商用電気設備で使用されるトップ サージ保護装置をお勧めしますか?

商業施設には、複数のパネルや敏感な負荷にわたって、反復可能で保守可能であり、調整されたサージ保護装置戦略が必要です。 「トップ」の選択は、設置ゾーンでタイプ 1 対タイプ 2 とタイプ 3 の正しいデバイスを選択し、UL 1449 定格とシステム フィット (電圧、SCCR、接地) を使用した性能の検証に依存します。 実際には、1 つのユニバーサル デバイスではなく、段階的な保護から最良の結果が得られます。

商用サージ保護において「トップ」が意味すること

商用電気設備では、「トップ」は、データシートに印刷された最大の KA 数または最小のクランプ値を意味しません。 これは、デバイスが実際の動作条件下で予測可能な性能を発揮することを意味します。繰り返しのスイッチング イベント、可変障害レベル、長いフィーダーの実行、混合負荷 (IT、HVAC、照明、プロセス機器)。 適切に選択されたサージ保護装置は、メンテナンスの盲点や調整の問題を発生させずに、配布アーキテクチャに統合されるデバイスです。

商業環境では、住宅サイトがほとんど直面することのない運用上の制約も課せられます。ダウンタイム コスト、コンプライアンス ドキュメント、パネル スペースの制限、および建物のポートフォリオ全体で部品を標準化する必要性などです。 このため、選択はシステムの動作に焦点を当てる必要があります。つまり、SPD が上流保護、下流の機器のイミュニティ、およびファシリティ グラウンド システムとどのように相互作用するかに焦点を当てる必要があります。

商用 SPD の「トップ」は、通常、次の特徴をもつものとして特徴付けられ

• 単一の高エネルギー イベントだけでなく、繰り返しサージ ストレス下での信頼性
  
• 複数の保護層を介した調整により、アップストリーム デバイスがダウンストリーム デバイスを過負荷にしない
  
• 診断と監視により、メンテナンス チームがステータスを確認し、交換を計画できるようにします
  
• 安全なサービス方法や、適切な場合のモジュラー交換を含む保守性
  
• 3 相システムへの適合性。正しい保護モードと接地互換性を含む
  

商業選択の優先事項

• インストール ゾーンの正しい SPD タイプ (タイプ 1/2/3)
  
• UL 1449 リストと適切な電圧保護定格 (VPR)
  
• 環境に適した公称放電電流 (IN)
  
• SCCR と電気パネルとの調整との互換性
  
• 保守性: インジケータ、リモート アラーム、および交換の実用性
  

商用 SPD 設置ゾーン

商用サージ制御は、単一のコンポーネントの選択ではなく、ゾーン化されたデザインとして扱われる場合に最も効果的です。 SPD の位置によって、電気的に「見える」もの、現実的にクランプできるもの、時間の経過とともにどれだけのサージ エネルギーを吸収しなければならないかが決まります。

1) サービスの入り口 / メインの配電盤

これは、着信ユーティリティの障害と外部結合に最も近いため、最も露出の多いゾーンです。 また、施設が利用可能な障害電流が最も多く、間接的に保護するための下流回路の最大数を多くの場合、施設でもあります。

2) 配布パネルとサブパネル

これらのパネルは、入ってくる外乱と内部で生成された過渡現象の両方を経験します (特にスイッチング負荷による)。 このレベルでの保護により、分岐回路に到達するサージ エネルギーが減少し、建物全体の敏感な機器の反復ストレスを抑えることができます。

3) 敏感な機器の使用ポイント

装置レベルの保護は、上流クランプ後に残る残留過渡現象と、ローカルで生成されたスイッチング ノイズを目標としています。 商用サイトでは、これは、制御、監視システム、および電圧障害に対する耐性の低いネットワーク化された電子機器に最も関連しています。

実用的な商用設計では、通常、サージ保護装置を複数のゾーンに配置するため、各デバイスはサージ環境の一部を処理します。

タイプ 1 とタイプ 2 とタイプ 3 — どのタイプがどの場所で「トップ」ですか?

