設置の手順と要件について教えてください。

落雷保護・過電圧保護は、国内外の法令や標準に精通した有資格の電気技師のみが設置、操業、管理することができます。特に、配線長、有効保護エリア、サージ保護デバイスのヒューズ保護に関する規範的な要件を遵守する必要があります。

アプリケーションの領域

制御盤の電気設備

サージ保護デバイスは、必ずケーブルが制御盤に引き込まれる場所に設置します。この場所に設置することで、制御盤への干渉を防止します。干渉は制御盤の入り口で直接迂回されます。

Type I 避雷器

原則として、サージ保護デバイスは電気設備の電源供給点にできる限り近い位置に設置する必要があります。適切なSPDを挿入することで、絶縁協調に従った電圧制限が保証されます。これにより、下流の設置機器を保護します。

  • これらの強力な干渉パルスは、電源引込口または主分電盤でType Iの雷電流アレスタによって直接大地に放散され、電圧は6 kV以下に制限されます。
  • 建物に外部雷保護設備または架空線による引き込みがある場合は、電力量計の前後にType Iのアレスタを設置しなければなりません。
  • 電力量計の上流には、漏れ電流のないアレスタ(LCF =Leakage Current Free)のみ使用できます。

Type II サージ保護アレスタ

主分電盤から二次分電盤までの絶縁耐性は4 kVです。サージアレスタ(Type II)は通常、二次分電盤に設置され、電圧を4 kV未満に制限します。

  • 建物に外部避雷設備がなく、架空線からの電源供給もない場合、Type IIアレスタは主配電盤に設置します。このような場合、アレスタは電力量計の後に設置しなければなりません。

Type III 過電圧保護アレスタ

二次分電盤から末端機器までの絶縁耐性は2.5 kVです。末端機器用過電圧保護(Type III)は、最終的に保護対象機器の表側に直接設置され、電圧を2.5 kV未満に制限します。

  • DINレールソリューションだけでなく、ケーブルダクト内の差し込みブッシュのすぐ後ろに設置できる製品もご用意しています。

配線と設置

配線と過電圧保護

すべてのSPDには接地端子があります。関連する等電位ボンディングレール用の接地線は、このポイントに接続する必要があります。配線が1 cm長くなるごとにSPDの残留電圧が増加するため、できるだけ短く断面積が大きい接地線を使用する必要があります。

  • 経験則:ケーブル1 m = 1 kVの電圧降下

Type Iアレスタでは、両方の接地接続端子を接続する必要があります。片方のケーブルは建物の等電位ボンディングに接続し、もう片方のケーブルは設備のPE導体(保護接地導体)に接続します。

ケーブル長

ケーブル長

誘導性導体抵抗のため、過渡的な電圧サージは急速に数千ボルトの電圧降下を引き起こす可能性があります。これにより、SPDの効果的な保護レベルが著しく低下し、SPDを使用しているにもかかわらず、設備や保護対象機器の耐電圧が超えてしまう可能性があります。最悪の場合、機器の損傷や焼損、火災につながる恐れもあります。

  • このため、規格ではSPDの接続ケーブル長を最大0.5m以下に制限しています。
  • この設置は、いわゆるV結線または単一分岐配線で実現できます。

V結線

  • V結線

入力側および出力側のケーブルはSPDの端子に直接接続されます。これによりV字型の接続形状になります。この方法により、配線長を最小限に抑え、電圧上昇や接触抵抗が抑えられます。

単一分岐配線

  • 単一分岐配線

ケーブルは主回路から分岐し、サージ保護デバイスに直接接続されます。これによりT字型の接続形状になります。配線が長くなり、追加の接触抵抗が発生する可能性があるため、配線により高い干渉が発生する可能性があります。

保護領域

配線長保護領域

確実に保護するために、サージ保護デバイスは電気システムの引込点にできる限り近い位置に設置する必要があります。例えば住宅の場合、デバイスはメーターキャビネットの底部接続エリアにある主電源引込口のすぐそばに設置します。

建物内の電位固有の干渉源も考慮する必要があります。このような場合には、発生源にできるだけ近い場所にもサージ保護デバイスを設置する必要があります。

配線長保護領域

規格(VDE 0100-534)では、サージ保護デバイスと保護対象デバイス間の最大距離(有効保護範囲)が規定されています。

  • ケーブルの長さは10 m以下でなければいけません(上の図を参照)。
  • この距離を維持できない場合は、追加のサージ保護デバイスを保護対象デバイスにできるだけ近い場所に設置する必要があります。

配線断面積

配線断面積

原則として、SPDへの接続ケーブルには、外導体(L1/L2/L3)および中性導体(N)と同じケーブル断面積を選択します。

規格IEC 603640100-534(VDE 0100-534)では、Type IおよびType IIのSPDに必要な最小断面積が以下のように定められています。

TypeSPDとライン導体間の配線SPDと主接地バスバーまたは保護接地(PEまたはPEN)間の配線
I6 mm2 Cu(銅線)16 mm2 Cu(銅線)
II2.5 mm2 Cu(銅線)6 mm2 Cu(銅線)

安全上の理由から、SPDは、設置の種類と接続ケーブルの断面積に合わせて設計された過電流保護素子(F2)によって、短絡または過負荷から保護されます。

短絡耐量(Isccr)が50 kAおよび25 kAのサージ保護デバイスにおけるケーブル断面積とバックアップ保護の例を、表に示しています。

サージ保護デバイスのヒューズ保護

サージ保護デバイスのヒューズ配線図

通常動作時、SPDは受動的な非導電性コンポーネントとして機能します。電流の流れは、サージ電圧の場合または保護コンポーネントの耐用年数の終わりにのみ発生します。このため、SPDは過電流保護素子(F2)によって短絡または過負荷から保護されます。

  • 追加の保護(F2)は、システム側のヒューズF1の公称値がメーカーによって指定されたSPDの最大電流よりも大きい場合のみ必要となります。
  • ヒューズとサーキットブレーカーを使用できます。
  • あるいは、ヒューズ内蔵型のサージ保護デバイスも設置できます。

ヒューズ定格電流

  • ヒューズには、過負荷の場合に接続を解除して電気回路を遮断する溶融装置が搭載されています。
  • ヒューズは使い捨て部品で、作動後には交換する必要があります。
  • 図は、10/350 µsの雷インパルス電流に対するヒューズの挙動を示しています。特に小型のヒューズでは、雷電流耐量が厳しく制限されます。
  • ヒューズは、SPDに指定された定格電流を考慮して選択する必要があります。配線保護(F2)が実際に雷電流を流せること、寸法に合わせた最大バックアップヒューズが選択されていることを確認してください。

  • サーキットブレーカー(LSスイッチ)は、熱起動器による過負荷保護と、電磁トリップによる短絡保護を提供します。
  • サーキットブレーカーは再投入が可能で、繰り返し使用できます。
  • サーキットブレーカーを挿入する場合、その値(Icu)または(Icn)は、雷/放電電流(gGヒューズなど)を流すのに十分な大きさで、つまりIimpより大きい必要があります。
  • サーキットブレーカーの詳細については ダウンロードのアプリケーションノートを参照してください。

ヒューズ内蔵VPU AC I

  • ヒューズ(F2)を追加する場合、スペースや配線長が必要です。信頼性の高い代替手段は、ヒューズ内蔵サージ保護デバイスです。
  • 主ヒューズ定格F1(315 Aを超える場合)でも、サージ保護デバイスの上流に追加のバックアップヒューズ(F2)が不要なので、計画と設置が簡単です。
  • VPU AC Fシリーズは、ヒューズとSPDの状態を監視します。

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