避雷器の設置場所

電線路と配線の違いについて解説します。

避雷器とは
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避雷器とは

避雷器は、雷による電気設備への損傷を防ぐための保護装置です。
避雷器の設置を行うことで、雷による被害を最小限に抑えることができます。

設置場所
- 建物の屋根や尖塔、電柱など、雷が直撃しやすい場所に設置されます。
種類
- 避雷器には、アークフラッシュタイプやホーンタイプなどがあります。設置場所や用途に応じて選ばれます。
接地
- 避雷器は効果的に機能するために、適切な接地が必要です。
- 接地線は、設置場所の地面や建物の基礎に接続されます。
メンテナンス
- 定期的な点検とメンテナンスが必要です。特に、接地抵抗の確認や避雷器自体の劣化を防ぐために重要です。

「電気設備の技術基準の解釈」（以下、「解釈」という）第67条第1項第四号に以下のような記載があります。

【避雷器等の施設】（省令第49条）
第37条高圧及び特別高圧の電路中、次の各号に掲げる箇所又はこれに近接する箇所には、避雷器を施設すること。
一発電所、蓄電所又は変電所若しくはこれに準ずる場所の架空電線の引込口（需要場所の引込口を除く。）及び引出口
二架空電線路に接続する、第26条に規定する配電用変圧器の高圧側及び特別高圧側
三高圧架空電線路から電気の供給を受ける受電電力が500kW以上の需要場所の引込口
四特別高圧架空電線路から電気の供給を受ける需要場所の引込口

2 次の各号のいずれかに該当する場合は、前項の規定によらないことができる。
一前項各号に掲げる箇所に直接接続する電線が短い場合
二使用電圧が60,000Vを超える特別高圧電路において、同一の母線に常時接続されている架空電線路の数が、回線数が7以下の場合にあっては5以上、回線数が8以上の場合にあっては4以上のとき。これらの場合において、同一支持物に2回線以上の架空電線が施設されているときは、架空電線路の数は1として計算する。

3 高圧及び特別高圧の電路に施設する避雷器には、A種接地工事を施すこと。ただし、高圧架空電線路に施設する避雷器（第1項の規定により施設するものを除く。）のA種接地工事を日本電気技術規格委員会規格 JESC E2018
（2015）「高圧架空電線路に施設する避雷器の接地工事」の「２．技術的規定」により施設する場合の接地抵抗値は、第17条第1項第一号の規定によらないことができる。（関連省令第10条、第11条）

「電気設備の技術基準の解釈の解説」で以下のように解説されています。

[解説]
送配電線に接続する重要機器を雷電圧から保護するため、必要な箇所に避雷器を設置して、雷電圧を低減し、機器の絶縁破壊などの被害を防止するように規定したものである。本条でいう避雷器とは、電気設備に侵入する雷による衝撃性過電圧に対し、その端子電圧を所要値以下に低減し、停電を生じることなく原状に復帰する性能を具備する装置であり、放電間隙のように自復能力の小さいものは避雷器とは考えない。
第1項において「次の各号に掲げる箇所又はこれに近接する箇所」としたのは、避雷器によって保護すべき機器の配置、重要度、絶縁強度等から考えて、避雷器を設置すべき位置はまちまちで、一概に引込口等と定めることができないためである。
第三号は、受電電力の容量が500kW以上の需要場所の引込口に施設することとしている。需要場所の引込口に避雷器を施設する目的は、需要場所の電気設備を保護することであって、避雷器の保護効果は電気設備から離れた位置に設置すると減少することから、避雷器は引込口の需要家側に施設されるのが一般的である。なお、高圧架空電線路から供給を受ける500kW未満の需要場所の引込口及び近接する箇所についても、雷電圧により当該電気設備に損壊のおそれがある場合には、避雷器の施設その他適切な措置を講じることが必要である。

