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盤取り付け型のサージ保護デバイス（SPD）は、適切にボンディングされた電気システムと、メーカー指定の保護接地（PE）または機器接地ポイントへの短く低インピーダンスな接続に依存します。. 一般的な解決策は、盤の接地バーをバイパスして、独立した接地棒まで絶縁導線を配線することではありません。. ボンディングされていない電極、許可されていない中性線と接地の接続、または過度に長いSPD接続は、電気的危険を生じさせ、保護性能を低下させる可能性があります。.
サージ保護デバイスが機能していないと思われる場合は、システム接地、等電位ボンディング、接続長、保護モード、デバイスの状態、および協調性という保護経路全体を調査してください。緑色のステータスウィンドウだけでは、これら6項目すべてを確認することはできません。.
要点
- SPDは、承認されたPE/機器接地端子、ボンディングされた接地バー、または製品説明書および適用される規格で明示的に許可されているその他のボンディングポイントに接続してください。.
- 建物の接地電極およびボンディングシステムと統合されていない、独立した絶縁接地棒には、決してSPDを接続しないでください。.
- ～を短くする SPDの接続経路全体, （ライン、必要な遮断器やバックアップデバイス、およびPEを含む。単にパネルから大地までの距離を指すものではない）.
- 適用されるシステムおよび設置規則で分離が義務付けられているサブパネルでは、中性線と機器接地線を分離しておくこと。.
- 土壌抵抗、導通性、故障電流性能、および高周波サージインピーダンスはそれぞれ異なる測定項目であり、単一の接地抵抗値だけでSPDの設置が有効であると証明することはできない。.
- 通電中の機器の開放、ボンディング導体の変更、電極の追加、またはサービスパネルやサブパネルの接続修正には、有資格の電気工事士が必要である。.
パネル用サージ保護デバイスの実際の役割
SPDは過渡電圧を制限する その保護モードとして宣言された導体間において. 設計および電気システムに応じて、それらのモードには、線間・中性線間、線間・PE間、中性線間・PE間、または線間・線間が含まれる場合があります。.
サージ発生時、本装置は一時的な制御電流経路を提供し、保護対象の導体間に現れる電圧差を制限します。本装置はすべての落雷事象を吸収したり、すべての過電圧を恒久的に防止したり、あるいはすべてのサージを専用の電線を介して直接大地へ逃がしたりするものではありません。.
有用なエンジニアリング上の目的は 等電位ボンディングです。これは、過渡現象の発生時に、関連する導体、機器フレーム、および保護対象のインターフェースを十分に類似した電位に保つことを指します。接地電極システムは設備全体に寄与しますが、局所的なボンディング経路と接続インピーダンスが、保護対象機器に現れる電圧に強く影響します。.
用語および装置の動作については、以下を参照してください。 サージ保護装置とは何か.
危険な接地に関する神話：「SPDを専用の接地棒に直接接続せよ」“
SPDは通常、電気システムの既存の適切にボンディングされた保護接地システムを参照します。正確な許容接続点は、メーカーのドキュメントによって決定されます。.
Schneider ElectricのSPD設置説明書 は、デバイスを個別の絶縁接地へ接続することに対して明示的に警告しており、サービス接地電極システムを他の適用可能な電極および導電性の建物構成要素にボンディングすることを規定しています。.
その区別は単純明快です。
| 提案された構成 | 技術評価 | 適切な処置 |
|---|---|---|
| 短く承認された導体によってパネルのボンディングされた接地バーに接続されたSPDのPE | 製品説明書、システムトポロジー、および規格で許可されている場合に、通常意図される構成です。. | 導通、導体の配線、端子、およびメーカーの要件を確認してください。. |
| 建物の接地システムへの等電位ボンディング接続がない、独立した接地棒に接続されたSPD | 危険：個別の基準電位は、故障やサージの発生時に異なる電圧を発生させる可能性があります。. | 使用しないでください。有資格の電気技術者にボンディングおよび接地の適合性を評価させてください。. |
| 建物の接地電極システムに統合された追加の電極 | 現地の規則に従って設計およびボンディングされている場合は、適切な場合があります。. | これをSPDの指定されたPE接続の代わりとしてではなく、設備全体の接地プロジェクトとして扱ってください。. |
| 任意の金属管、盤面、または構造部材に接続されたSPD | その地点が承認された連続的かつ適切にボンディングされた端子であると確認されない限り、安全ではありません。. | メーカー指定の接地ポイント、または適合性が確認された代替手段を使用してください。. |
| 下流のサブパネルでPEに接続されたSPDの中性線 | 必要な中性点－接地間の分離に違反し、不要な電流経路を形成する可能性があります。. | 中性点接地（ニュートラル・グラウンド・ボンド）の追加や移動は行わないでください。専門家によるトポロジーの確認を受けてください。. |
複数の接地極を使用すること自体は誤りではありません。問題となるのは 非結合の、個別に基準化された接地電極. 適切に設計された接地電極システムは、必要な共通ボンディング基準を維持しながら、相互接続された複数の電極を含むことができる。.
