サージ保護装置と三相システム用のサージプロテクターの違いは何ですか?

主な違いは、スコープと設置です。SPD はパネル レベルで電気システムを保護し (L–L や L–G などの主要な 3 相サージ モードを含む)、サージ プロテクターがエンドポイントで 1 つのデバイスを保護します。

3 相システムでは、サージ保護装置 (SPD) は、通常、過渡過電圧を制限し、サージ電流を流用することにより、3 相配電ゾーンを保護するために、サービスの入り口または配電盤に取り付けられた、配線されたパネルに取り付けられたデバイスです。

「サージ プロテクター」とは、通常、1 回の負荷 (プラグイン スタイル) に近い使用ポイント保護を指します。これは、機器端末でのサージを減らしますが、上流の配線や完全な 3 相配電ネットワークを保護しません。

この記事では、3 相の配電で使用されるサージ プロテクション デバイス (SPD) と、使用場所の保護に使用されるサージ プロテクターの違いについて説明します。

三相電気システムにおける「サージ保護装置」の意味

工学および配電の実践において、 サージ保護装置 通常、 永久に接続された保護コンポーネント に設置 サービス入口, 主な配布、または 下流のパネルボード 電力システムの過渡過電圧を制限します。

3 フェーズのコンテキストでは、パネルに取り付けられた SPD は施設の電気インフラストラクチャの一部です。 その仕事は「1 つのデバイスを保護する」ことではなく、1 つのデバイス全体のサージ ストレスを軽減することです。 電気系統のゾーン、複数のダウンストリーム回路と負荷を保護するのに役立ちます。

パネル取り付け/配布レベルの保護コンセプト

配電 SPD は、サージ エネルギーを遮断してから、施設の配線に深く伝わる場所に設置されます。 SPD は、過渡イベント中に低インピーダンスの転用経路を提供し、接続された負荷間で発生する電圧を制限します。

代表的な 3 相分布では、SPD が選択され、次のような関連するサージ モードに対応するように配線されます。

• L–G (線対地): グランドに対して上昇する相導体
  
• L–L (線間): 2 相導体間の電圧スパイク
  
• (該当する場合) N–G (中立から地面へ): 特に中性導体と敏感な負荷のあるシステムに関連する
  

SPD の実用的な有効性は、次のように大きく左右されます。 インストールされている場所、それが呼ばれるものだけではありません。 内部コンポーネントが類似している 2 つのデバイスは、パネルの位置、導体の長さ、ボンディング品質、およびリターン パスのインピーダンスによって、非常に異なる動作をすることができます。

なぜ設置場所が名前よりも重要なのですか

実際の設置では、SPD と保護された機器の間の配電配線は「理想的」ではありません。 抵抗とインダクタンスがあります。 サージは高速なイベントであるため、配線インダクタンスが実際に機器の端子に到達する電圧の主な要因となります。

パネル バスの近くに設置され、正しく接着されているパネル SPD は、より遠くにリード線が付いた装置が紙上で類似しているように見えても、サージ ストレスを効果的に軽減できます。

短い注意: 3 フェーズのサージ動作 (なぜ違うのか)

三相システムでは、サージ動作には次のものが含まれます。

位相間サージ:
イベント、障害、またはカップリング効果の切り替えにより、フェーズ間のスパイクが発生する可能性があります (L1 ～ L2、L2 ～ L3、L1 ～ L3)。 これは、L-G が許容できるように見えても、一部の機器 (ドライブや電源など) が L-L トランジェントによってストレスを受ける可能性があるため、重要です。

接地システムへの影響:
接地とボンディング ネットワークによって、サージ電流をどの程度効果的に転用できるかが決まります。 高インピーダンスのグランド パス、ボンディングが不十分な場合、または複数の並列パスが、サージ中の残留電圧を増加させる可能性があります。

インピーダンス + リード長効果:
配線インダクタンスを通る高速サージ電流により、電圧降下が発生します。 高品質の SPD でさえ、長い導体を取り付けたり、配線が不十分な場合は、「弱い」ように見えることがあります。

人々が「サージプロテクター」とはどういう意味か 

用語 サージプロテクター さまざまな製品や設置スタイルの一般的なラベルとして広く使用されています。 日常の言葉では、次のことをよく表しています。

• サージ抑制機能付きのプラグイン電源ストリップ
  
• 特定の負荷に近い使用点デバイス
  
• 機器に組み込まれた小さな保護モジュール 電源コード
  

この幅広い用途は、商用および工業用の 3 フェーズ設計で混乱を招きます。この用語は明確に伝えていないためです。

• デバイスが永続的に接続されているか、プラグインかを問わず、
  
• 実際に保護するサージモード (L–L 対 L–G)、
  
• 3 フェーズ トポロジ用に設計されているかどうか、
  
• 上流保護とどのように調整するか。
  

つまり、「サージ プロテクター」は、 消費者向け または 内蔵 期間中、 SPD (サージ保護装置) 通常、 システムレベルのエンジニアリング用語 配電の実践、標準、および設置ゾーンに関連付けられています。

