エレベーターのサージ保護：電源、VFD、および信号用SPDガイド

エレベーターは保護されるべきである 汎用的な「エレベーター用SPD」としてではなく、電気インターフェースごとに分類してください。“ 採用されている電気規格で規定された受電設備および遮断手段から開始してください。次に、コントローラーおよび補助電源、露出した銅製の制御線または通信線、遠隔機器、代替電源、およびボンディング経路を個別のサージ境界として評価してください。.

一般的な電源は サージ保護装置（SPD） 互換性のある電源入力に接続すべきであり、可変周波数駆動装置（VFD）の出力に自動的に接続してはなりません。正確な設置場所、保護モード、定格、バックアップ保護、および協調については、採用されている規格、エレベーターシステムのドキュメント、SPDの取扱説明書、およびプロジェクトの電気調査に基づいて決定する必要があります。.

安全上の境界： エレベーター機器には、危険な電圧、蓄積エネルギー、複数の電源、可動機械、および安全回路が含まれている可能性があります。エレベーターメーカーの手順、現場のロックアウト/タグアウトプログラム、および適用される規格に従う有資格者のみが、点検または改造を行ってください。SPDは、エレベーターの安全装置、過電流保護、接地、ボンディング、または必要なメンテナンスの代わりにはなりません。.

なぜ盤内SPD1台ではエレベーターの保護境界として不十分なのか

エレベーター設備は接続されたシステムです。設計に応じて、導電経路には以下が含まれます：

• 通常のAC電源；;
• 非常用電源または法令で義務付けられた予備電源；;
• コントローラおよび補助制御電源、;
• VFDまたはその他のモータ制御入力、;
• 銅線による火災報知器、監視、インターホン、電話、入退室管理、またはビル管理インターフェース、;
• トラベリングケーブルおよび遠隔着床装置、;
• 保護接地、ボンディング、シールド、および機器筐体の接続。.

サージは一つの経路から侵入し、別の経路から流出することがあります。遠方の配電盤で相導体のみを保護しても、コントローラ電源と保護されていない信号ポートの間、あるいは盤の基準電位と遠隔の銅線ケーブルとの間に、損傷を及ぼす電圧差が残る可能性があります。.

これが設計の基本原則です：

保護境界を越えるすべての導電経路は、文書化および評価を行い、互換性のある機器で保護するか、またはSPDが不要であることの正当性を証明しなければなりません。.

このプロセスは、あらゆる場所にSPDを設置することを意味するものではありません。意図された保護をバイパスするような、文書化されていない経路を回避することを意味します。.

エレベーターのサージ保護境界マトリックス

製品の定格を選択する前に、以下のマトリックスを使用してください。これは、多くの場合1つの購入に関する質問にまとめられてしまう5つのエンジニアリング上の決定事項を分離するものです。.

境界	通過するもの	主要な質問	必要な証拠	停止条件
受電またはエレベーター用遮断器	常用または予備電源の導体およびPE/ボンディング経路	採用されている規格で、ここにSPDが必要とされているか、またどのようなサージ耐量が必要か？	採用されている規格の版、単線結線図、システム電圧および接地方式、雷保護の状況、利用可能な短絡電流、SPD製品データ	コード版、ソース構成、保護モード、または故障電流が不明です
コントローラおよび補助電源	コントローラ電源、トランスまたは電源入力、ブレーキ／制御補助装置	コントローラは上流のSPDと同じ保護ノードにありますか、それとも下流での協調段階が必要ですか？	コントローラマニュアル、ケーブル経路、機器のインパルス耐性情報、上流／下流の協調データ	機器の耐性または正確な接続経路が不明です
ドライブ入力	VFDまたはモータドライブのACライン側	ライン側のSPDは、ドライブおよび上流の保護システムと互換性がありますか？	VFDメーカーの指示、入力トポロジー、上流SPDデータ、短絡およびバックアップ保護に関する情報	提案されている設置場所はVFD出力側であるか、またはドライブメーカーがその構成を承認していません
銅製の信号経路および通信経路	監視、インターホン、火災報知器、BMS、入退室管理、リモートI/O、露出制御配線	過渡現象によって、信号基準と電源供給機器との間に電位差が生じる可能性はありますか？	インターフェース電圧/電流、帯域幅またはデータレート、ピン/ペア配置、シールドおよび接地方法、信号用SPDデータ	プロトコルおよび電気的インターフェースがコネクタ名のみで識別されています
遠隔機器および代替電源	トラベリングケーブル、着床、機械室リンク、予備電源、バッテリー降下装置、またはその他の補助電源	通常電源が遮断された際に、保護ゾーン内に別の経路が進入するか、または通電状態が維持されるか？	電源一覧、遮断スキーム、ケーブルルート、メーカー図面、試運転手順	電源または導電経路が、遮断および保護の図面から漏れている

このマトリックスは意図的に製品中立としている。タイプラベルや高いkA値だけで、5つの行すべてに回答することはできない。.

