電子機器の小型化→雷に対する脆弱化

家庭の避雷

電力中央研究所のホームページで一般家庭への雷被害の研究結果がある。

※1番興味ある話だったから、メモ取る余裕ナシ。

接地(アース)はそれぞれ分けて接地を取る方法と、何カ所かあるアースの頭を全て繋ぐ連接接地や一本のアースに全てを繋ぐ共有接地などの取り方があるが、後者2つの方が効果が高かったが、SPD(避雷器)にかかる負担も大きくなる。

浅草の雷門には、風神雷神がいるけど雷門

正式名称は風雷神門。提灯の裏に書いてある。

四万六千日。この日にお参りすると、46000倍の効果がある。さすが電撃並。雷除けのお札が買える。 避雷針も大事だけど、神頼みも効く!?(笑)

買わねば。

雷に撃たれても、すぐに救急救命、心臓マッサージと人工呼吸で生き返る。ほっとくと心臓が電気ショックで止まってるから、死ぬ。

雲の中で電位活動があると周波数帯とリンクするのでAMラジオにガリガリ入る。数十キロ程度以内。

雷は木にも落ちる。

木は金属ではないので木の途中で側方へ飛ぶことがある。雷の側撃現象と言われている、雷が人に飛んでくる。 電気抵抗の低い方へ、流れやすい方へ雷は流れる。

2mくらいの距離だと死んでしまう。

3mだと倒れてひっくり返る。

2m以上は離れましょう。

心臓に電気が流れると危ない。

地面に落ちると電位が放射上に広がる。

二本足で立っていると、右足と左足で電位が違ってくる。歩幅電圧。

電位差があると電気が流れる。それが感電。

四つ足だと、前足から後脚に電位差が生じて流れると、心臓を通る。

牛やトナカイのおそらく落雷による大量死の事例もある。

飛行機の落雷

じつは雷が落ちるらしい。基本的には機体の金属を抜けて逃げていき、問題ないと言われている。

金属の箱にいたら大丈夫。例えば車とか。

でも、車もコンピュータの塊。 直撃すると、まともな走行は困難では。

講演終わり。

質疑応答。

質問 鉄塔管理者?雷の特性が温暖化で変化があるか。 送電塔への落雷被害を心配。

答え 暖かくなれば雷も多くなるはず。が、暑すぎて雷もできないとかも言われる。大きなエネルギーの雷の可能性もある

送電線への被害。やはり避雷器か。

質問 自動車はコンピュータの塊で誤動作の可能性もある。しかし、建物もコンピュータの塊であるから、誤動作の可能性はどう思うか。

答え 破壊に関してはSPD。誤動作に関しては、、電磁誘導による微細なノイズも信号と感じてしまう。誤作動を起こす可能性。

質問 成層圏に起きる雷、なぜ?

答え 大きく長い電荷を持つ雷ができたときに起こると言われている。

質問 雷を自然資源としてチャージできないか?

答え 自然現象でいつとこで起きるかわからないから、どこに落ちるか分かれば考えらる。それができたら雷の研究家は苦労しない。あと、鉄砲水みたいで一瞬で沢山くるから、まだそのエネルギーの大きさを受けきれない。

質問 防雷に関しては。

答え 新型避雷針、まぁ普通の避雷針くらいの効果はあるか、それ以上でもない。接地が大切。 なんか雷が落ちないとかいう電波出したりしてもまったく意味はない。

ワシの質問  オフグリットしてます。落雷でおそらくアースから機器に入りインバーターが壊れた。

質問1  オフグリット界でアースを取らず宙に浮かすという方法が取られているけど、どう思うか。アースを取る意味は?

質問2   落雷に関する対策は?

建物を飛行機みたいに完全に浮かすことが出来るのか? 物の上に乗っけてる以上、大きいのが近くに落ちたらくる。そして、その高い電位が接地を逃がせないからどこかで火花が飛ぶ可能性がある。  家だから、中に浮かすことは完全な意味では不可能。 アースは絶対必要。

接地に関しては取り方、色々、難しい。

避雷器に関してはメーカーに聞いて。case-by-case。

〜メモ、終わり〜

部会が終わり、みんなさーっと帰って行きました。広島市内の会場だけで20人近く集まってたでしょうか。

その他にも、四国支部やらほか3ヶ所くらいネットで繋いで、東京の講演をネット中継で聞いた勉強会でした。

普通の日の夜間に、こうやって勉強会を定期的に開いて見識を広げてることに驚きました。

その後、電気電子部門の技術士さん2人に話しかけて頂き、特別講義を1時間して頂きました。最高でした。

結果として、接地抵抗の低い良いアースを取ることが、1番大きな対策になるとオススメして頂きました。

なぜかと言うと、歩幅電圧というくらい、電位差があると電気が流れます。

家にとってるアースも、各所に適当にとってると接地抵抗の違いから大地の電位が上がったときにはアース間を電気が流れてしまうのだそうです。なので、家の周り各所にアースをとって、それらの頭を繋いで電位差をなくすこと。

良い接地をとって、家全体がしっかり接地と繋がっている事が、誘導雷を引き込まない大きな対策になるとのこと。

なるべく太い線で繋ぐ。もしくは細い線でも数本パラって繋ぐ。

連接接地方式。

SPDは直流用、交流用、通信用と、それぞれに対応する電流の大きさなどがあるため、チョイスを間違えると意味をなさない。

雷対策の学びのシェア、終わり。

この度も本当に必要な学びをすごく高いレベルで受けることができました。

充実した濃い学びは、人生でこれ以上ないレベルの娯楽です。

最高の時間でした。

そして、その道のプロである電気電子部門の技術士さんと繋がれたこともとても大きく、これからまた我が家のオフグリットを運営していくにあたり、心強い限りです。

去年、新山さんに誘われてお話をさせてもらったときにはこんな学ばさせてもらう事に繋がるとは想像すらしてませんでした。人との出会いや繋がりは本当に大切だと改めて感じました。

この出会いを作ってくださった新山さん、双和さん、皆さんに感謝!

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