2- 2.

2 -2.

主 要な研 究 成 果（ 1 7 ）主要な研究成果（17）雷撃による電磁界を考慮した雷サージ解析プログラムLiCATを開発
精緻な雷リスク評価の実施に貢献

電力流通

背景
日本の配電線における主な雷事故は配電線へ直接落雷する直撃雷によるものであり、直撃雷による配電系統に生じる過電圧の影響評価では、雷を電気回路に置き換えた回路解析プログラムが広く用いら

LEMP（Lightningelectromagneticpulse）
るパルス状の電磁界。雷撃
点周囲の配電線に誘導電圧（誘導雷）を発生させる。
雷サージ解析
送配電系統に雷撃があった 場 合 に 生じる 過 電 圧を予 測・評 価するための解析。

るため、精緻な雷リスク評価のためにはこの影響を考慮することが必要ですが、従来の解析ではLEMPを考慮することは困難です。そこで、当所では、より適切な雷過電圧の評価のために、回路解析においてLEMPを考慮した雷サージ解析プログラムLiCATの開発を進めています。

主 要な研 究 成 果

成果の概要◇LEMPの影響を考慮した雷サージ解析プログラムLiCATの開発
雷の放電路や面的に広がる配電線の形状（例えば、落雷箇所と線路の位置関係など）を考慮した雷サージ解析プログラムLiCATを開発しました。これを用いることにより、直撃雷の雷撃点以外でもLEMPの影響によって大きな過電圧が発生し、変圧器が雷被害を受けた事例を再現できました（図1）。LiCATではGUI上で配電線モデルの作成や解析の実行、結果のグラフ描画が可能であり、雷サージ解析を容易に（Lightning channel実行できます。

石本 和之（いしもと かずゆき）／山中 章文（やまなか あきふみ）

and Line topology

グリッドイノベーション研究本部

considered Circuit

ファシリティ技術研究部門

Analysis Tool）
p.22参照

40

雷撃点：
傾斜した
雷放電路も考慮可能

ブッシングの破損

配電線
配電柱

雷サージ解析の精緻化により電力流通設備の雷リスク評価の高度化に貢献します。

変圧器

落雷の様相

空間を伝搬するLEMP

変圧器の雷被害：LEMPによる誘導で雷撃点以外でも雷被害が発生

GUI上で配電線モデルを作成

20-20-40

従来の回路解析結果-60

LiCATによる解析結果-8001020304050

LiCATの解析画面

60時間［μs］

計算対象の配電線モデル（配電柱間隔は20〜40m）

図1

GUI上で各電柱の機器を簡易に設定可能

雷被害を受けた変圧器に発生する過電圧：従来の回路解析では再現不可能であった雷事故様相をLiCATでは再現可能

0

LiCATによる変圧器の雷被害の解析結果の例

LEMPの影響によって雷被害を受けた変圧器に関する解析結果。右の写真は、変圧器ブッシングの雷による破損例。

70

GUI上で配電線モデルや配電機器、雷撃点を簡易に設定可能であり、解析の実行、解析結果の描画までプログラム内で行うことができます。

解析の実行

成果の活用先・事例
LiCATは、配電線のみではなく、送電線などの電力流通設備にも適用できます。さらに、通信・鉄道などの電気設備全般にも適用可能な汎用雷サージ解析プログラムであり、様々な設備を対象とした雷サージ解析への活用が期待できます。
参考58

電力中央研究所

Annual Report 2023

解析結果の出力

配電線モデル／配電機器

山中ほか、電力中央研究所 研究報告 GD23004（2023）
石本ほか、電力中央研究所 研究報告 GD23019（2024）
山中ほか、電力中央研究所 研究報告 GD23021（2024）

電力中央研究所

Annual Report 2023

59

電力流通

電力流通

LiCAT

電圧［kV］

主 要な研 究 成 果

雷の放電路から放射されれています。一方、雷により発生する電磁界（LEMP）
は空間を伝搬し配電線各部に誘導電圧を発生させ

2- 2.