SPDを選定する前に採用されている規格版数を確認すること

エレベーターに関する規定は、版数および管轄区域と関連付けなければならない。.

アン 2023年NEC策定サイクルに関するNFPA公式記録 エレベーターの遮断手段が非常用システム、法的に義務付けられた待機システム、または重要業務電源システムの負荷に供給する場合、Article 620.51(E)においてリスト化されたSPDの使用が義務付けられていることを示しています。設置はArticle 242のPart IIに従う必要があります。文言や適用範囲は版によって変更されており、地域ごとの採用状況はモデルコードから遅延したり、修正が加えられたりする可能性があります。プロジェクトで採用されている条文を以下で確認してください。 NFPA LiNK また、管轄当局（AHJ）に解釈を確認してください。.

そのコードチェックは設計上の疑問の一部に答えるに過ぎません。以下の事項を確立するものではありません：

• 適切なSPDの電圧定格または保護モード;
• コントローラーまたはリモートノードにおいて別のSPDが必要かどうか;
• 特定のVFDとの互換性;
• 信号および通信インターフェースの保護、;
• 上流のSPDとの協調およびバックアップ保護。.

エレベーター固有の責任範囲も対象に含まれます。 ASME A17規格の概要 A17.1/CSA B44をエレベーターおよびエスカレーターの安全コードとして、A17.5/B44.1をエレベーターおよびエスカレーターの電気機器に関する規格として定めています。適用されるエレベーターコード、認定機器のドキュメント、およびメーカーの指示書を、電気設備基準と併せて使用してください。汎用的なSPDの図面が、コントローラーやエレベーターシステムの指示書に優先することがないようにしてください。.

主電源および断路器の境界を保護すること

受電境界において、デバイスを選択する前にシステムに関する事実を収集してください：

1. 公称電圧および最大連続電圧： 通常の許容誤差、および提案された各保護モード間で発生する電圧を含めてください。.
2. 電気システムおよび接地方式： トポロジーに影響を与える相間、相・中性線間、および相／中性線・PE間の関係を文書化すること。.
3. 設置境界： 設置場所がサービス機器、フィーダー、エレベーター用遮断器、または下流の制御盤のいずれであるかを確認すること。.
4. サージ環境： 外部の避雷対策状況、露出したフィーダー、建物への引き込み経路、および上流側の保護装置を記録すること。.
5. 利用可能な短絡電流： SPDの短絡定格、および実際の接続点において必要とされるバックアップヒューズまたは回路遮断器を確認すること。.
6. 保護目的： 保護対象ノードにおける機器およびインパルス耐圧の目的を特定すること。.

IECフレームワークにおけるAC低圧電源用SPDについては、, IEC 61643-11:2025 関連する製品要件および試験方法の範囲を規定しています。当該規格への適合宣言のみではプロジェクトに適した製品を選定したことにはなりません。正確な ユーシー, 上, 放電電流値、保護モード、一時的過電圧特性、遮断構成、および短絡データについては、メーカーのドキュメントで確認する必要があります。.

エレベーター用SPDのサイズ選定において、他の建物のkA値をそのまま流用してはなりません。別個の SPD kA選定ガイド では、電流定格を比較検討する前に、電圧適合性、保護レベル、設置カテゴリ、短絡安全性、および協調がなぜ不可欠な判断基準となるのかを解説しています。.

コントローラーおよびVFD入力を保護すること（ドライブ出力を保護対象と見なさないこと）

エレベーターコントローラーは、パワーエレクトロニクス、制御用電源、プロセッサ、I/O、通信ポート、および安全関連回路を組み合わせて構成されています。そのため、その感受性はモーター電圧のみでは表せません。.

まず、適用される設計手法に基づき、コントローラーが上流のSPDと同一の保護ノードを共有できるほど電気的に近い位置にあるかどうかを判断します。長く配線された導体は、誘導電圧を加えたり、結合された外乱を拾ったり、あるいは別の境界を作り出したりする可能性があります。下流のSPDを設置する場合は、上流のデバイスと協調させる必要があります。単に小型のType 2またはType 3ユニットをコントローラーの近くに配置するだけでは、エネルギー協調が保証されたことにはなりません。.

