気候変動により全国どこでも大落雷に見舞われる可能性があり、「事後の対処」より「事前予防」の時代にあります。 積極的に雷を呼び込むために、落雷被害にあってしまう・・・落雷被害を無くしたいという技術者の思いがもとに開発されたのが、積極的に雷を誘導する従来の避雷設備の避雷針ではなく、雷を誘導せずに目標物にしない落雷抑制型のＰＤＣＥ避雷針となります。
PDCE の保護範囲比較
落雷の被害の種類は大きく２種類
直撃雷被害・・・落雷の衝撃や熱によって生じる直接的な被害
誘導雷被害・・・落雷によって発生した” 誘導電流” により周囲にある電子機器等に生じる被害
現在主流とされる避雷針
地面と空中との電位差を緩和し落雷の頻度を下げ、また落雷の際には避雷針に雷を呼び込み地面へと電流を逃がすことで建物などへの被害を防ぐ。そのため、「雷を避ける針」という表記ではあるが、実際には必ずしも雷をはねのけるものではなく、字義とは逆に避雷針へ雷を呼び寄せるいわば「導雷針」ともなる。（出典：Wikipedia）
PDCEは有効範囲に落雷を起こさない事のできる避雷針
PDCE は、スペイン語で Pararrayos Desionnizador Carge Electrostatica (極性反転型避雷針)の頭文字を取った略称で、日本語では消イオン容量型避雷針、電荷の極性を利用して、設置から一定の有効範囲への落雷を抑制することによる「避雷針」
PDCE 設置の意義
構築される社会インフラの変化によって、「お迎え放電」と呼ばれる落雷を誘発するタイプの避雷針ではその用途を満たせない現状で、設置必要性が世界中で高まっている。
例えば、医療施設、電波塔・発電所・サーバー施設・通信施設・船舶・空港など、誘導雷よる被害によって、社会への影響が大きい施設、設備への導入雷の電荷を誘導、逃がすことによる避雷と、落雷事態を避けなくてはならない施設をうまく区別し、絶対に落雷を避けなければならない施設を雷から守ることで、現代のインフラに起こりうる課題、そのニーズに応えてゆくことができる。
国土強靭化計画とは
大規模な自然災害などに備えるため、事前防災や減災、迅速な復旧・復興につながる施策を計画的に実施して、強くてしなやかな国づくりや地域づくりを進める取り組みのことです。
内閣総理大臣をトップに全閣僚で構成する国土強靱化推進本部を設け、おおむね5 年ごとに指針となる「国土強靱化基本計画」を策定しています。
PDCE 避雷針は落雷対策として有効であると認められ、
平成26 年11 月に防災推奨品となりました。
PDCE設置による良い点
・国土強靭化対策製品である
・国土交通省の推奨製品である（NETIS登録）
・電気設備・電化製品の保護ができる
・設置後30年～50年安心できる
・落雷による保険も削減できる
・マンションの住人も含め近隣の歩行者も安心できる（老人・子供）
・従来の避雷針は落雷させて地下に逃がすシステムであるが、PDCE避雷針は落雷させないようにするので劣化しにくい
近年の地球温暖化による落雷件数増加に伴い従来の避雷針に落雷が多発
結果
・電気設備の故障（エレベーター・オートロック等）
・電化製品の故障（家庭・オフィスのパソコン・インターフォン・TV等）
・築後20年～30年の建物に落雷し、コンクリートの破損によるコンクリート片の地上への落下事故（NHKクローズアップ現代にて発表）
・商業施設で停電による営業停止
・経済発展が著しい東南アジアの海域で落雷が多発しているのも、PM2.5によるものと、ワシントン大学とNASAがアメリカ海洋学会で発表されており、今後も発展途上国周辺では増加傾向である
様々な場所で落雷から資産や安全を守るPDCE は国内での設置数は3,400 台以上。
国際スポーツイベントでも、落雷対策として採用実績があり、最近では大手私鉄様各社や自衛隊の電子設備拠点への導入も進んでいます。
京大防災研究所 様
設置事例といたしまして京都大学防災研究所宇治川ラボラトリーの53ｍの鉄塔を紹介いたします。
2010年～2014年にかけまして落雷被害が毎年発生しました。
2010年；分電盤の基盤交換約150万円
2011年；自火報８基交換約70万円
2012年；パソコンデータ破損⇒プライスレス
2013年；自火報５基交換約50万円
2014年；自火報6基交換約60万円
2015年；ＰＤＣＥ設置落雷被害なし
2016 年～2022 年まで落雷被害なし
【防災研究所センター長のコメント】
安心して研究に取り込むことができるようになった。落雷対策の必要性を本当に感じることができた。又、事務員にも修繕費の申請する手間をかけることもなくなり本当に喜んでいます。
最近は気候変動で雷発生が多いといわれる中で研究所付近に雷雲自体が来なくなったのもPDCEのお陰であることがやっとわかりました。
陸上自衛隊 様
【PDCE設置の他駐屯地】
＊北千歳駐屯地
＊北宇都宮駐屯地
＊立川駐屯地
＊北熊本駐屯地
＊護衛艦「あきづき」
全国で20駐屯地以上が2022年度に導入を決定
東部方面隊・朝霞駐屯地にすでにPDCE Magnumが設置済み。
お話を伺うと導入以降、雷被害がないとのこと。その言葉は、我々の自信を裏付けるものとなりました。「PDCEの設置は必ず自衛隊様のお役に立てる」と信じさらなる普及に取り組んでいきたいと考えています。