2 -2.

主 要な研 究 成 果（ 1 7 ）主要な研究成果（17）雷撃による電磁界を考慮した雷サージ解析プログラムLiCATを開発
精緻な雷リスク評価の実施に貢献

電力流通

背景
日本の配電線における主な雷事故は配電線へ直接落雷する直撃雷によるものであり、直撃雷による配電系統に生じる過電圧の影響評価では、雷を電気回路に置き換えた回路解析プログラムが広く用いら

LEMP（Lightningelectromagneticpulse）
るパルス状の電磁界。雷撃点周囲の配電線に誘導電圧（誘導雷）を発生させる。
雷サージ解析
送配電系統に雷撃があった 場 合 に 生じる 過 電 圧を予 測・評 価するための解析。

るため、精緻な雷リスク評価のためにはこの影響を考慮することが必要ですが、従来の解析ではLEMPを考慮することは困難です。そこで、当所では、より適切な雷過電圧の評価のために、回路解析においてLEMPを考慮した雷サージ解析プログラムLiCATの開発を進めています。

主 要な研 究 成 果成果の概要◇LEMPの影響を考慮した雷サージ解析プログラムLiCATの開発
雷の放電路や面的に広がる配電線の形状（例えば、落雷箇所と線路の位置関係など）を考慮した雷サージ解析プログラムLiCATを開発しました。これを用いることにより、直撃雷の雷撃点以外でもLEMPの影響によって大きな過電圧が発生し、変圧器が雷被害を受けた事例を再現できました（図1）。LiCATではGUI上で配電線モデルの作成や解析の実行、結果のグラフ描画が可能であり、雷サージ解析を容易に（Lightning channel実行できます。

石本 和之（いしもと かずゆき）／山中 章文（やまなか あきふみ）

and Line topology

グリッドイノベーション研究本部

considered Circuit

ファシリティ技術研究部門

Analysis Tool）
p.22参照

40

雷撃点：
傾斜した
雷放電路も考慮可能

ブッシングの破損

配電線
配電柱

雷サージ解析の精緻化により電力流通設備の雷リスク評価の高度化に貢献します。

変圧器

落雷の様相

空間を伝搬するLEMP

変圧器の雷被害：LEMPによる誘導で雷撃点以外でも雷被害が発生

GUI上で配電線モデルを作成

20-20-40

従来の回路解析結果-60

LiCATによる解析結果-8001020304050

LiCATの解析画面

60時間［μs］

計算対象の配電線モデル（配電柱間隔は20〜40m）

図1

GUI上で各電柱の機器を簡易に設定可能

雷被害を受けた変圧器に発生する過電圧：従来の回路解析では再現不可能であった雷事故様相をLiCATでは再現可能

0

LiCATによる変圧器の雷被害の解析結果の例

LEMPの影響によって雷被害を受けた変圧器に関する解析結果。右の写真は、変圧器ブッシングの雷による破損例。

70

GUI上で配電線モデルや配電機器、雷撃点を簡易に設定可能であり、解析の実行、解析結果の描画までプログラム内で行うことができます。

解析の実行

成果の活用先・事例
LiCATは、配電線のみではなく、送電線などの電力流通設備にも適用できます。さらに、通信・鉄道などの電気設備全般にも適用可能な汎用雷サージ解析プログラムであり、様々な設備を対象とした雷サージ解析への活用が期待できます。
参考58

電力中央研究所

Annual Report 2023

解析結果の出力

配電線モデル／配電機器

山中ほか、電力中央研究所 研究報告 GD23004（2023）
石本ほか、電力中央研究所 研究報告 GD23019（2024）
山中ほか、電力中央研究所 研究報告 GD23021（2024）

電力中央研究所

Annual Report 2023

59電力流通

電力流通

LiCAT

電圧［kV］

主 要な研 究 成 果

雷の放電路から放射されれています。一方、雷により発生する電磁界（LEMP）
は空間を伝搬し配電線各部に誘導電圧を発生させ