これは、使用場所のデバイスが「悪い」または「役に立たない」という意味ではありません。 つまり、名前だけでは、3 フェーズ システムの適合性について十分に説明していないということです。

コアの違い: 3 相システムの SPD とサージ プロテクター 

比較表: サージ保護装置とサージ プロテクター 

1) 設置場所とシステムの役割

サービスの入り口、メインの配電盤、または配電盤に配電レベルの SPD が設置され、サージ エネルギーが施設の配線の奥深くまで伝播する前に遮断されます。 3 フェーズのコンテキストでは、1 つのデバイスだけではなく、電気システムのゾーン全体で保護をサポートします。

サージ プロテクター (一般的に使用されます) は、通常、機器またはレセプタクルの近くに配置されます。 これはローカル保護に役立ちますが、同じ 3 フェーズ ネットワークに接続されたアップストリーム フィーダー、パネル、またはその他の負荷を自動的に保護するわけではありません。

2) プライマリ ロール (ゾーン保護とデバイス保護)

SPD は、施設の電気インフラの一部です。 その目的は、複数の下流の回路と負荷にわたる過渡ストレスを軽減することです。

通常、サージ プロテクターは、特定のデバイスまたはコンセントを保護するために選択されます。 これはローカライズされたソリューションであり、商用/工業用の 3 フェーズ配電システムの完全なサージ環境に対応しない場合があります。

3) 三相システムのトポロジの適合およびサージモード

3 フェーズ システムでは、次のような複数のモードでサージを経験することができます。

• L–G (線対地)
  
• L–L (線間)
  
• N-G (中立から地面へ) 該当する場合
  

通常、3 相 SPD が選択され、システム構成に関連するモード (3 線式 vs 4 線式、デルタ対 WYE) に対応するように配線されます。 「サージ プロテクター」と呼ばれる製品の多くは、3 相用に明示的に設計されていない限り、単相指向であり、保護が不完全になる可能性があります (特に L–L イベントの場合)。

4) サージエネルギー暴露とデューティサイクル

パネルに取り付けられた SPD は、インフラストラクチャ レベルで動作し、長時間のサービス期間にわたって過渡スイッチング トランジェントを繰り返し処理する可能性があるため、一般的に露出が高くなります。

ポイント オブ ザ デバイスは、通常、ローカライズされたトランジェントを小さくすることを目的としています。 大きなサージが上流のステージングなしで負荷端に到達すると、使用ポイント デバイスは意図したよりも多くのエネルギーを吸収する必要があります。

5) 機器端子の電圧制限

使用場所保護は、機器に近接することができ、デバイス端子の残留電圧を下げるのに役立ちます。

ただし、配電レベルの SPD は、システムの初期のサージ エネルギーを低下させ、パネル、フィーダー、および複数の下流回路全体のストレスを軽減することができます。 3 フェーズの施設では、通常、1 つの保護場所だけに頼るのではなく、段階的な保護から最高のパフォーマンスが得られます。

6) 監視、メンテナンス、および交換可能性

商業用および産業用の設置には、保守性と可視性が必要になることがよくあります。 配布レベルの SPD には、メンテナンス計画をサポートするためのステータス表示とオプションのリモート シグナリング コンタクトが含まれていることがよくあります。

使用場所のデバイスは、多くの場合、基本的なインジケーターを提供し、インフラストラクチャ コンポーネントではなく、交換可能なアクセサリとして扱われます。

3 相システムの SPD タイプ

用語 SPD タイプ 通常、SPD が電力システム内でどこにどのように適用されるかを示すインストール カテゴリを指します。 3 フェーズ システムでは、タイプは露出レベルと調整に影響します。

タイプ 1 サージ保護装置

A タイプ 1 サージ保護装置 通常、サービスの入り口側で使用され、電力の妨害源の発生源またはその近くで高エネルギーのイベントを処理することを目的としています。 施設に入るサージエネルギーを削減するのに役立ちます。

何それ 交換しない:
配線距離と内部スイッチングにより、システムの奥深くで損傷を与える可能性があるため、大規模な施設でダウンストリーム保護が必要になるわけではありません。

タイプ 2 サージ保護装置

A タイプ 2 サージ保護装置 配布パネルとサブパネルに通常インストールされます。 多くの 3 フェーズの建物では、これが最も一般的な「ワークホース」レイヤーです。これは、分岐回路や負荷の近くにあるためです。

なぜパネルで一般的であるか:
内部スイッチング サージと下流の機器の相互作用が頻繁に発生する配電点で、実用的な保護を提供します。

タイプ 3 サージ保護装置

A タイプ 3 サージ保護装置 通常、機器レベルまたは使用場所で使用されます。 通常、それが最も効果的です。 アップストリーム タイプ 1 および/またはタイプ 2 保護と調整.