SPDには専用の接地線が必要か？
メーカーが指定する接地またはボンディング接続が必要です。専用のPE導体や端子を備えた機器もあれば、承認された統合パネル構成を介して接続する機器もあります。.
“「専用」とは機器の意図された接続方法を指すものであり、建物の保護ボンディングシステムをバイパスしたり、独立した接地棒を設置したり、あるいは中性点接地を別途作成したりすることを許可するものではありません。.
リード線の長さが通過電圧を上昇させる理由
SPDの公表されている電圧防護レベルは、規定の試験条件下で機器単体に対して確立されたものです。接続導体を流れるサージ電流によって追加の電圧降下が発生するため、保護対象機器における設置時の電圧はこれより高くなる可能性があります。.
支配的な関係式は以下の通りです。
追加の過渡電圧 ≈ 導体のインダクタンス × サージ電流の変化率
ΔU ≈ L × di/dtこれは概念的な関係であり、普遍的な予測式ではありません。実際の導体の形状、サージ波形、電流分布、結合、接続モード、および設置レイアウトが結果を決定します。.
Schneider Electricは、SPDの接続が長くなると誘導電圧降下が増大すると説明しています。 また、不必要な曲げを避け、実用上最短の配線経路にすることを推奨しています。. DEHNのSPD技術FAQ では、特定の保護レベルの文脈において、接続経路の合計を0.5 mとする基準について論じています。この値は、世界中のあらゆるSPDに対する普遍的な法的制限としてではなく、適用される製品説明書、設置フレームワーク、システム設計、および保護対象機器の耐性を考慮して解釈する必要があります。.
接続経路全体を測定する
重要な経路とは、保護対象の導体、SPD、必要な外部遮断器またはバックアップ保護装置、および承認されたPE端子間の経路のことです。.
保護対象ラインまたはバス → 必要なバックアップデバイス → SPD → 等電位ボンディングされたPE端子接地リード線が短いだけでは、長い相導体を補うことはできません。逆に、建物の接地電極導体が長いからといって、パネルのSPDがそのローカルの接地端子台をバイパスしなければならないということにはなりません。.
実用的なレイアウト改善には、SPDを保護対象のバスおよび適切なPE端子の近くに配置すること、不要なループを避けること、承認された配線方法に従うこと、および可能な場合はパネル適合機器を選択することが含まれます。導体サイズ、端子の締め付けトルク、機械的保護、電線管の使用、および離隔距離は、メーカーの規定および現地の設置規則に従う必要があります。. 金属製電線管に対する普遍的な禁止事項や、すべてのSPD導体に対して12インチの離隔を義務付ける普遍的な規則は存在しません。.
導体の配線および設置手順の詳細については、以下を参照してください。 SPD配線および設置ガイド.
メインパネルとサブパネル：中性線と接地線の接続先
中性線と保護接地の許容される関係は、供給方式、サービス機器、接地トポロジー、および現地の規定によって異なります。.
北米の多くの設置環境では、主ボンディング接続はサービス機器または適用規則で明示的に許可されたその他の場所で行われます。下流のサブパネルでは、一般的に中性線バーを絶縁し、機器接地バーを個別にボンディングします。.
サブパネルに設置されたSPDを使用して、中性線と接地線の間に余分なボンディングを作成してはなりません。配線図に従い、どの導体が宣言された保護モードに対応しているかを確認してください。デバイスにN-PE間の保護モードが含まれている場合でも、恒久的な外部の中性線-接地線ジャンパーの設置が許可されるわけではありません。.
IEC規格に基づく設置の場合、正しい接続方法は接地方式にも依存します。
| システム構成 | SPD接地に関する影響 | 検証が必要な事項 |
|---|---|---|
| TN-S | SPD設置場所において、中性線とPEは分離された導体であること。. | 適切な保護モード、PEの導通性、および許可されていないN-PE接続がないこと。. |
| TN-C-S | 上流側にPEN導体が統合されており、設計上のポイントで分離されていること。. | PEN分離の設置側が正しく、実際のネットワーク構成に準拠していること。. |
| TT | 当該設備は、設計された保護システムの一部として独自の接地電極構成を使用していること。. | 適切なSPD構成、N-PEの動作、残留電流デバイスの協調、および適用される設置規則。. |
| IT、非接地、または抵抗接地 | 対地電圧の挙動および故障状態は、直接接地システムとは異なります。. | 実際のトポロジーおよび発生し得る一時的過電圧に対して、特に適合性が宣言されたSPD。. |
TT設置の局所電極は、その設計された接地システムの一部です。それは ない 設置に必要な等電位ボンディング配置の外側にある、分離された独立電極へのSPD接続の許可。.
SPDの接地問題が疑われる場合の5つの確認事項
1. 通電中の機器を開けずにデバイスの状態を確認する
メーカーが定義したステータスウィンドウ、アラーム接点、ディスプレイ、または監視メッセージが安全に視認できる場所を確認してください。インジケーターの故障、モジュールの欠落、関連する保護装置のトリップ、筐体の損傷、熱による変色、または焦げ臭がある場合は、専門家による評価が必要です。.