第2項は、避雷器の施設を省略しても、機器の絶縁破壊のおそれがほんどない場合の除外規定である。第一号は、他の変電所に隣接する場合等、接続する電線が短い場合には、雷電圧の侵入する機会が著しく少ないので、これを除外している。
第二号では、高電圧であって、かつ、同一母線に常に多数の電線が接続されている場合は、これらの電線のサージインピーダンスによって、侵入した雷電圧が低減する。侵入する電圧を電線路のがいしの50%せん絡電圧とすれば、60kV以上の電線路では侵入した雷電圧は避雷器の放電開始電圧よりも低くなり、実用上避雷器が必要ではないため、除外している。架空電線路の数を示したのは、同一架空電線路に属する回線では、同時に同位相に雷電圧が侵入することがあるためである。「常時接続されている」としたのは、系統の切分け等により接続が解かれるような電線路を除外するためであるが、常時接続される電線路でも事故や停電作業等のために接続が解かれる場合を予想し、規定の数値には電線路数において1、回線数において2の余裕が見込まれている。なお、耐雷設計については、電力中央研究所「発変電所および地中送電線の耐雷設計ガイド」（総合報告：T40平成7年12月）を参照されたい。

第3項は、高圧用及び特別高圧用の避雷器の接地をA種接地工事（→第17条）によることとしているが、機器に対する保護効果を十分にするためには、10Ωより更に低い接地抵抗値とする場合が多い。避雷器の接地は、他の機器の接地と分離して、単独接地とするのが普通であるが、発変電所等の構内全体にわたる接地網を共通の接地極として使用した方が、効果が上がる場合もあるので、特に避雷器を単独接地とすることとはしていない。第1項の規定により避雷器を施設する箇所は、非常に重要な機械器具がある場所であり、雷の侵入によりそれらの機械器具が損傷することは電力供給の確保上及び保安上の問題があるので、これを10Ω以下の十分低い接地抵抗値で接地する必要がある。また、任意に施設する避雷器の接地抵抗値については、その避雷器による保護効果を十分に検討する必要があるが、それ以上に避雷器の放電時における低圧配電線の電圧上昇について十分に考慮すべきである。つまり、高圧配電線及びこれに接続される機械器具を保護するための避雷器の接地は、主に避雷器の接地抵抗値と放電電流を基に避雷器の放電時における絶縁協調及び低圧配電線の保護について検討すべきである。この方針に基づき、高圧配電線に施設する避雷器について、電力中央研究所耐雷設計基準委員会・配電線分科会で検討を行い、その結果を受けて電気施設技術基準委員会より、旧省令に取り込むための答申がなされた（昭和40年）。
答申を踏まえ、高圧配電線に施設される避雷器は10Ω以下の接地抵抗値でなくてもよいということになり、ただし書が追加された。
耐雷設計基準委員会では、避雷器の接地は基本的に避雷器の接地と高圧柱上変圧器のB種接地工事との関係で決まるものであると考え、柱上変圧器と避雷器が同一支持物にあるときは避雷器の接地抵抗及び放電電流の実態に基づき、「放電時の接地電位上昇で絶縁協調が確保できない場合があり、また低圧配電線に危険なサージが侵入するので、配電用避雷器の接地と柱上変圧器のB種接地とを非連接にする。」という従来の考え方及びA種接地工事に限るという考え方を改めた。
さらに、より合理的な接地設計方法の確立等を目的として、実系統の観測、実規模実験及び解析に基づき検討を行った、電気協同研究「配電系統接地設計の合理化」（平成19年5月第63巻第1号）（以下、本条の解説において電協研報告という。）を踏まえ、日本電気技術規格委員会規格 JESC E2018（2015）「高圧架空電線路に施設する避雷器の接地工事」（以下、本条の解説においてJESC規格という。）が制定されたことを受け、H20解釈において、ただし書をJESC規格の技
術的規定を引用する形に改めた。JESC規格の技術的規定内容の概略は、解説37.1図に示すとおりである。
まず、避雷器を変圧器に近接しない場所に施設する場合、すなわち配電線の負荷が長距離にわたって存在しない場所で、電線、がいし又は柱上開閉器を保護するために避雷器を施設するような場合は、接地抵抗値を30Ωまで許容している（→解説37.1図一）。
この30Ωという値は、V0max / Ia＝30Ωから求められたものである。ここで、V0maxは避雷器の接地電位上昇の許容限度であり、Z規格（戦時規格）の変圧器の基準衝撃絶縁強度と雷実測の結果から一般に30kVであると考えている。Iaは、我が国における配電用避雷器の放電電流で、9電力会社管内の襲雷頻度の大きい地域の実系統における調査の結果では1,000A以下が95～98%であり、このうち300A以下が約70%を占め、平均値は約200Aである。配電線路近傍の落雷による最も苛酷な誘導雷サージでもその発生機構から考えて放電電流が1,000Aを超えるものはほとんどないことから、Ia を1000Aとしている。なお、配電線耐雷設計では直撃雷によるものを対象外としている。次に、柱上変圧器を保護するために柱上変圧器の近くに避雷器を施設する場合は、B種接地抵抗値との関連において考える必要がある。
柱上変圧器のある柱に施設する避雷器の接地抵抗値については、避雷器の放電による対地電位上昇のためにB種接地線の電圧が上昇した場合は、これが低圧配電線を伝播して需要家に入るサージとなる。避雷器の接地とB種接地の極間距離が小さいときは、電圧が需要家の機器に対して危険な値となるので注意を要する。需要家の機器に危険を与える電圧の限度をE0とすると、避雷器の放電時の接地電位の上昇値V0との関係は、次式で表される。
E0＝αV0＝αIaRAγ
ここに、Iaは避雷器の放電電流、RAγは避雷器の接地抵抗、αは接地系の種類、避雷器接地とB種接地との極間距離、低圧配電線の形状、B種接地抵抗値及び柱上変圧器の設置点と需要家との距離などにより定まる係数である。
実験の結果によると、E0は標準衝撃波で5kV程度である。これを目安として計算すると、需要家に達するまでの継続時間は標準波より相当短くなるので、接地抵抗値が30Ωの場合はl＝1m以上として実用上危険性がない値と考えられている
（→解説37.1図二）。
避雷器の接地抵抗値が30Ωを超える場合又は避雷器とB種接地工事の相互の極が1m未満になる場合は、連接接地とする（→解説37.1図三）。連接接地とした場合、低圧配電線に生じる雷サージによる危険が、避雷器を単独接地した場合と同等以下になるよう、合成接地その他の条件が規定されている。連接接地には、低圧架空電線を用いる場合と架空共同地線を用いる場合があるが、電協研報告において需要家侵入サージに有意差がないことが確認されたことを受け、H20解釈以前は異なっていた両者の条件が、JESC規格では統一された。