商用システムでは、「トップ」は SPD タイプを電気的役割に合わせることに依存します。 各タイプは、異なる露出プロファイルとインストール ポイント用に設計されており、実際のパネル レイアウトでは重要な制限があります。

タイプ 1 サージ保護装置 

タイプ 1 サージ保護装置は、サージ露出が最も高いシステムのサービス入口側に設置することを目的としています。 商用設備では、この装置は、大きな外乱を処理するために選択され、過渡現象がフィーダーを通過する前にクランプの最初の段階を提供します。

重要なエンジニアリング上の考慮事項には、高サージ電流を繰り返し許容する機能と、高故障レベルの環境で正しく動作する能力が含まれます。 タイプ 1 デバイスは、多くの場合、受信サービスが長く、オーバーヘッドがある場合、または頻繁にユーティリティ スイッチング アクティビティにさらされている場合に選択されます。

ただし、タイプ 1 の保護だけでは完全な解決策ではありません。 強力なサービス入口装置でさえ、特に長いフィーダーや内部スイッチング負荷が存在する場合、すべての残留トランジェントが下流のパネルに到達するのを防ぐことはできません。 唯一の線ではなく、「最前線」として扱われるのが一番です。

タイプ 2 サージ保護装置 

• FDS20C/2-275 クラス II
• 指定: タイプ2
• 分類: クラスII
• 保護モード: L1、L2、L3-PE
• 公称電圧 UN: 230/400 AC/50(60)Hz
• マックス 連続動作電圧 UC (L-N): 275 VAC/50(60)Hz
• 短絡耐性機能: 20カ
• 連続動作電流 IC: 20 µA 未満
• スタンバイ電力 PC: ≤25 MVA
• 最大放電電流 (8/20μs) IMAX: 40カ
• 公称放電電流 (8/20μs) で: 20カ
• 電圧保護レベルアップ: ≤1.3 kV
• 絶縁抵抗: ＞1000 MΩ
• 住宅の材料: UL94V-0
• 保護の程度: IP20

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A タイプ 2 サージ保護装置 通常、配布パネルとサブパネルにインストールされます。 ほとんどの商業ビルでは、タイプ 2 が実用的な主力製品であり、一般的な負荷を供給する分岐回路 (照明パネル、レセプタクル パネル、機械設備パネル、オフィス フロアのローカル ディストリビューション) を直接保護します。

商用システムは、内部で多くのスイッチング トランジェントを生成します。コンタクタ操作、モーターの始動、エレベーター ドライブ、HVAC サイクリング、電源スイッチングなどです。 タイプ 2 デバイスは、これらの繰り返しイベントによるストレスを軽減し、負荷に近づき、占有領域全体にエネルギーを分配するパネルに近づきます。

サージ保護装置タイプ 2 は、通常、主要な配電、サブディストリビューション、および重要な分岐パネルなど、施設全体に一貫して展開できるため、商用の信頼性を考慮して「トップ」です。 タイプ 1 デバイスを上流に調整すると、フロアや部門間の保護の一貫性が向上します。

タイプ 3 サージ保護装置

• SPD05-AC275I-D ClassII+III
• 指定: タイプ 2+3
• 分類: クラスIII
• 保護モード: L-N 、N-PE 、L-PE
• 定格入力電圧 UN(L-N): 230VAC、50/60Hz
• マックス 連続動作電圧 UC (L-N): 275VAC、50/60Hz
• 最大放電電流 (8/20μs) IMAX:15 ka
• 公称放電電流 (8/20μs) で:5か
• 電圧保護レベルアップ: L-N ≤1.3 kV、N-PE ≤0.5 kV、L-PE ≤1.5 kV
• 開回路電圧 UOC: 10kv
• バックアップヒューズ: 20a
• 住宅の材料: UL94V-0
• 保護の程度: IP20

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タイプ 3 サージ保護装置は、上流の保護が重い作業を行った後、装置レベルの近くで残留過渡現象を管理するために使用されます。 リードの長さが最小限に抑えられ、デバイスの電源投入ポイントを対象とする保護機能が高感度の電子機器の近くに設置された場合に最も効果的です。

サージ保護装置タイプ 3 は、上流の保護に大きく依存することを理解して選択する必要があります。 タイプ 3 を上流のステージングなしで使用すると、意図したよりも多くのストレスが発生し、長期的なパフォーマンスが安定しない場合があります。

商用環境では、通常、タイプ 3 の配置は、制御キャビネット、監視システム、ネットワーク デバイスなど、運用継続性が重要で機器の感度が高い負荷に予約されます。

クイック比較表 

表 1: 商用電気設備用の SPD タイプの選択

主な性能仕様を比較してみてください 

商用の選択は、仕様に基づいて行う必要があります。 目標は、極端な数を追跡することではなく、施設の露出、分布のトポロジ、およびメンテナンス モデルに一致する値を選択することです。

UL 1449 サージ保護装置の関連性

商用の SPD は、意図したアプリケーションに対して UL 1449 に指定されているデバイスとして評価する必要があります。 UL 1449 保護レベルを比較し、パフォーマンスの主張を検証するための標準化されたフレームワークを提供します。 商業プロジェクトでは、これは、サイト間でのエンジニアリングの提出、検査、一貫した調達をサポートします。

