適切なサージ保護装置（SPD）構成を選択することは、電気システムを電圧サージや落雷から保護するために不可欠です。1P、1+NPE、3P、3+NPEの4つの主要なタイプがあり、それぞれが電気システムの構成と保護要件に基づいて特定の用途に使用されます。
サージ保護デバイスとは何ですか?
サージ保護装置は、電圧サージを抑制し、過剰な電気エネルギーを敏感な機器から遠ざけるように設計された電気部品です。落雷、電力網のスイッチング、電気機器の動作によって引き起こされる過渡的な過電圧から保護します。
主要コンポーネント：
- 金属酸化物バリスタ（MOV）: 主要なサージ制限要素
- ガス放電管 （GDT）高エネルギーサージに対する速効保護
- サーマルディスコネクタ: 故障した部品を切断する安全機構
- ステータス指標: デバイスの動作と健全性の視覚的な確認
SPD 構成タイプ: 完全な比較
| 構成 | ポール保護 | 代表的な用途 | 定格電圧 | 設置場所 |
|---|---|---|---|---|
| 1P | ラインからニュートラルへ | 単相負荷、住宅用回路 | 120V、230V | サブパネル、機器保護 |
| 1+NPE | ライン + ニュートラル + アース | 完全保護付き単相 | 120V、230V | メインパネル、重要な機器 |
| 3P | 3つのフェーズのみ | 三相モータ負荷 | 208V、480V、600V | 産業用モーター制御 |
| 3+NPE | 全相 + 中性線 + アース | 完全な三相システム | 208V、480V、600V | メインサービスパネル、データセンター |
1Pサージ保護デバイス
定義
単極 SPD は 1 本の線路導体を保護します。通常、単相回路の線路と中性線の間に設置されます。
主な用途:
- 住宅用パネルの分岐回路保護
- 個々の機器の保護
- カスケードシステムにおける二次保護
- 敏感な電子機器の使用現場での保護
技術仕様：
- 定格電圧: 120V、230V、277V
- 現在のレーティング: 20kA～100kA（8/20μs波形）
- 応答時間: 25ナノ秒未満
- インストール： シングル DINレール 空間
⚠️ 安全に関する配慮1P デバイスは中性線やアース線を保護しないため、サージ エネルギーの潜在的な経路が残ります。
1+NPEサージ保護デバイス
定義
包括的なサージ軽減のために、ライン、ニュートラル、保護アース導体をカバーする強化された単相保護。
主な利点
- 完全な単相回路保護
- 中性点サージの除去
- 機器の接地保護
- コモンモードノイズ低減
アプリケーション
- 住宅用主電気パネル
- 商用単相機器
- 医療機器の保護
- データ処理装置
- HVAC制御システム
技術仕様：
- 保護されたモード: LN、L-PE、N-PE
- 公称放電電流: モードごとに5kA～25kA
- 最大連続動作電圧（MCOV）: 275V AC
- 設置スペース: 2～3個のDINレールモジュール
3Pサージ保護デバイス
定義
3 極 SPD は、モーター負荷および 3 相機器用に設計されており、中性線またはアース保護なしで 3 相導体を保護します。
最適なアプリケーション:
- 三相モーター保護
- 中立要件のない産業機械
- 可変周波数ドライブ（VFD）保護
- 三相暖房システム
- デルタ接続負荷
技術的特徴:
- 保護モード: L1-L2、L2-L3、L3-L1
- 定格電圧: 208V、480V、600V、690V
- 現在の容量: 相あたり25kA～200kA
- コーディネーション: モーター保護装置と併用するように設計されています
⚠️ 重要な制限事項: 中性線またはアース線を保護しません。中性線の保護を必要とする Y 字接続システムには適していません。
3+NPEサージ保護デバイス
定義
包括的なシステム保護のために、すべての相導体、中性線、保護アースを含む完全な三相保護を実現します。
包括的な保護モード:
- フェーズ間: L1-L2、L2-L3、L3-L1
- 相中性線: L1-N、L2-N、L3-N