次に、VFDのライン側と負荷側を区別して扱います。

• ライン側： 適切に選定され協調がとれたSPDは、ドライブおよびSPDメーカーの指示に従い、入力電源の境界を保護できる場合があります。.
• DCリンクまたは内部ノード： ドライブメーカーが明示的に許可している場合を除き、保護機能の変更や追加は行わないでください。.
• モーター出力側： 一般的な商用電源用SPDを類推で追加すべきではありません。VFDの出力にはPWM波形が含まれており、反射波や dv/dt ストレスが発生する可能性があります。ドライブ認定のリアクトル、フィルタ、ケーブル配線、およびモーター絶縁対策は、これとは異なる問題を解決するものです。.

VIOXガイド： VFD用サージ保護デバイスの選定 は、そのドライブ固有の境界領域を対象としています。この概要ページはVFDマニュアルに代わるものではなく、SPDがすべてのドライブ故障を防ぐと主張するものでもありません。.

信号および通信経路を個別のインターフェースとして保護すること

電源用SPDと信号線用SPDには互換性がありません。これらは、通常の電圧、電流レベル、インピーダンス、周波数、およびコネクタやペアの構成が異なります。.

制御盤から出る、または建物ゾーン間をまたぐすべての銅線インターフェースについて、以下を記録してください。

• 両端のインターフェース機能および機器；;
• 最大連続信号電圧または供給電圧；;
• 通常電流および故障電流；;
• データレート、周波数範囲、または許容挿入損失；;
• 導体数、対数、および保護モード；;
• シールド終端およびボンディング構成；;
• 接続された機器によって既に提供されている絶縁；;
• 想定されるサージ試験または環境；;
• 保護ポートにおける許容残留電圧。.

IEC 61643-21:2025 電気通信および信号ネットワークに接続されるSPDの要件と試験方法を規定する。. IEC 61643-22:2015 それらのネットワークに対する選定および適用原則を扱う。これらの適用範囲は、電源用SPDのデータシートが銅線信号ポートに対して不十分である理由を裏付けている。.

コネクタ名だけで信号用SPDを選定してはならない。類似したコネクタを持つ2つのポートであっても、ピン配置、コモンモード電圧、帯域幅、シールド、または絶縁が異なる場合がある。正確なインターフェースデータを使用し、専用の 信号用サージ保護器選定ガイドを使用してください.

光ファイバーリンクは導電性の信号経路を提供しないため、結合経路を1つ減らすことはできるが、電源、シールド、金属製補強材、筐体、および機器のボンディングについては依然として評価が必要である。「光ファイバー」であるからといって、遠隔設置設備全体が自動的にサージ耐性を持つわけではない。.

非常用電源、予備電源、および補助電源を考慮すること

エレベーターには、複数の通電源や、通常の電源が遮断された際にも動作し続ける補助システムが存在する場合がある。設計チームは電源スケジュールを作成すべきであり、1つの遮断器を開放すればすべての過渡現象の経路が除去されると想定してはならない。.

各電源について、以下を特定すること：

• その供給源および切替構成。;
• 導体セットおよびボンディング基準、;
• エレベーター機器の境界に引き込まれる箇所、;
• 既存の上流側SPDがその経路を保護しているかどうか、;
• あらゆる動作状態で保護の協調がどのように維持されるか、;
• 保守担当者がどのように絶縁を確認するか。.

これは、常用電源、予備電源、コントローラー補助装置、遠隔監視、またはバッテリーバックアップ機能の遮断ポイントがそれぞれ異なる場合に特に重要です。エレベーターの設計は多岐にわたるため、本記事ではトポロジーを規定していません。プロジェクト図面およびメーカーのドキュメントで示す必要があります。.

一般的な手法ではなく、エビデンスに基づいたスケジュールで定格を選択すること

境界がマッピングされたら、提案する各SPDについてエビデンス行を1つずつ完成させてください。.

