鉄道システムにおける耐雷技術の現状と課題

カテゴリ：技術報告

論文No：1602

グループ名：【B】電力・エネルギー部門

発行日：2025/10/22

タイトル(英語)：Current status and issues of lightning protection technology for railway systems

著者名：鉄道システムにおける耐雷技術の現状と課題調査専門委員会

著者名(英語)： R&D committee on Current status and issues of lightning protection technology for railway systems

キーワード：鉄道電気システム、耐雷設計、雷害事例,Railway electrical systems, Lightning protection design, Lightning damage cases

要約(日本語)：我が国において、安全・安定輸送を実現している鉄道インフラは，技術集約的な巨大なシステムとなっているため，小さなトラブルが大きなトラブルに発展することが多く，極めて高い信頼度が要求されている。他方，地方における廃線も問題となっており，少子高齢化社会の一層の進展を見据えれば，現状の鉄道の信頼度を維持しつつの保守性の向上やコストダウンも求められている。現在鉄道において主流となっている電気鉄道においては、速度制御のための電動機制御や直流給電のための変換器だけでなく、回生エネルギー有効活用のためにパワーエレクトロニクスを用いた新たな技術が導入されている。また、安全運行にとって重要な信号に関する技術もデジタル化によってより高度なものとなっている。そのため、鉄道における電気設備並びに信号設備におけるトラブルの原因として，雷が大きな割合を占めており，鉄道における信頼度向上には合理的な耐雷設計の確立が求められている。一方で鉄道会社毎に耐雷設計に関する考え方が異なる部分も散見され，統一的な雷害対策が取られているとは言い難い。 そこで、本技術報告書では，鉄道における耐雷設計の移り変わりについてまとめるとともに，近年の雷害事例について調査を行った結果を述べる。そして、これらを踏まえ、一般電力系統における耐雷設計の指針との対比を行うことで鉄道における雷害対策の課題を明らかにし、鉄道電気システムにおける耐雷設計への提言を行う。

要約(英語)：The railway infrastructure in Japan achieves sufficiently safe and stable transport- ation. The railway system is an enormous and technologically intensive one. Consequently, small problems cause serious issues. Thus, extremely high levels of reliability are required. The abandonment of railway systems in rural areas is another important issue. It is necessary to improve maintainability and make the cost low while maintaining the current reliability of the railway system based on the anticipation of an aging society with a declining birthrate. 　In electric railways, new technologies such as power electronics to utilize regenerative energy effectively, motor control and DC power supply conversion have been introduced. Additionally, digitalization has led to advancements in signal technology for safe operation. Therefore, lightning accounts for a large proportion of problems with electrical and signaling equipment on railways, and rational lightning protection design is required to improve reliability. However, the lightning protection design is dependent on railway company, and any standard countermeasures have not been established. A rational lightning protection design is required to improve the reliability of railway system. 　This technical report summarized a history of lightning protection design for railway system and presents actual lightning-caused damages. Based on this research, we clarified issues regarding lightning protection measures for railways by comparing them with guidelines of lightning protection design for electric power systems and provide recommendations for lightning protection design in electrical railway systems.

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