今期での追加設置も決定
【富士総合火力演習場の使用実績報告】
2012年に演習場で大規模な落雷事故が発生し、訓練で匍匐前進をされていた隊員の方が大怪我をされました。そこで2013年にMagnumｘ２基を演習場に試験設置させていただいた。その良好な結果をもとに2014年には４基追加となり、現在、６基が稼働中です。以来、演習場の保護範囲内では全くの落雷被害が発生していないことが現地の演習記録簿には非公開ながら記録されているとの報告をいただいている。
【東部方面隊総監S班長のコメント】
長年、雷被害に頭を悩ませていたところ、PDCEと出会い、「そんな魔法みたいな商品あるのか？」と半信半疑ながら導入を決定した。
設置後本当に落雷被害がピタッとなくなり、まるで文字通りの魔法のようなその効果に驚いている。
2021年8月22日18：00～21：00、調査エリア
※赤枠内・・・オレンジ稲妻は落雷跡と想定。
※PDCEの設置鉄塔とその保護範囲エリア青〇
北宇都宮駐屯地より近年にない激しい落雷の中「PDCEを敷設した鉄塔に落雷したのではないか？至急調査にきてほしい旨の依頼がありました。調査の結果、以下の項目が確認されました。
① 直接鉄塔への落雷はなかった。
② PDCEは破損しておらず、継続使用可能な状態
③ データーによりPDCE中心に半径200ｍ青〇は直撃雷がなく抑制効果あった。
④ 駐屯地付近では滑走路に沿って保護範囲外にオレンジ稲妻数発の落雷の痕跡あり。
⑤ サージ雷の影響で航空障害灯の電球が１か所と燃料計量盤が１台故障のみ。
Q 電気は要らないのですか?
電源は必要としません。 地面との導通だけが必要です。
Q どこから電荷がくるのですか?
地面で発生する電荷を利用します。雷雲の底部のマイナス電荷に誘起され、雷雲直下の地面にはプラス電荷が貯まります。それをアース線でPDCEまで導きます。
Q アースは必要ですか?
アース工事は必要です。接地抵抗はなるべく低い事が望ましいのですが、電気の保安用接地と異なり、10オーム以下でなければならないと言う事はありません。
Q 消耗材は必要ですか?
必要ありません。 他社製品には地面からの電荷を集めるために塩類を使用するタイプの「落雷防止装置」もありますが、塩類を毎年、地中に補給することは環境負荷が大きいのではないでしょうか? また費用も大変です。 PDCEでは、塩類などの補給は必要としません
Q PDCEには落雷しないのですか?
基本的にはPDCEには落雷いたしません。但しPDECも避雷針ですから、条件によっては落雷を受けることもあります。例えば、冬季雷などで、雷雲の高さが低い場合、標高の高い場所で空中に高く設置されたPDCEには雷雲でスッポリと覆われてしまう事もあります。この場合には、確実にPDCEに放電します。
また、その他の場合でも電界が非常に強ければ、PDCEとの間での放電、すなわち落雷は発生し得ます。
Q PDCEに落雷したら、効果は無いのではないですか?
その場合、落雷を抑制するという効果は発揮できませんでしたが、避雷針として雷を誘導する通常の避雷針としての機能は果たしているということです。
Q PDCEに落雷したら、破壊されますか?
その時の雷のエネルギーの大きさによりますが、破壊されることはあります。PDCEの頂点付近に落雷すれば、PDCEの内部で放電し、そのまま地面へと電流が流れる構造ですが、自然は気まぐれで、必ずしも真上から頂点付近には落雷せず、側面に落雷することもあります。 このようなPDCEへの直撃雷が予想される場合(地域)には、より耐久性能を高めたPDCE-Magnum があります。部品点数を大幅に少なくし、かつ、高圧送電線で用いられる高圧碍子の技術を取り入れて耐久力を大幅に高めています。
Q PDCEに落雷しない場合、隣の家に落雷するのではないのですか?
落雷が一発ずつ順に落ちてくるのであれば、PDCEで避けたものが次には他に落雷するという心配はごもっともです。ところが、先行放電は同時多発で雷雲の複数の箇所から次々に並列的に発生し、それらが枝分かれしながら地面に接近してきます。接近してきながらほとんどは地面に届く前に消えてしまいます。この中で、地面付近まで到達し、地面からのお迎え放電を受けたものが落雷となります。落雷は、地面からお迎え放電が出やすい所に発生するでしょうが、それが隣の家かどうかは分かりません。落雷の発生は確率的なものです。
PDCEは、地面付近まで届く先行放電のうち、自分の頭上に来るものを拒否しているだけで、その時点では既に離れた所でいくつもの落雷が成立しているかもしれませんが、それはPDCEの頭上で先行放電が消えたことと関係ないことです。
もう少しマクロ的に、PDCEで落雷させなければ雷雲全体の電荷量が温存されるので他に落雷する可能性があると言うことであれば、雷雲全体の電荷量は雲間放電、雲中放電、空中放電、落雷などで常に変化し続けています。一般的に雷雲の発生から消滅までの時間は20-40分程度で、その間、移動しながらエネルギーが費やされます。
以上の理由により、PDCEで落雷を避けたことでPDCEの保護範囲のすぐ外に落雷があるかといえば、それは実証できません。ただ、今までの例ではPDCEを設置した事で、近隣とトラブルになったことは一度もありません。