落雷対策

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ｱﾏﾁｭｱ無線機器だけでなく、今日の電子機器は多くの半導体が使われており、雷による被害は多くなっている。

かく云う当局では、２０００年９月１６日にアンテナタワーに落雷があり、タワートップのＶ/ＵＨＦ用ＧＰアンテナは影も形も無く消失し、
無線機器とその付属装置は全てが破損し、他にパソコン３台、電話関係機器多数とガスコンベックの電子系等、２１品目が壊れた。
破損品目には入れてないが、何も差し込んでいないAC100Vｺﾝｾﾝﾄが１つ爆発した。

しかし、各部屋にあるﾃﾚﾋﾞｼﾞｮﾝ（７台）は全て正常であり、LANに接続していなかったﾊﾟｿｺﾝも壊れなかった。
そこで、壊れた機器はどうゆう経路で壊れたのか、どうすれば今後の被害を最小にできるかを検証し、対策を講じたので報告する。

当局の破損メカニズム

壊れた機器類と助かった機器とで何が違っていたのか、その接続を検証した結果、明白にアースを取っている機器が壊れ、
アースを取っていない機器は助かっていた。

被害に遭う前は深く考えず、アース端子のある機器は取扱説明書通りにアースを取っていた。後で考えると当たり前であるが、
落雷点近くに取ったアースからは高電圧が上がってきて機器を破壊する。

すなわち、当局のタワー（ＫＴ２２Ｓ）の接地抵抗は約１０ｵｰﾑであるが、落雷時に仮に１万ｱﾝﾍﾟｱが流れたとすると、ﾀﾜｰ及び附近の
地面の電位は１０万ﾎﾞﾙﾄになる。我家の狭い敷地ではどこにアースを取っても、アースからは何万ボルトもの電圧が上がってくる。
一方、商用電源は柱上ﾄﾗﾝｽ点など離れた地点で接地されているのでそれほどアース電位は上がらない。
従って、この間の電位差によって機器が破壊される。

これを裏付ける現象として、ACｺﾝｾﾝﾄの爆発があった。当局の作業机は金属ｱﾝｸﾞﾙ製で、静電気対策のためアースを取っていた。
そして作業机の足に問題のACｺﾝｾﾝﾄをﾈｼﾞ止めしていた。落雷によりアースから10万ボルトが上がってきて、ACｺﾝｾﾝﾄの止めﾈｼﾞと
商用電源ﾗｲﾝ間でｽﾊﾟｰｸが起こり、ｺﾝｾﾝﾄがﾊﾞﾗﾊﾞﾗになって部屋中に吹っ飛んだものである。
これだけの威力があるので、アースを取った電子機器の半導体が破壊されるのは当然である。

ACは接続されていたが、アースとは無縁であったﾃﾚﾋﾞｼﾞｮﾝやﾊﾟｿｺﾝは無事で、保安器でアースされている電話系統、
ｲﾝﾀｰﾈｯﾄ接続ﾙｰﾀやﾊﾟｿｺﾝがことごとく壊れたのは当然であった。

注意すべきは、自宅に落雷が無くても近くの電柱に落雷し、商用電源ﾗｲﾝが高電位になった場合、無線機器などアースを
取っていると、自宅のアース電位が低いので同様に破損するはずである。タワーが無く落ちないからから安心とは云えない。

直撃雷と誘導雷

直撃雷とは落雷電流の通路に当たるものを指し、例えば、ｱﾝﾃﾅｹｰﾌﾞﾙを通じて無線機器を直撃するものである。
一方誘導雷とは雷による強電界や空間電荷の急激な変化で、ｱﾝﾃﾅや電源ﾗｲﾝに起電力が発生するものと、
落雷による地面の電位が上がり、そんな場所に取ったアース線から上がってくるのも誘導雷という。

前者の誘導雷は、ｱﾝﾃﾅや電源ﾗｲﾝにｱﾚｽﾀとﾌｨﾙﾀを入れることで、かなりの対策効果が期待できるが、
後者のｹｰｽではｱｰｽ線にもﾌｨﾙﾀを入れる必要がある。
または、アースを避雷針から100ﾒｰﾄﾙ以上離して取れと云われるが通常無理な話である。

対策

前記の経験と検証を踏まえ、当局の雷対策は次のようにした。
１．アースを取らない。またはアースから分離する。
　　無線機器は高周波的に浮かすべくﾄﾛｲﾀﾞﾙﾁｮｰｸｺｲﾙを介してアースしていた。
　　感電対策以外でのアースを取らなければならない必然性は、機器性能上も、ｲﾝﾀｰﾌｪｱ上にも見出せない。
　　そしてﾀﾜｰに落雷があった場合は、ｱｰｽ線へﾌｨﾙﾀを入れたくらいでは被害を避けられないとの見解から、
　　今後は徹底的にアースを取らないことにした。

　　ｲﾝﾀｰﾈｯﾄ関係は回線系がアースされているので、アースを止めることはできない。
　　そこで、直接有線接続をせず、無線式のLANﾙｰﾀを用いて各ﾊﾟｿｺﾝ間をアースから分離することにした。

２．容易に電源を切り離せるようにする。
　　電源ﾗｲﾝは、AC200V, AC100V, DC12Vの各ﾗｲﾝにﾅｲﾌｽｲｯﾁを設け、一挙動で主たる無線機とﾊﾟｿｺﾝの
　　電源を切り離せるようにした。（ﾅｲﾌｽｲｯﾁの耐電圧は10万ﾎﾞﾙﾄには程遠いが、電源が接がっていてもアースを
　　取っていない機器は壊れなかったので良しとした）

３．容易にアンテナケーブルやローテータケーブルを切り離せるようにする。
　　ｱﾝﾃﾅｹｰﾌﾞﾙやﾛｰﾃｰﾀｹｰﾌﾞﾙ等、ﾀﾜｰから引き込んでいるｹｰﾌﾞﾙは切り離すしかない。
　　そこでｺﾈｸﾀを一箇所に集めて 100mm程の間隔を空けて切り離せるようにした。当面はネジを緩めて切り離すが、
　　いつかﾋﾟﾝｼﾞｬｯｸのように引っぱれば切り離せるようなｺﾈｸﾀに改造したいと思っている。
　　

　　これでタワーへの直撃雷があっても全滅にはならず、大部分は助かると思っている。
　　※自宅ﾀﾜｰや近所の避雷針に落雷があった場合は、ｱﾝﾃﾅを切り離していても、アースを取っていては助からない。

４．静電気対策は抵抗を介してアースする。
　　作業机の静電気対策は、狭い敷地内であるものの、ﾀﾜｰからできるだけ離してアースをとると共に、
　　かなりのｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽを持っていても問題ないので、ﾋｭｰｽﾞ抵抗的に、１／８ﾜｯﾄ 100kｵｰﾑの抵抗を介してアースした。

注意事項

雷の影響は、それぞれの周囲の状況や使用機器によって異なる。主にどうゆうケースからどう防御するかを考えて対策をする
必要がある。
当局でも、無線機やﾊﾟｿｺﾝなど自分自身で使用する機器はアースを止めたが、ｶﾞｽｺﾝﾍﾞｯｸや電子ﾚﾝｼﾞ、洗濯機、ｴｱｺﾝ、便座等、
家族で使い感電防止が重要な機器のアースを止めたわけではない。各人の責任で対策して下さい。

雷鳴時に切離すｱﾝﾃﾅｺﾈｸﾀ

無線機/ﾊﾟｿｺﾝ等のAC200V/AC100V/DC12Vﾗｲﾝを集中切断する