- 位相対地間: L1-PE、L2-PE、L3-PE
- 中性点接地: N-PE
重要なアプリケーション:
- 主電気サービスパネル
- データセンター配電
- 医療施設の保護
- 製造制御システム
- ビルディング・オートメーション・システム
- 非常用電源システム
技術仕様：
- 定格電圧: 120/208V、277/480V、347/600V
- 現在のレーティング: 総放電電流50kA～300kA
- インストール: 4～6 DINレールスペース
- 規格遵守: UL 1449, IEC 61643-11
適切なSPD構成を選択する方法
ステップ1：電気システムのタイプを特定する
単相システム（120V、230V）：
- 住宅：1+NPEを推奨
- 個別機器: 非クリティカル負荷の場合は1Pが許容される
- 重要なシステム: 常に 1+NPE を使用する
三相システム（208V、480V、600V）：
- 中性線付き: 3+NPE が必要
- 中性線のないデルタシステム：3Pで十分
- 重要な設備: 構成に関係なく常に 3+NPE
ステップ2: 保護要件を評価する
| 保護レベル | 推奨構成 | 代表的な用途 |
|---|---|---|
| 基本 | 1Pまたは3P | 非クリティカル負荷、基本保護 |
| 標準 | 1+NPEまたは3+NPE | 商業ビル、標準装備 |
| 強化された | カスケード保護付き 3+NPE | データセンター、病院、製造業 |
ステップ3: 設置場所を検討する
サービス入口（タイプ1）：
- 常に完全な保護を使用してください: 1+NPE または 3+NPE
- 高電流定格（100kA以上）
- ユーティリティ切断と調整
配電盤（タイプ2）
- システム構成を一致させる
- 中程度の電流定格（50～100kA）
- カスケード調整を考慮する
装備レベル（タイプ3）：
- 個別の負荷には1Pが許容される
- 低電流定格（10～50kA）
- 保護された機器のすぐ近く
インストールのベストプラクティス
配線要件
リード長の最小化:
- リード全長最大12インチ
- 可能な限り短い導体を使用する
- 急カーブやループを避ける
- V字配線構成を検討する
導体のサイズ:
- 50kAまでの接続には最低12 AWGが必要です
- 50～100kAデバイスには10AWGを推奨
- 100kAを超えるデバイスには8AWGが必要
- 撚り銅導体を使用する
保護装置との連携
上流保護:
- サーキットブレーカー: 住宅用最大100A
- ヒューズ: 電流制限型を使用する
- 時間と電流の調整が重要
- 選択的な調整要件を考慮する
🔧 専門家のヒント: 保護効果を最大限に高めるには、SPD をサービス入口のできるだけ近くに設置し、可能であれば導体の長さを 6 インチ未満にします。
コードの遵守および基準
国立電気コード（NEC）の要件
第285条 – サージ保護装置:
- タイプ1：サービス機器の設置
- タイプ2: フィーダーおよび分岐回路の保護
- タイプ3: 使用時点アプリケーション
- 交換可能なデバイスに必要な切断手段
インストール要件:
- 指定されたデバイスが必要（UL 1449）
- 適切な接地が不可欠
- 過電流保護協調
- メンテナンスのしやすさ
国際基準
IEC 61643-11（国際）:
- 分類： クラスI、II、IIIデバイス
- テストパラメータ: 8/20μs電流波形
- 電圧保護レベル（上） 要件
- 一時的過電圧（TOV）テスト
安全に関する警告と専門家の推奨事項
⚠️ 重要な安全要件:
- 専門家による設置が必要SPDの設置には主電気パネルが関係し、資格のある電気技師が必要です。
- コードの遵守: 設置は地域の電気規格および検査要件を満たす必要があります
- 適切な接地: 接地が不十分だと保護効果が低下し、安全上の危険が生じます
- 過電流保護すべてのSPDには適切な上流過電流保護装置が必要です
- 定期検査: ステータスインジケーターを毎月チェックし、故障したデバイスを直ちに交換します
🚨 SPD 障害の警告サイン:
- ステータスインジケータが障害状態を表示します
- 焦げ臭い臭いや目に見える損傷
- 上流保護装置のトリップ
- 嵐時の異常な機器の動作
一般的な SPD の問題のトラブルシューティング
問題: SPDトリップ保護装置
原因がある：
- 上流保護の規模が小さい
- 複数の同時サージ
- 寿命を迎えたデバイスの故障
- インストールエラー
解決策:
- 上流デバイスとの連携を確認する
- 設置配線と接続を確認する
- 古くなったデバイスを交換する（通常、寿命は5～10年）
- 資格のある電気技師に相談する
問題: 不十分な保護性能
原因がある：
- システムタイプに対する SPD 構成が間違っています
- リード長が長すぎる
- 接地経路保護の欠如
- 不適切なデバイス評価
解決策:
- SPD構成を電気システムに合わせる
- 導体の長さを最小化する
- 完全保護構成へのアップグレード
- 電圧と電流の定格を確認する
クイックセレクションリファレンスガイド
住宅用アプリケーション
- メインパネル: 1+NPE、120/240V、50-100kA
- サブパネル: 1Pまたは1+NPE、25-50kA
- 重要な機器: 1+NPE 使用時点保護
商業ビル
- 単相システム: 1+NPE、システム電圧に一致
- 三相システム: 3+NPE、208Vまたは480V
- データ機器: UPSコーディネーションによる3+NPE
産業施設
- モーター負荷: デルタシステムに適した3P
- 制御システム: 3+NPE が必要
- 重要なプロセス: 複数のSPDタイプによるカスケード保護
よくある質問
1P サージ プロテクタと 1+NPE サージ プロテクタの違いは何ですか?
1P はライン導体のみを保護しますが、1+NPE はライン導体、中性導体、およびアース導体を保護します。1+NPE は、単相システムのすべてのサージ パスに対して包括的な保護を提供します。
中性線付き三相システムで 3P デバイスを使用できますか?
可能ではありますが、推奨されません。3P機器は中性線を保護しないため、機器は中性線アースサージの影響を受けやすくなります。中性線のあるシステムでは、必ず3+NPEを使用してください。
どのような電流定格を選択すればよいかどうすればわかりますか?
設置場所に応じて選定してください。引込口には100kA以上、配電盤には50～100kA、機器保護には10～50kAを選定してください。地域の雷状況と電力系統の特性を考慮してください。
SPD が故障したらどうなりますか?
高品質のSPDには、故障したコンポーネントを安全に遮断するサーマルディスコネクタが搭載されています。ステータスインジケータがデバイスの状態を表示します。保護を維持するために、故障したデバイスを直ちに交換してください。
SPD を設置するには電気技師が必要ですか?
はい、SPD の設置には電気パネル作業が必要であり、規則の遵守と安全性を確保するために資格のある電気技師が行う必要があります。
SPD はどのくらいの頻度で交換する必要がありますか?
ステータスインジケーターを毎月点検してください。故障状態が見られる機器は直ちに交換してください。一般的な寿命は、サージ電流や環境条件によって異なりますが、5～10年です。
複数の SPD タイプを一緒にインストールできますか?
はい、タイプ1、タイプ2、タイプ3のデバイスを使用したカスケード保護により、保護が強化されます。デバイス間の適切な調整と間隔を確保してください。
どのような電圧定格を選択すればよいですか?
システムに適した最大連続動作電圧 (MCOV) 定格の SPD を選択します。120/240V システムの場合は 275V、208V システムの場合は 320V、480V システムの場合は 460V です。
専門家による設置の推奨
サージ保護機器の選定と設置は、電気安全と機器の保護に大きく影響します。資格を持った電気技師に相談し、重要な用途には専門的なサージ保護システムの設計をご検討ください。NEC第285条に従って適切に設置することで、最適な保護と規格への適合が確保されます。
