過電圧とは、特定のネットワークの最大電圧を超えることです。サージ電圧とは、位相とグランドの間の電圧の急激なジャンプを指し、これには数分の 1 秒かかります。このような電圧降下は、ラインだけでなく、それに接続されている電化製品にとっても危険です。このような事態を防ぐために、サージプロテクタが使用されます。
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サージプロテクタとは何ですか? また、その機能は何ですか?
サージ プロテクタは、最大 1 kV の電気設備を保護するサージ保護デバイスです。このデバイスは、電流パルスをアースに迂回させることにより、送電網の過電圧や落雷から保護します。
サージ プロテクタは、低電圧配電システムでのみ使用されます。この装置は、産業プラントと住宅の両方に適しています。
SPD には次の 2 種類があります。
- OPS - 電源サージ抑制器;
- OIN - サージ電圧リミッター。
動作原理と装置
SPD の動作原理は、バリスタ (印加電圧に対する抵抗の半導体抵抗器の形をした非線形要素) の使用です。
SPD には 2 種類の保護があります。
- 不平衡 (同相) - 過電圧が発生すると、デバイスはパルスをグラウンドに向けます (フェーズはグラウンドに、ニュートラルはグラウンドに)。
- 対称 (差動) - 過電圧が発生すると、エネルギーが別のアクティブな導体 (フェーズ - フェーズまたはフェーズ - ニュートラル) に送信されます。
サージプロテクタの原理をよりよく理解するために、ここに小さなものがあります 例。
回路の通常の電圧は 220 V ですが、まさにこの回路でパルスが発生すると、電圧が急激に上昇します。雷が落ちたとき。突然のとき 電圧スパイクサージプロテクタのサージはその抵抗を減少させ、短絡を引き起こし、それがサーキットブレーカをトリガーし、その後回路自体の切断につながります。したがって、電気機器は電圧の急激な変化から保護され、高電圧パルスが通過するのを防ぎます。
サージプロテクターの種類
サージ電圧サージ プロテクタには、シングル入力バージョンとデュアル入力バージョンがあります。 次のように細分されます。
- スイッチング;
- 制限;
- 組み合わせた。
スイッチングサージプロテクタ
スイッチングデバイスの特徴は、強い電圧インパルスが発生すると瞬時にゼロに低下する高抵抗です。スイッチングデバイスの動作原理は、サージアレスタに基づいています。
サージサプレッサ（サージサプレッサ）
過電圧アレスタは、抵抗が高いという特徴もあります。抵抗の減少が緩やかであるという点でのみスイッチングデバイスと異なります。サージアレスタは、その構造に使用されるバリスタに基づいています。バリスタの抵抗は、印加される電圧に対して非線形の関係にあります。電圧が急激に上昇すると、バリスタに直接流れる電流も急激に増加します。 バリスタ したがって 電気インパルスが平滑化された後、ライン電圧リミッターは元の状態に戻ります。
コンビネーションサージプロテクタ
コンビネーションサージプロテクタは、サージアレスタとバリスタの両方を組み合わせ、サージアレスタとサプレッサの両方として機能できます。
サージプロテクタのクラス
保護の程度に応じて、デバイスには 3 つのクラスしかありません。
- クラス I デバイス (過電圧カテゴリ IV) - 直撃雷からシステムを保護し、主配電盤または入出力開閉装置 (IED) に取り付けられます。建物が開けた場所にあり、多くの背の高い木々に囲まれている場合は、このデバイスを使用することが必須です。これにより、雷にさらされるリスクが高まります。
- クラス II デバイス (過電圧カテゴリ III) - クラス I デバイスの補足として使用され、スイッチング効果、つまり内部ネットワーク過電圧からネットワークを保護します。分電盤に設置されています。
- クラス III デバイス (過電圧カテゴリ II) - 残留大気およびスイッチング過電圧から保護し、クラス II のデバイスを通過する高周波干渉を排除するために使用されます。取り付けは、従来のソケットまたはジャンクションボックスと、固定する必要がある電化製品自体の両方で行われます。
現在の放電の程度による分類：
- クラス B - 放電電流が 45 ～ 60 kA の空気またはガス放電。それらは、建物の入り口の主配電盤または入力分配装置に設置されています。
- クラス C - 放電電流が約 40 kA のバリスタ モジュール。それらは追加のパネルに取り付けられています。
- クラス C と D は、地下のケーブル エントリが必要な場合にタンデムで使用されます。
重要！ SPD 間の距離は、配線の長さに沿って少なくとも 10 メートル必要です。
サージプロテクターの選び方は？
サージ プロテクタを選択するときに最初に行うことは、建物で使用される接地システムを決定することです。
接地システムには次の 3 つのタイプがあります。
- TN-S 単相;
- 三相のTN-S;
- 三相のTN-CまたはTN-C-S。
ユニットを購入する際には、温度許容範囲に注意を払うことも同様に重要です。ほとんどのサージ プロテクタは、-25 までの温度で動作するように設計されています。お住まいの地域の気候が非常に寒く、冬が厳しい場合は、スターター パネルを屋外に設置しないでください。そうしないと、デバイスが故障します。
