過電圧とは、特定のネットワークの最大定格電圧を超えていることです。サージ電圧とは、相とアース間の電圧の突然のサージを指し、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気器具にとっても危険です。この状況を防ぐために、サージ保護デバイスが使用されます。
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SPDとは何ですか？なぜそれが必要なのですか？
SPDは、最大1kV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、電流パルスをグランドに向けることにより、主電源の過電圧や雷の影響から保護します。
SPDは、低電圧配電システムでのみ使用されます。このデバイスは、産業企業と住宅の両方に適しています。
SPDには次の2つのタイプがあります。
- OPS-ネットワークサージアレスタ。
- SPE-サージ電圧リミッター。
動作原理と装置
SPDの動作原理は、バリスタの使用です。これは、印加電圧に対する半導体抵抗抵抗の形をした非線形要素です。
SPDには2種類の保護があります。
- 不平衡（コモンモード）-過電圧の場合、デバイスはインパルスをグランドに送信します（フェーズ-グランドおよびニュートラル-グランド）。
- 対称（差動）-過電圧の場合、エネルギーは別のアクティブな導体に向けられます（相-相または相-中性）。
SPDの動作原理をよりよく理解するために、 例。
回路の通常の電圧は220Vであり、この回路でインパルスが発生すると、たとえば落雷時に電圧が急激に上昇します。シャープで 電力サージ、SPDの抵抗が減少し、短絡が発生します。これにより、回路ブレーカーが動作し、回路自体が切断されます。これにより、突然の電圧降下から電気機器を保護し、高電圧パルスが流れるのを防ぎます。
SPDの種類
サージ保護デバイスには、1つおよび2つの入力があり、 に細分されます：
- 通勤;
- 制限;
- 組み合わせる。
保護装置の切り替え
スイッチングデバイスの特徴は高抵抗であり、電圧に強いインパルスが発生すると瞬時にゼロになります。スイッチングデバイスの動作原理は、避雷器に基づいています。
メイン過電圧リミッター（SPD）
主電源電圧リミッターも高抵抗が特徴です。スイッチングデバイスとの違いは、抵抗の減少が徐々に発生することだけです。サージアレスタは、設計に使用されているバリスタ（抵抗）の動作に基づいています。バリスタの抵抗は、それに作用する電圧に非線形に依存します。電圧が急激に上昇すると、直接通過する電流強度も急激に上昇します。 バリスタ など このようにして電気インパルスが平滑化され、その後、主電源電圧リミッターが元の状態に戻ります。
結合されたSPD
複合型のSPDは、避雷器とバリスタを組み合わせており、避雷器とリミッターの両方の機能を実行できます。
SPD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）-直接落雷からシステムを保護し、メイン配電盤または入力分配デバイス（ASU）に設置されます。建物がオープンエリアにあり、多くの背の高い木々に囲まれている場合は、必ずこのデバイスを使用してください。これにより、落雷の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）-ネットワークをスイッチング効果から保護するためにクラスIデバイスへの追加として使用されます。内部ネットワークの過電圧から。配電盤に取り付けられています。
- クラスIIIデバイス（過電圧カテゴリII）-残留大気サージおよびスイッチングサージから保護し、クラスIIデバイスを通過した高周波干渉を排除するために使用されます。取り付けは、通常のソケットまたはジャンクションボックスと、固定する必要のある電化製品自体の両方で実行されます。
電流放電の程度による分類：
- クラスB-45〜60kAの放電電流で空気またはガスを放電します。これらは、建物の入り口のメインシールドまたは入力開閉装置に取り付けられています。
- クラスC-40kAのオーダーの放電電流を持つバリスタモジュール。追加のボードで確立されます。
- クラスCとDは、地下ケーブルの引き込みが必要な場合に併用されます。
重要！ SPD間の距離は、配線の長さに沿って少なくとも10メートルでなければなりません。
SPDの選び方は？
SPDを選択するときに最初に行うことは、建物で使用されてい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;
- 3つのフェーズを持つTN-S。
- 3つのフェーズを持つTN-CまたはTN-C-S。
デバイスを購入するときは、維持される温度に注意を払うことも同様に重要です。ほとんどのSPD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、電気パネルを屋外に配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。
SPDを選択するときは、次の要素も考慮に入れる必要があります。
- 保護された機器の重要性;
