2025-07-15
サージ電圧とは、電力コンセントや電気システムを流れる電圧が突然かつ短時間で上昇することを指します。これらのサージは、落雷、電力網の変動、または高出力の電気機器の動作など、さまざまな理由で発生する可能性があります。
電気システムは、機器を損傷させ、コストのかかるダウンタイムを引き起こし、システムの信頼性を損なう可能性のある電圧スパイクとサージに対して脆弱です。過渡電圧サージは、回路ブレーカーの動作、VFD、モーター、変圧器、コンデンサバンクの動作、または電力ネットワークの切り替えなど、多くの状況によって引き起こされる可能性があります。低電圧サージ保護デバイス（SPD）は、これらの有害な電気的障害から敏感な機器を保護する上で重要な役割を果たします。
SPDとは何ですか？
サージ保護デバイス（SPD）は、過渡過電圧として知られる電気的サージから電気設備を保護するために使用されます。
なぜSPDが重要なのか？
機器の損傷を防止：SPDは、サージ電流を電気システムからそらすことで電圧サージを制限し、敏感な機器の不可逆的な損傷を防ぐのに役立ちます。
信頼性の向上：過渡過電圧からシステムを保護することにより、SPDは一貫したパフォーマンスを保証し、予期しない故障やダウンタイムのリスクを軽減します。
費用対効果の高い保護：SPDは、電気システムを保護するための手頃な方法であり、潜在的な修理または交換費用と比較して、低コストで長期的な保護を提供します。
多様な用途：SPDは、タイプ定格に応じて、産業システム、通信インフラストラクチャ、プロセス制御システム、さらには家庭用電化製品を保護するための住宅用電気パネルなど、幅広い施設に適しています。
SPDの仕組み
SPDは、サージイベント中に回路に供給される電圧を制限することによって機能します。SPDは、金属酸化物バリスタ（MOV）を介してサージに低インピーダンスパスを提供し、過剰なサージ電流を吸収またはアースにそらし、電気機器が安全な電圧レベル内で動作し続けるようにします。通常の動作電圧では、SPDは高インピーダンス状態を維持するため、システムのパフォーマンスを妨げません。
SPDの種類
SPDは、意図された配置と用途に基づいて、3つの主なタイプに分類されます。
タイプ1 SPD
- 目的：直撃雷など、高エネルギーサージから保護するように設計されています。
- 設置：メインサービストランスの入り口に、メインサーキットブレーカーの前に、ユーティリティと建物の電気システムの間に設置します。
- 使用例：落雷が発生しやすい地域や、建物に外部避雷システム（避雷針など）がある場所でよく使用されます。
タイプ2 SPD
- 目的：タイプ1 SPDを通過する残留サージ、またはスイッチング操作によって内部的に生成されるサージから保護します。
- 設置：配電盤またはサブパネルに、メインサーキットブレーカーの後に設置します。
- 使用例：建物内の敏感な機器や電化製品を保護するのに適しています。
タイプ3 SPD
- 目的：個々のデバイスにローカライズされた保護を提供します。
- 設置：負荷の近く（電源タップやコンセントレベルのSPDなど）に設置します。
- 使用例：コンピューター、テレビ、医療機器などの特定のデバイスを保護します。
単相対三相アプリケーション
SPD構成の選択は、システムが単相か三相かによって異なります。これらのシステムは構造と電圧レベルが異なるためです。
単相システム
- 構成：通常、1本の活線（L）、1本のニュートラル線（N）、およびアース接続（E）が含まれます。
- 一般的な電圧：120Vまたは230V。
- SPDの選択：単相SPDは設置が簡単で、アースシステムに応じてL-N、L-E、およびN-E間の接続が必要です。
三相システム
- 構成：3本の活線（L1、L2、L3）、ニュートラル（N）、およびアース（E）が含まれます。
- 一般的な電圧：相間400Vまたは相とニュートラルの間230V。
- SPDの選択：三相システムでは、すべての活線、ニュートラル、およびアースにわたるサージを処理できるマルチポールSPDが必要です。
アースシステムとSPDアプリケーション
電気設備の接地システムは、SPDの配置と接続に影響します。一般的なアースシステムには、TN-S、TT、およびTN-C-Sシステムがあります。
TN-C-S（Terra Neutral – Combined and Separate）
このシステムは、保護多重接地（PME）システムとしても知られています。
TN-C-Sシステムでは、ニュートラル（N）とアース（PE、保護アース）導体が供給ネットワークの単一導体（PEN、保護アースニュートラル）に結合され、消費者の設置場所で分離されます。
TT（Terra-Terra）
TTシステムでは、消費者は、供給ネットワークのアースシステムとは別に、アース電極を使用して独自のローカルアース接続を提供します。
TN-S（Terra Neutral – Separate）
TN-Sシステムでは、アース（PE）とニュートラル（N）導体は、供給ネットワーク全体で分離されています。
SPD設置のベストプラクティス
SPDの調整：
メインサービストランスの入り口にタイプ1 SPD、配電盤にタイプ2 SPDを使用するカスケードアプローチを使用します。
タイプ3 SPDは、敏感な機器に追加のローカライズされた保護を提供できます。
アースに関する考慮事項：
SPDの有効性は低インピーダンスのアース接続に依存するため、アースシステムが適切に設計および保守されていることを確認してください。
アース抵抗値に関する地域の規制への準拠を確認してください。
電圧定格：
システムの絶縁耐力に対応する電圧保護レベル（Up）のSPDを選択します。
三相システムの場合、SPDが相間および相対アース電圧レベルを処理できることを確認してください。
定期的なメンテナンス：
SPDは時間の経過とともに劣化し、重大なサージイベントの後に交換が必要になる可能性があるため、機能を確保するために定期的に検査してください。
結論
SPDは、過渡過電圧から電気システムを保護する上で重要な役割を果たします。適切なSPDタイプの選択と、アースシステムとの互換性の確保は、単相および三相アプリケーションで効果的なサージ保護を行うために不可欠です。ベストプラクティスを遵守し、堅牢なアースシステムを維持することにより、施設は電気インフラストラクチャと敏感な機器への損傷を最小限に抑え、安全性と運用継続性を高めることができます。