選択フィールド	文書化すべき事項	重要な理由
正確な設置場所および保護対象機器	パネル、遮断器、コントローラ入力、リモートインターフェース、またはその他の名称付きノード	定義された保護機能なしでの製品承認を防止する
製品規格および分類	適用されるUL、IEC、またはその他の採用製品規格、タイプ／試験クラス	試験の枠組みを確立するものであり、プロジェクトへの適合性を自動的に保証するものではない
通常電圧の互換性	ユーシー, 、MCOV、または保護モード別のインターフェース動作電圧	通常の電気システム条件下での動作や劣化を回避します
保護性能	上, 、VPR、測定制限電圧、または適用されるフレームワーク下での信号制限データ	デバイスの結果を機器の耐性目標に関連付けます
放電責務	アイムプ, で, アイマックス, Uoc, 、または適用される信号ポートの試験量	境界および試験フレームワークと一致させる必要があります。これらの値に互換性はありません
一時的過電圧特性	該当する場合の公開されたTOVまたは異常電圧特性	短時間のサージ負荷と、より長時間にわたる電力システムの異常を分離します
短絡保護およびバックアップ保護	SCCR, Isccr, 、該当する場合は追従電流またはバックアップデバイスの指示に従ってください	実際の故障レベルにおいてSPDを安全に接続できることを保証します
協調性の証拠	正確な上流/下流のペア、間隔またはデカップリングの指示、および保護ノードの確認	タイプラベルの並び順は、システムが協調していることを証明するものではありません
環境および機械的制限	温度、エンクロージャ、高度、汚染、振動、取り付け、導体およびトルクの制限	設置環境が製品の取扱説明書に適合していることを確認する
状態および保守の証拠	ローカル表示器、取り外し可能なモジュール、リモート接点、交換基準	保守において実際に観察および記録可能な項目を定義する

要件が不明な場合は、その旨を明記する 開. 。機器の耐性、短絡電流、または協調データが欠落している場合に、より大きなkA値で代用してはならない。.

について SPDの協調およびカスケード接続ガイド は、電圧、エネルギー、距離、および故障協調のための4ゲート検証方法を提供する。一般的な SPD設置要件ガイド 本エレベーター用途以外の規格および設置に関するエビデンスを網羅しています。.

設置の詳細は保護結果を左右する可能性がある

SPDの公称保護レベルは、必ずしも機器の端子に現れる電圧とは一致しません。サージ電流が流れる接続導体は誘導電圧を付加し、また保護対象の機器がSPDと同一の基準点を共有していない可能性があるためです。.

選択した各境界において、以下を確認してください：

• サージ電流ループ全体が短く、直線的であり、SPDの指示に従って配線されていること。;
• LおよびPE/等電位ボンディング接続が不要なループ面積を形成していないこと。;
• 保護対象の導体と保護対象外の導体が、再結合を制限するために分離されていること。;
• SPDが、採用されている規則およびメーカーの指示に基づき、遮断器または過電流保護装置の適切な側に接続されていること。;
• バックアップ保護が、SPDのドキュメントおよび利用可能な短絡電流と正確に一致していること。;
• 筐体および取り付けは、必要な環境保護を提供します。;
• 信号用SPDのボンディングおよびシールド処理は、インターフェース設計に適合しています。;
• 設置されたデバイスは、エレベーターの安全手順を妨げることなく、点検や交換のためにアクセス可能な状態を維持します。.

「短いリード線」を未検証の汎用的な長さと見なさないでください。実際の経路を記録し、製品およびプロジェクトの要件と照らし合わせて確認してください。.

試運転は落雷をシミュレートするのではなく、設置状態を証明するものでなければならない

試運転は文書化および検査のタスクであり、設置済みのエレベーター機器に高エネルギーインパルスを注入するための指示ではありません。.

引き渡し記録には以下を含める必要があります：

1. 承認済みの単線結線図およびインターフェース境界図。;
2. 正確なSPDのメーカー、モデル、オプションサフィックス、製品規格、およびデータシートの改訂版。;
3. 保護モードおよび宣言された電気定格。;
4. 承認されたバックアップヒューズまたは回路遮断器、および利用可能な短絡電流の確認。;
5. 上流／下流の協調に関するエビデンス；;
6. 設置済みの導体経路、終端処理、必要に応じたトルク記録、および写真。;
7. ローカルインジケーターの状態、および取り外し可能なモジュールやメカニカルキーイングの確認。;
8. リモート接点を使用する場合の、リモート接点の真理値表およびアラームテスト。;
9. 逸脱事項、未解決事項、および責任ある承認者。;
10. 正確な製品およびエレベーターの保守手順書に基づく、点検のトリガーおよび交換基準。.