サージ プロテクタを選択するときは、次の要素も考慮する必要があります。
- 保護する機器の重要性。
- オブジェクトへの暴露のリスク: 地形 (都市または郊外、平らな開けた地形)、特別なリスクのある領域 (樹木、山、水)、特殊効果のゾーン (建物から 50 メートル以内の雷線。危険です）。
SPD をインストールする必要が生じた状況により、適切なクラスが選択されます (I、II、III)。
デバイスの耐電圧を考慮することも重要です。クラス I のデバイスの場合、この数値は 4 kV を超えません。クラス II デバイスは最大 2.5 kV、クラス III デバイスは最大 1.5 kV の電圧レベルに耐えます。
サージ プロテクタを選択する際のもう 1 つの重要なパラメータは、最大連続動作電圧です。これは、サージ プロテクタに永続的に適用される AC または DC 電流の実効値です。このパラメータは、ネットワークの定格電圧と等しくなければなりません。詳細は、IEC 規格 61643-1、付録 1 に記載されています。
サージプロテクタを接続して機器を保護する場合、負荷に供給できる定格 DC または AC 電流を考慮することが重要です。
個人の家にサージプロテクターを接続する方法は？
SPD の取り付けは、定格電圧 220V (1 相) と 380V (3 相) に応じて行われます。
接続スキームは、継続性または安全性を目的とすることができます。優先順位を決定する必要があります。最初のケースでは、消費者への供給の中断を防ぐために、雷保護が一時的に停止することがあります。 2 番目のケースでは、雷保護システムを数秒間でも切断してはなりませんが、電源を完全に切断することは可能です。
単相 TN-S 接地システムの配線図
単相 TN-S ネットワークを使用する場合、相、ニュートラル操作、およびニュートラル保護導体を SPD に接続する必要があります。位相とゼロは、最初に対応する端子に接続され、次に機器ラインにループされます。 PE 導体は保護導体に接続されています。サージプロテクタは、入力サーキットブレーカの直後に取り付けられています。接続プロセスを容易にするために、デバイスのすべての接点がマークされているため、問題はありません。
図の説明: A、B、C - 電気ネットワークのフェーズ、N - 作業中性線、PE - 保護中性線。
ヒント。 SPD をさらに保護するために、デバイス自体に直接配置されたヒューズを使用することをお勧めします。
TN-S接地システムの三相ネットワークの配線図
TN-S 3 相ネットワークは、電源から 5 つの導体、3 相、動作中性導体、および保護中性導体があるという点で、単相ネットワークとは異なります。三相と中性線が端子に接続されています。 5番目の保護導体は、アプライアンスの本体とアースに接続されています。つまり、一種のジャンパーとして機能します。
TN-C 三相システムの配線図
TN-C 接地接続システムでは、保護導体と保護導体が 1 つの導体 (PEN) にまとめられています。これが TN-S 接地との主な違いです。
TN-C システムはよりシンプルで、すでに時代遅れであり、古い住宅ストックでは一般的です。現代の規格によれば、TN-C-S接地システムが使用されており、中性作業導体と中性保護導体が別々に配置されています。
サービスマンへの感電や火災の発生を避けるために、新しいシステムへの切り替えが必要です。そしてもちろん、TN-C-S システムは、突然の過電圧に対するより優れた保護機能を備えています。
3 つのバリエーションすべてで、サージ電流は接地ケーブルまたは共通の保護導体を介してアースに送られ、パルスがライン全体と機器に損傷を与えるのを防ぎます。
配線エラー。
1. 接地ループが不十分な電気室にサージ プロテクタを設置する。
このような間違いを犯した場合、最初の落雷ですべての電化製品だけでなく、パネル自体も失う可能性があります。これは、グランド ループの不良による保護が役に立たないため、保護されないためです。
2. 使用されている接地システムに適していない、不適切なサージ プロテクタ。
デバイスを購入する前に、自宅でどのような接地システムが使用されているかを確認し、デバイスを購入するときは、間違いを避けるために技術文書をよく読んでください。
間違ったタイプのサージ プロテクタを使用している。
上記で既に説明したように、サージ保護には 3 つのクラスがあります。各クラスは特定のパネルに対応しており、規則や規制に従って設置する必要があります。
4. 1 つのクラスのサージ プロテクタのみを取り付けます。
多くの場合、信頼性の高い保護を実現するには、1 つのクラスのサージ プロテクタを取り付けるだけでは十分ではありません。
5.クラスと目的地が混同されています。
また、アパートの配電盤にはクラス B のデバイスが、建物の配電盤にはクラス C のデバイスが、電子機器の前にはクラス D のデバイスが設置されることもあります。
もちろん、SPDは必要なものですが、家の電源での使用は必須ではありません。このデバイスを接続する場合は、接地システムごとに個別に選択されることに注意してください。このため、トラブルを避けるために、購入直前に経験豊富な電気技師のサービスを利用することをお勧めします。
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