なお、連接接地に用いられる低圧架空電線又は架空共同地線は、第24条第3項及び第4項の規定を、また、低圧架空電線又は架空共同地線に施す接地工事は、第17条のA種接地工事の施設方法を、それぞれ満足するものである必要がある。
避雷器の接地線と変圧器の接地線とをB種接地工事が施された変圧器の施設箇所以外で接続する場合（→解説37.1図四）については、既設設備の有効活用等が必要と考えられること、また架空電線路が施設された土壌の特性から現行の接地抵抗値の確保に苦慮している実情等もあることから、避雷器の設置方法の拡大を図るために追加した。H20解釈以前は、変圧器を中心に接地工事の施設場所及び合成抵抗の範囲を規定していたが、電協研報告の結果を受け、JESC規格では避雷器を中心とするものに改められた。合成抵抗等の条件の考え方は、前記の変圧器の施設箇所で接続する場合と同じである。
さらに、JESC規格においては、上記の接地工事が施された範囲に他の避雷器を施設する場合には、当該避雷器の接地線を、接地工事が施された低圧架空電線又は架空共同地線に接続すれば良いことが、新たに規定された（→解説37.1図
五）。
接地に関する詳細については、電力中央研究所「配電線耐雷設計基準要綱」（技術研究所報Vol.13、No.4）及び「配電用避雷器の接地に関する研究」（研究報告書）を参照されたい。

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