雷保護・雷サージ対策と設計への活用法

雷保護と雷サージ対策の重要性

製造業において、雷による影響はしばしば見過ごされがちですが、実際には深刻な問題を引き起こす可能性があります。
雷が落ちると、大量のエネルギーが地表に放出されます。
このエネルギーが電源系統や通信ラインに侵入すると、機器の故障やシステムダウンを招くことがあります。
これが「雷サージ」と呼ばれるものです。
雷サージによる被害は、機器の故障やデータ損失、さらには生産活動の停止など、一連の深刻な問題につながります。

したがって、雷保護と雷サージ対策は製造業において非常に重要です。
適切に対応することで、設備の長寿命化や生産効率の向上、さらには安全性の向上にも寄与します。

特に、デジタル化が進む現代の工場においては、電子機器が多く使用されるため、雷サージによる影響はより致命的となる可能性があります。

雷サージとは何か？

雷サージとは、雷によって誘発される過電圧で、通常の電圧値を大きく超える一時的な電力の急増を指します。
雷が直接建物に落ちなくても、近隣の樹木や高層建築物に落雷するだけで、長距離にわたって電圧の異常が発生することがあります。

この過電圧は、設備や配線を通じて建物内に侵入し、電子機器や制御システムに重大な損傷を与える可能性があります。
これにより、工場の運営に不可欠な制御システムが一瞬で停止し、製造ライン全体が停止する事態に陥ることもあります。

雷サージの種類

雷サージは大きく分けて2種類あります。
一つは「直撃雷サージ」、もう一つは「感応雷サージ」です。

直撃雷サージは、雷が直接建物や機器に落ちることで発生します。
非常に高い電力が発生し、瞬時に機械や回路を破壊する場合があります。

一方、感応雷サージは雷が近くに落ちることで、電力ケーブルやデータラインを通じて誘導される形で発生します。
この場合も機器に損傷を与えることがありますが、直撃雷サージほどの猛烈な破壊力はありません。
しかし、油断は禁物で、感応雷サージでも繰り返し発生することで、機器の耐用年数を縮める可能性があります。

雷保護システムの設計

雷保護には、物理的な保護と電気的な保護の両方が必要です。

物理的な雷保護

物理的な保護としては、避雷針の設置が一般的です。
避雷針は建物の一番高い位置に設置し、雷が落ちるときにそのエネルギーを地面へ安全に逃がす役割を果たします。
工場など広範囲に渡る場合には、複数の避雷針を連結して設置することが重要です。

これにより、施設全体を効率的に保護することができます。
また、避雷針だけではなく、建物全体に接地システムを組み込み、雷電流を迅速に地表へ流す経路を確保する必要があります。

電気的な雷保護

電気的な保護としては、避雷器（サージプロテクタ）の利用が主流です。
避雷器は、電力配線や通信ケーブルに接続され、異常な過電圧を検知すると、そのエネルギーを地面へ流す役割を果たします。

このデバイスは、雷サージの影響を最小限に抑え、機器を安全に保護します。
特にデジタル機器や通信機器を多用する製造ラインには必須の対策と言えます。
設置場所や設置ポイントについても適切に計画し、電源系統や通信系統の入り口出口にしっかり配置することがポイントです。

雷サージ対策の効果的な活用法

雷サージ対策は、単に設備を保護するだけでなく、他にも様々な効果を発揮します。

生産性の向上

生産現場では、一度の設備停止が大きな生産損失につながります。
適切な雷サージ対策を施すことで、設備の耐故障性を高め、安定した稼働を確保することが可能です。
これにより、生産の中断を防ぎ、全体の生産性を向上させることができます。

コスト削減

機器の故障が頻発すると、修理費や交換費用が増大します。
雷サージ対策を適切に行うことで、これらの費用を抑えることが可能です。
また、雷サージによるダウンタイムを削減することで、見えないコストの削減も実現できます。

安全性の向上

雷による設備トラブルは、思わぬ事故につながることがあります。
特に制御システムの誤作動や停止は、安全対策上深刻な問題を引き起こす可能性があります。
雷サージ対策は、これらのリスクを軽減し、職場の安全性を向上させます。

昭和から続くアナログ業界の雷対策

製造業は伝統的なアナログ設備を多く使用している場合が多いです。
特に昭和時代に建設された工場では、最新のデジタル制御設備との混在が一般的です。

雷サージ対策についても、全てを最新の設備に切り替えることは困難ですが、補強策として有効な方法があります。
レトロフィットと呼ばれる、既存設備に後付けで雷対策を施す方法です。

これにより、現代の基準に適合した雷保護を付与することが可能です。
また、設備のアップグレードや更新時に雷サージ対策を施すことで、ステップバイステップの改善を図ることができ、長期的な視野で工場の安全性を向上させることができます。

サプライヤーとバイヤーのための考え方

サプライヤーが雷サージ対策を提案する場合、単に製品を提供するだけでなく、顧客の工場における雷リスクを具体的に評価し、最適な対策を講じることが重要です。

一方、バイヤーとしては、雷サージ対策がどのように製造プロセスに貢献するかを理解し、長期的な視点で導入を考慮することが必要です。

このようにして、サプライヤーとバイヤーが共通の理解のもとに協力することで、製造業全体の雷対策がより実効性を持って実現されることになります。

総じて、雷サージ対策は製造業における重要な防御策であり、計画的かつ適切な対策によって、設備の保護、生産の安定化、コストの削減、安全性の向上につながります。

設計段階からしっかりと組み込むことで、様々なリスクを未然に防ぎ、安心して生産活動を行うことが可能となるでしょう。