VPR (電圧保護定格)

VPR は、標準化された試験条件下で測定された通電電圧を示します。 耐久性が低下したり誤用したりするトレードオフが伴う場合、下位の方が自動的に「良い」とは限りません。 実用的なアプローチは、システム電圧と接続された負荷の感度に対応する VPR を選択することです。

公称放電電流 (in)

IN は、時間の経過とともに繰り返されるサージ電流に耐える SPD の能力を反映しています。 頻繁に切り替えられ、電子負荷が密に混ざり合った商業ビルでは、一般的に、評価が高いほど、繰り返しのイベントの下での耐久性が向上します。

リードの長さへの影響 (システムレベルの現実)

優れた SPD でさえ、長い導体を取り付けると、パフォーマンスが低下する可能性があります。 リードが長いと、高速過渡時の誘導電圧降下が増加し、保護された機器から見られる電圧が効果的に上昇します。 商用パネルでは、物理的なレイアウトと配線の規律は、「インストールの詳細」だけでなく、パフォーマンスの要因でもあります。

SCCR と調整

短絡電流定格 (SCCR) とパネルの利用可能な故障電流との調整を確認する必要があります。 これは、故障レベルが高くなる可能性があるメインの配電盤や大型の配電装置では特に重要です。

サージ保護装置を比較するためのスペック チェックリスト

• UL 1449 リスト + システム電圧の VPR 値が公開されています
  
• 露出レベルに応じた公称放電電流 (IN)
  
• パネルで利用可能な障害電流と SCCR に互換性があります
  
• 接地配置に一致する保護モード (該当する場合は、L-N、L-G、N-G、L-L)
  
• 機械的/サービス機能: インジケータ、リモート シグナリング、および交換可能なモジュール
  

3 フェーズの商用システムの SPD の選択

3 フェーズの選択 サージ保護装置 同じ製品を異なる定格定格で選択するだけではありません。 3 フェーズの商用システムは、より広範囲のサージ モードを経験します。つまり、位相対地、位相中性 (該当する場合)、および位相から位相への過渡過渡の範囲です。 配電網もより複雑になりがちで、パネル数が多く、フィーダーが長く、スイッチング負荷が大きくなります。

ニュートラルと接地の配置は、どのサージ パスが最も関連性があるかを決定するため、SPD の選択に強く影響します。 クリティカル モードを保護しないままにすることなく、デバイスがシステムの電圧構成と接地方法と一致して、有意義な保護を提供する必要があります。

• FDS20C/4-275 クラス II
• 指定: タイプ2
• 分類: クラスII
• 保護モード: L→PE 、N→PE
• 公称電圧 UN: 230 VAC/50(60)Hz
• マックス 連続動作電圧 UC (L-N): 275 VAC/50(60)Hz
• 短絡耐性機能: 20カ
• 連続動作電流 IC: 20 µA 未満
• スタンバイ電力 PC: ≤25 MVA
• 最大放電電流 (8/20μs) IMAX: 40カ
• 公称放電電流 (8/20μs) で: 20カ
• 電圧保護レベルアップ: ≤1.3 kV
• 絶縁抵抗: ＞1000 MΩ
• 住宅の材料: UL94V-0
• 保護の程度: IP20

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典型的な商業施設では、3 フェーズの配電が、オフィス エリアの機械的負荷、照明、およびローカル パネルに供給します。 SPD アプローチは一貫したままである必要があります。メイン サービスでのステージ プロテクション、配電パネルでの強化、感度または稼働時間の要件が正当化される場合、機器レベルの保護を追加します。

電気パネルの SPD の選択 

電気パネル アプリケーション用のサージ保護装置は、パネルの役割を念頭に置いて選択する必要があります。

メイン パネルでは、SPD の仕事は、入ってくる妨害の大きさを減らし、大きなサージ エネルギーが建物の分布に自由に移動するのを防ぐことです。 メイン パネル デバイスは、高い露出耐性、適切な SCCR、および実用的なサービス モニタリングを行うために選択する必要があります。

サブディストリビューションでは、SPD の職務が変わります。 残留トランジェントとローカルで生成されたスイッチング イベントを処理する必要があります。 これは、タイプ 2 デバイスが、占有スペースと敏感な負荷に直接供給する回路を保護するため、最も一貫した結果をもたらす場合がよくあります。

段階的なアプローチにより、各デバイスへのストレスが軽減されます。 1 つの SPD にすべての処理を強制するのではなく、複数のデバイスがワークロードを共有し、施設全体で予測可能性を向上させます。