- オブジェクトへの影響のリスク：地形（都市または郊外、平坦なオープンエリア）、特別なリスクのあるゾーン（木、山、貯水池）、特別な影響のゾーン（建物から50メートル未満の距離にある避雷針。危険です）。
SPDの設置が必要になった状況に応じて、適切なクラス（I、II、III）を選択します。
デバイスの耐電圧を考慮することも重要です。クラスIデバイスの場合、このインジケータは4kVを超えません。クラスIIデバイスは最大2.5kVの電圧レベルに耐え、クラスIIIデバイスは最大1.5kVに耐えます。
SPD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、SPDに連続的に印加される交流または直流の実効値です。このパラメータは、ネットワークの定格電圧と同じである必要があります。詳細は、IEC 61643-1、付録1の情報に記載されています。
機器を保護するためにSPDを接続するときは、負荷がかかる可能性のある定格直流または交流を考慮することが重要です。
民家でSPDを接続する方法は？
SPDは、電圧インジケーターに応じて取り付けられます：220V（1相）および380V（3相）。
配線図は、継続性またはセキュリティを目的とすることができます。優先順位を付ける必要があります。前者の場合、消費者の供給の中断を防ぐために、雷保護が一時的に無効にされる場合があります。 2番目のケースでは、数秒間でも雷保護をオフにすることはできませんが、電源を完全にシャットダウンすることは可能です。
TN-S接地システムの単相ネットワークの接続図
単相TN-Sネットワークを使用する場合は、相、ゼロ動作、ゼロ保護導体をSPDに接続する必要があります。フェーズとゼロは、最初に対応する端子に接続され、次にループによって機器ラインに接続されます。接地線は保護導体に接続されています。 SPDは導入機の直後に設置されます。接続プロセスを容易にするために、デバイス上のすべての連絡先にマークが付けられているため、問題はありません。
スキームの説明： A、B、C-電気ネットワークの相、N-動作中性線、PE-保護中性線。
参照。 デバイス自体に直接取り付けられているSPDの保護を強化するために、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
単相のものからの三相TN-Sネットワークの特徴は、5つの導体が電源から来ており、3つの相、動作中性線と保護中性線です。端子には3相と中性線が接続されています。 5番目の保護導体は、電気機器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接地システムの三相ネットワークの接続図
TN-C接地接続システムでは、作業導体と保護導体が1本のワイヤ（PEN）に結合されています。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、すでにかなり時代遅れであり、時代遅れの住宅ストックでは一般的です。最新の規格によれば、TN-C-S接地システムが使用されており、動作導体と保護導体が別々にあります。
サービス要員への感電や火災の状況を回避するために、新しいシステムへの移行が必要です。そしてもちろん、TN-C-Sシステムでは、突然のサージサージに対する保護が優れています。
3つの接続オプションすべてで、過電圧の場合、電流はアース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、インパルスがライン全体および機器に害を及ぼすのを防ぎます。
接続エラー
1.グランドループが不十分な配電盤へのSPDの設置。
このような間違いをすると、すべての電化製品だけでなく、最初の落雷時に配電盤自体も失う可能性があります。これは、グランドループが悪いと保護されないため、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合しない誤って選択されたSPD。
デバイスを購入する前に、必ず自宅で使用されている接地システムを確認してください。購入するときは、間違いを避けるために技術文書を注意深く読んでください。
3.間違ったクラスのSPDの使用。
すでに上で説明したように、サージ保護デバイスには3つのクラスがあります。各クラスは特定の配電盤に対応しており、規則や規制に従って設置する必要があります。
4.1つのクラスのみのSPDのインストール。
多くの場合、信頼性の高い保護のために1つのクラスのSPDをインストールするだけでは不十分です。
5.デバイスのクラスとその宛先が混同されています。
また、アパートの配電盤にクラスBのデバイスが配置され、建物のASUにクラスCのデバイスが配置され、電子機器の前にクラスDのデバイスが配置されることもあります。
SPDは確かに良い必要なものですが、家庭用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を覚えておく価値があります。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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