アップストリーム保護への依存:
3 相システムでは、最初にサージの大きさを下げるためにアップストリーム SPD がなければ、タイプ 3 デバイスだけが意図したよりも多くのエネルギーにさらされる可能性があります。

3 相サージ保護装置の選択ガイダンス 

• 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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エンジニアは通常、3 フェーズを選択します サージ保護装置 システムの電気的構成、予想されるサージ環境、およびゾーン間で保護をどのように調整するかに基づいています。

主要なエンジニアリング入力

システムの電圧と構成:
選択は実際のシステムと一致する必要があります (3 線式 vs 4 線式、デルタ対 Y 版)。 不一致は、効果のない保護モードや不適切な操作につながる可能性があります。

インストールゾーン:
サービスの入口保護は、サージの着信をターゲットにしています。 配布保護は、内部および下流の露出を対象としています。 機器レベルの保護は、敏感な負荷を対象としています。

接地配置の互換性:
接地方法は、どのモードが最も重要か、サージ電流がどのように戻るかに影響します。 ボンディングが不十分な場合、デバイスの定格に関係なく、残留電圧が増加する可能性があり

調整戦略 (段階的保護):
1 つのデバイスがすべてをカバーすることを期待するのではなく、エンジニアは段階的な保護を適用して、各レイヤーが最も適した機能を処理することがよくあります。

選択チェック (最大 6 箇条書き):

• システム トポロジ (3 線式/4 線式、デルタ/ワイヤ式) と必要な保護モードを確認する
  
• 設置ゾーンを選択します (サービスの入り口、配電盤、機器レベル)
  
• システムの公称範囲と公差範囲との定格電圧の互換性を確認してください
  
• 監視の必要性を確認する (アラームの場合はローカル表示とリモートの連絡先)
  
• リード インダクタンスを最小限に抑えるために、短く直接導体の配線を計画する
  
• エネルギーが適切に共有されるように、アップストリーム/ダウンストリーム デバイスを調整します

三相サージ保護でよくある間違い 

適切なハードウェアでさえ、誤って適用されると、パフォーマンスが低下する可能性があります。 3 フェーズのインストールでよくある間違いは次のとおりです。

• 間違った配置または長いリード: SPD をバスや配線導体から遠くに設置すると、余分な電圧が増加します。
  
• 1 つのデバイスで施設全体が保護されると仮定します。 大規模なサイトでは、複数の配布ポイントで段階的な保護が必要になることがよくあります。
  
• 上流調整なしで使用ポイント保護を使用する: 上流のサージ エネルギーが減少しない場合、機器レベルのデバイスに過度のストレスがかかる可能性があります。
  
• ボンディング/接地品質を無視する: 接合が不十分になると、インピーダンスが増加し、サージ中に機器から見える電圧が上昇します。
  
• システム トポロジを一致させずに選択する: 保護モードは、実際の 3 相構成 (3 線式 vs 4 線式、デルタ対 Y 型) に適合する必要があります。
  

この違いがなぜ OEM の 3 段階プロジェクトにとって重要なのか

OEM 3 フェーズ パネル プロジェクトでは、SPD の選択は、一般的な製品ラベルではなく、実際の統合制約によって決定されることがよくあります。 エンジニアは、特定の取り付け形式、配線モード (L–L、L–G、および該当する場合は中立的な取り扱い)、制御システムのコンタクトの監視、エンクロージャーまたは熱の制約が必要になる場合があります。 このような場合、工場の製造と中国を拠点とする OEM カスタマイズ サポートは、意図した保護戦略を変更せずに、プロジェクト固有の電気的および機械的要件を満たすために関連する可能性があります。

結論 

3 フェーズ システムでは、サージ保護装置 (SPD) は通常、パネルまたは配電盤に配電レベルのコンポーネントであり、電気システムのセクション全体の過渡ストレスを軽減します。 サージ プロテクターという用語はより広範で、多くの場合、特定の機器端末で役立つが、システム レベルの露出には対応できない場合があります。

3 フェーズ環境の場合、正しい配置、トポロジ マッチング、および調整された段階的保護は、通常、ラベルよりも重要です。 適切に設計されたサージ戦略は、保護を単一デバイスの決定ではなく、システム エンジニアリング タスクとして扱います。

よくある質問