一般的な商用のミスは、メイン ボードに 1 つの SPD のみを取り付け、すべてのダウンストリーム機器が均等に保護されていると仮定することです。 実際には、フィーダーのインピーダンス、パネルの距離、およびローカライズされたスイッチング負荷により、同じ建物全体で異なるサージ環境が作成されます。

一般的な商用シナリオ + 推奨される SPD アプローチ

IT のあるオフィス ビルディング

オフィスフロアには、高密度のスイッチング電源、ネットワーク機器、および長時間分岐回路が含まれます。 通常、フロア配電盤でサービス エントランス デバイスとタイプ 2 デバイスを使用した段階的なアプローチが最も安定した方法です。 タイプ 3 は、稼働時間と機器の感度が最も高い重要な IT キャビネット用に予約できます。

モーター/VFD を備えた産業施設

産業用地では、モーター制御、コンタクタ、および可変周波数ドライブにより、頻繁にスイッチング トランジェントが発生します。 モーター制御配電パネルのタイプ 2 デバイスは、繰り返しストレスを管理するのに役立ちます。 メイン サービスの堅牢なアップストリーム デバイスは、着信露出を減らし、選択的な機器レベルの保護は、機密制御と計測器をサポートします。

医療機器ゾーン

医療環境には、迷惑なリセットやダウンタイムが受け入れられない場合に、重要な機器が含まれることがよくあります。 焦点は予測可能な調整、つまりサービスの入口保護、臨床領域に対応する配電パネルのタイプ 2、および必要に応じて機密システムの機密性の高い保護にする必要があります。 監視とメンテナンスの可視性は特に重要です。

小売店 + 看板荷重

小売サイトは、照明、HVAC サイクリング、POS 機器、および看板ドライバーを組み合わせたものです。 配布パネルのタイプ 2 デバイスは、スイッチング関連のストレスを軽減し、テナント スペース全体の一貫性を向上させます。 ネットワーク化された POS システムと、過渡関連の障害が破壊される制御装置に対して、機器レベルの保護が正当化される場合があります。

フィーダーの長さによる多目的ビルディング

長いフィーダはインピーダンスを増加させ、サージがパネル全体に伝播してクランプする方法を変えることができます。 ステージングがより重要になります。メイン サービスで保護し、荷重に近い下流の配布ポイントで強化します。 これにより、リモート パネルが導体効果により高い残留電圧を確認する可能性が低くなります。

商用設備での保守と監視

サージ保護装置は「インストールして忘れる」ものではありません。 サージ イベント中に保護コンポーネントがエネルギーを吸収するため、時間の経過とともに劣化します。 頻繁に切り替える商業施設では、単一のイベントが劇的に見えなくても、累積ストレスが顕著になる可能性があります。

ステータス インジケータは役に立ちますが、完全な保護機能の証明として扱われるべきではありません。 デバイスは、以前のサージ露出により保護マージンが減少している間、「動作」を表示する場合があります。 これが、施設が計画された検査サイクル、利用可能な場合のイベント追跡、および高露出パネルの標準化された代替計画から恩恵を受けることが多い理由です。

保守性は、実用的な選択要因です。 モジュラー設計により、メンテナンス ウィンドウでの交換をより迅速に行うことができるため、ダウンタイムを短縮できます。 リモート シグナリングは、施設チームがパネルを繰り返し開かずに失敗したモジュールを検出するのに役立ち、より安全で効率的な操作をサポートします。

最終推奨フレームワーク 

中立的なエンジニアリング ベースの推奨プロセスは、建物の配布設計から始まり、保護層を露出ゾーンにマッピングします。 目標は、過小保護の重要な負荷を回避し、調整されていないデバイスでシステムを過度に複雑にすることを避けることです。

5 段階の商用 SPD 選択フレームワーク

1. 露出レベルと入口点を定義します (ユーティリティ、フィーダー、スイッチング負荷密度)
   
2. 適切なパネルで、タイプ 1 とタイプ 2 を使用して段階的な保護を決定する
   
3. タイプ 3 の配置が機器の近くにあることから得られる敏感な負荷を特定する
   
4. UL 1449 の評価、VPR の適合性、耐久性、および SCCR の互換性を確認する
   
5. インストールの品質を確保する: 短いリード、正しい配置、パネル間での調整
   

結論

商用電気設備では、「トップ」サージ保護装置は、タイプ、場所、および検証済みの性能に正しく一致するものです。 UL 1449 に記載されているサージ 保護装置の戦略は、サービスの入り口、配電盤、および機密機器のゾーンを横切って上演する場合に最適です。 通常、調整と設置の品質は、大型化よりも重要であり、商用システムは、予測可能で、監視可能で、時間の経過とともに保守可能な保護から最もメリットがあります。

よくある質問