緑色のインジケーターを、接地システム、接続形状、またはデバイスの選定が正しいことの証明と解釈しないでください。インジケーターは一般的にデバイス固有の状態を示すものであり、設備全体の健全性を示すものではありません。.
交換および経年劣化については、以下を参照してください。 産業用SPDの寿命とMOVの経年劣化.
2. 意図されたボンディング基準を追跡する
有資格の電気技術者が、SPDのPE端子が承認されたボンディングポイントに接続されていること、および関連するパネル、機器フレーム、サービスインターフェース、接地電極システムが適用される接地およびボンディング設計に従っていることを確認する必要があります。.
接続の緩みや損傷、腐食、ボンディングジャンパーの欠落、承認されていない端子の共用、絶縁された金属構造物への偶発的な接続がないか点検してください。外観のみで電気的導通を判断することはできません。.
3. SPD接続形状全体を評価する
保護対象の回線接続、必要な外部保護デバイス、SPD端子、およびPE戻り線を確認してください。製品の取扱説明書および適用される設置ガイダンスに基づき、接続の全長、不要な曲がり、ループ、および盤のレイアウトを評価してください。.
既存の配置が異常に長い場合は、移設、承認された代替のボンディング終端、より適した盤互換性のあるSPD、または追加の協調された下流側デバイスの使用が望ましい場合があります。通電中の導体を独自に配線し直したり、保護ボンディングを変更したりしないでください。.
4. SPDを実際の電気システムに適合させる
システム電圧、接地構成、保護モード、最大連続動作電圧、電圧保護レベル、想定故障電流、および必要な外部ヒューズまたは回路遮断器を確認してください。.
直接接地システム用に設計されたSPDは、非接地システムや抵抗接地システムには適さない場合があります。. シュナイダーの設置ドキュメントでは デバイスの適合性を判断する際に、接地構成を明確に区別しています。.
用途 SPDデータシートの読み方 モデル固有の検証および Type 1、Type 2、Type 3 SPDの比較 分類や設置位置が不明確な場合。.
5. その他の侵入経路と協調の確認
電源、Ethernet、同軸ケーブル、計装、および建物間導体は、異なるサージ経路を形成する可能性があります。保護が必要な箇所では、それらのインターフェースは、各回路機能に適した保護器を使用しつつ、設置場所の協調ボンディング構成を参照する必要があります。.
盤用電源SPDは、適切に選定された信号線用SPDの代わりにはなりません。同様に、末端用デバイスは、上流側の保護と協調させ、一般的な想定距離ではなく、そのデバイスのリスト、指示書、および市場の規則に従って設置する必要があります。.
データおよび制御インターフェースについては、 信号用サージ保護器選定ガイドを使用してください.
接地抵抗はSPDが機能するかどうかを決定するか？
接地電極抵抗は、より広範な設備設計において重要となる可能性があり、適用される規格、保護スキーム、およびエンジニアリング要件を満たさなければなりません。しかし、土壌抵抗の測定値そのものが、効果的なサージ保護を確立するわけではありません。.
DEHNは、SPDの接地に対して普遍的に要求される単一の特定の接地抵抗値は存在しないと述べています。 また、等電位ボンディングを強調しています。特定のプロジェクト、管轄区域、メーカー、またはエンジニアリングシステムがその基準を明示的に課している場合を除き、「すべてのSPDは5Ω未満が必要」や「25Ωであれば保護が保証される」といった主張は避けてください。.
関連する問いは異なります：
- 保護接地およびボンディングシステムは準拠しており、かつ連続性が確保されているか？
- SPDは承認された箇所に接続されているか？
- 保護対象のインターフェースは、調整されたボンディングシステムに基準化されているか？
- 接続は、要求される設置保護レベルに対して十分に短いですか？
- そのデバイスは、電気システムのトポロジーおよび利用可能な故障電流に対して適切ですか？
- 感度の高い機器に対して、追加の下流側保護は必要ですか？
作業を中断し、有資格の電気技術者を呼ぶべき場合
有資格者であり許可を得ている場合を除き、通電中のサービス機器の開放、カバーの取り外し、接地棒の設置、接地導体の取り外し、中性点接地接続の移動、または活線端子のテストを行わないでください。.
焦げ臭いにおい、目に見える過熱、導体の損傷、未接続の電極、原因不明の中性点接地接続、SPDインジケーターの故障、機器の損傷の繰り返し、または実際の接地トポロジーに関する不確実性がある場合は、直ちに専門家による評価を依頼してください。.
電気技術者に、SPDのモデル、設置場所、盤の種類、システム電圧、既知の接地構成、状態表示、および影響を受けている機器の詳細を伝えてください。メーカーの配線図、承認されたボンディングポイント、全接続経路、バックアップ保護、故障電流との適合性、および必要な調整済み下流側保護の確認を依頼してください。.
効果的な盤用サージ保護装置は、最も近い土壌によって定義されるものではありません。それは、安全で短く、検証された経路を通じて設置場所の電気システムに接続された、正しく選択されたSPDによって定義されます。 共通の適切にボンディングされた保護システム.