SPDのリモート接点は、一般的に状態インターフェースであり、サージエネルギーメーターではありません。これは、イベントの規模や残りの寿命を証明するものではありません。 SPD遠隔信号ガイド を使用して、NO/NC/COMのロジックと受信側のPLCまたはBMS入力を記録してください。.

点検は、採用されている規格、エレベーター保守プログラム、製品説明書、および現場のリスクに従って実施する必要があります。また、SPDの状態変化、既知の深刻なサージ、上流の保護装置の動作、電気工事、浸水、過熱、または原因不明のコントローラー/通信障害などの関連イベントが発生した際にも実施すべきです。メーカーまたはプロジェクトの保守計画で指定されていない限り、固定的な交換時期の設定は避けてください。.

既存エレベーターのレトロフィットワークフロー

レトロフィット（改修）の場合は、以下の手順に従ってください：

1. すべての電源および導電性インターフェースをリストアップしてください。. 電源、代替電源、コントローラー補助回路、リモート銅線、シールド、およびPE/ボンディングを含めてください。.
2. 採用されている要件を確認してください。. 電気規格の版、エレベーター規格、AHJ（管轄当局）の指示、およびエレベーター/コントローラーメーカーの説明書を記録してください。.
3. 既存のSPDを特定する。. 正確なモデル、保護モード、接続点、バックアップデバイス、状態、および文書の欠落を記録する。.
4. 保護対象ノードを定義する。. 各SPDがどの機器を保護することを意図しているか、またリモートノードが露出したままになっていないかを判断する。.
5. 証拠の欠落を埋める。. 機器の耐性情報、インターフェースデータ、利用可能な故障電流、およびペア固有の協調性の証拠を入手する。.
6. 境界ごとに選択する。. 電源用SPDは互換性のある電源境界に使用し、信号用SPDは特定の信号インターフェースに使用すること。これらを混用してはならない。.
7. 設置を設計してください。. 導体の配線、ボンディング、エンクロージャ、保護装置の協調、アクセス、および絶縁を解決してください。.
8. 試運転を行い、記録してください。. 将来のステータス変更時に場所とアクションを特定できるよう、図面と保守記録を更新してください。.

既存のページ、図面、または盤ラベルに「サージ保護装置」としか記載されていない場合、レトロフィット（改修）の仕様はまだ確定していません。記録には、それがどの境界を保護するのか、またその選択を裏付ける根拠を明記する必要があります。.

エレベーター用サージ保護のRFQチェックリスト

サプライヤーおよびシステムインテグレーターに以下を要求してください：

• 正確なエレベーターの電気システムおよび補助電源の図面；;
• 保護境界を横断するすべての電源および銅線信号インターフェースのリスト；;
• 採用されている電気およびエレベーターのコード版数；;
• 各境界におけるSPDメーカーおよび完全なモデルコード；;
• 適用される製品規格、および必要に応じた第三者機関による認証記録；;
• 正確なモデルに適用される電圧、保護レベル、放電耐量、TOV、短絡、およびバックアップ保護データ；;
• コントローラー、VFD、および信号インターフェースの互換性確認；;
• 上流／下流の協調表または技術的根拠；;
• 接続経路およびボンディング基準を示す設置図面；;
• 環境および筐体の適合性；;
• ローカルおよびリモートのステータス動作、;
• 試運転手順、竣工記録、および交換基準。.

VIOXは供給します サージ防護デバイスの製品ファミリーを体系化しています 電源および選択された信号アプリケーション用。製品の選定は本エビデンススケジュールに従う必要があります。図中にVIOX製品が掲載されていることは、特定のモデルがすべてのエレベーターシステムに適合することを保証するものではありません。.

最終規定

エレベーターのサージ保護は、関連するすべての導電性境界について文書化された決定がなされた場合にのみ完了します。.

防御可能な設計は、以下の5つの質問に答えられる必要があります。

1. この保護ゾーンの内外にサージを伝搬させる可能性があるものは何か？
2. SPDはどの機器およびインターフェースを保護することを目的としているか？
3. 電圧、保護モード、放電耐量、故障定格、および環境制限は適合しているか？
4. 設置されたSPDは、上流側の機器、バックアップ保護、導体の配線、および機器の耐性目標と整合が取れていますか？
5. 保護が維持されていることを証明する試運転および保守の証拠は何ですか？

回答が一つでも欠けている場合、その解決策は「より大きなkA定格を選択する」ことではありません。解決策は、欠けている境界や証拠のギャップを埋めることです。.