サージ防護デバイス（SPD）の適切な配置は、施設が壊滅的な電気的事故に耐えられるか、数千ドルの機器の損傷を受けるかを決定する最も重要な単一の要因です。正しい電圧定格と放電電流容量を選択することも重要ですが、最高の定格のデバイスであっても、間違った場所に取り付けられたり、リード線が長すぎたりすると、資産を保護できません。.
電気エンジニアおよび施設管理者にとって、目標は明確です。それは、過渡エネルギーが敏感な下流の負荷に到達する前にそらすことです。これには、サービスエントランスから個々の分岐回路にまで及ぶ、カスケード保護として知られる、設置への連携したアプローチが必要です。.
理解 SPDの種類 および分類
パネル内の物理的な設置ポイントを特定する前に、UL 1449やIEC 61643-11などの規格で定義されているSPDの3つの主要なカテゴリを区別する必要があります。設置場所は、デバイスのタイプによって厳密に規定されています。.
- タイプ1のSPD： サービスエントランスのライン側用に設計されています。これらの頑丈なデバイスは、直接雷撃や電力網の切り替えなど、外部ソースからの高エネルギーサージを処理します。外部過電流保護は含まれておらず、侵入する過渡現象の全面的な衝撃に耐えるように構築されています。.
- タイプ2のSPD： メインサービス遮断器の負荷側用です。これらは産業用サージ保護の主力であり、配電盤およびサブパネルに設置されています。タイプ1デバイスを通過する残留エネルギーと、モーターおよび 可変周波数ドライブ（VFD）.
- タイプ3のSPD： 保護された負荷にできるだけ近い場所に設置されるポイントオブユースデバイス（通常は10メートル以内）。PLC、コンピューター、医療機器などの敏感な電子機器を保護するために、低レベルの残留過渡現象を処理します。.
SPDの主な設置場所
効果的なサージ保護には、「多層防御」戦略が必要です。敏感なマイクロプロセッサで満たされた現代の施設では、メインサービスエントランスの単一のデバイスに依存することはほとんど十分ではありません。.
1. メインサービスエントランス
これはあなたの最初の防御線です。SPDは、電力会社の変圧器の二次側の直後、およびメインサービス機器の過電流保護デバイス（タイプ1の場合）の前、またはメイン遮断器の直後（タイプ2の場合）に設置する必要があります。ここでの目的は、外部サージからの莫大なエネルギーをエントリポイントですぐに接地にそらし、建物の接地システムを循環するのを防ぐことです。.
2. 配電盤およびサブパネル
大規模な施設では、メインスイッチギアと下流の配電盤の間に長いケーブル配線があることがよくあります。これらのケーブルは、雷や近くの高電圧機器からの誘導サージを拾う可能性があります。これらの介在パネルにタイプ2 SPDを設置すると、電圧リンギングが抑制され、分岐回路が保護されます。.
3. 機器レベル（ポイントオブユース）
データセンターサーバー、CNCマシン、火災警報制御パネルなどの重要な負荷の場合、タイプ3 SPDは機器の入力に直接設置されます。これにより、分岐回路で内部的に生成されたサージに対処し、最も厳密な電圧クランプを提供します。.
タイプ1 SPDの設置：サービスエントランスの要件
タイプ1 SPDの設置には、厳格な安全および性能プロトコルへの準拠が必要です。これらのデバイスはサービス遮断器のライン側にあるため、永続的に接続されており、高い故障電流を処理する必要があります。.
場所の詳細
タイプ1 SPDは、侵入する相導体に物理的に可能な限り近づけて取り付けてください。標準的なメイン配電盤では、これは多くの場合、チェースニップルを介してエンクロージャーに直接デバイスを取り付けるか、統合された配電盤設計を使用する場合は専用のコンパートメント内に取り付けることを意味します。.
接続方法
タイプ1デバイスは通常、並列接続されています。相（L1、L2、L3）とニュートラル（N）を、サービスエントランス導体またはメインバスバーから直接タップします。.
- 安全に関する注意: 施設にトリップする上流ブレーカーがないため、タイプ1デバイスには、故障した場合にユニットを安全に隔離するための内部ヒューズまたは熱遮断器が含まれていることがよくあります。.
- 接地： 接地導体は、可能な限り短い経路で、メイン接地電極導体または接地バスバーに接続する必要があります。.
タイプ2 SPDの設置：配電盤の配置
タイプ2 SPDは、商業電気技師が遭遇する最も一般的なデバイスです。メインブレーカーの負荷側に取り付けられ、通常は専用の回路ブレーカーを介して接続されます。.
推奨される取り付け位置
パネルボード内では、SPDとその給電回路ブレーカーの最適な位置は メインラグまたはメイン回路ブレーカーのすぐ隣.
- 位置が重要な理由： パネルの上部（侵入フィードに最も近い）にSPDを配置すると、バスバーパスのインピーダンスが最小限に抑えられます。42回路パネルの下部にSPDを取り付ける場合、サージはSPDが作動する前にパネル構造全体にわたってより高い電圧を誘導する可能性があり、バスバーの全長を移動する必要があります。.
回路ブレーカー対直接接続
バスへの直接接続（ラグキットを使用）は最小のインピーダンスを提供しますが、専用の回路ブレーカー（たとえば、メーカーの仕様に応じて30Aまたは60A）を使用することは、タイプ2デバイスの標準的な方法です。これにより、パネル全体をシャットダウンせずに、メンテナンスまたは交換のためにSPDを安全に隔離できます。.
タイプ3 SPDの設置：ポイントオブユース保護
タイプ3 SPDは見落とされがちですが、機器の保護には不可欠です。これらは、ジャンクションボックスにハードワイヤードしたり、制御キャビネット内にDINレールに取り付けたり、レセプタクルに統合したりできます。.
- 近接性： 保護された負荷から30フィート（10メートル）以内にこれらを取り付けてください。ワイヤの長さがこれを超える場合、ケーブル内の振動および電圧反射効果により、電圧クランプの効果が低下します。.
- 調整： タイプ3デバイスが上流のタイプ1およびタイプ2デバイスと連携していることを確認してください。下流デバイスのクランプ電圧は、保護する機器の耐電圧よりも低く、上流の頑丈なSPDがサージエネルギーの大部分を処理するのに十分な高さである必要があります。.
重要な設置のベストプラクティス
SPDの物理的な設置は、デバイスの内部仕様と同じくらい重要です。長く曲がったワイヤで取り付けられた100kA SPDは、短くまっすぐなリード線で取り付けられた50kA SPDよりも大幅に性能が劣ります。.
「リード線の長さ」ルール
サージは高周波イベントです。これらの周波数では、ワイヤのインダクタンスが大きな電圧降下を引き起こします。一般的な経験則は次のとおりです。 接続リード線をできるだけ短く、理想的には10インチ（250mm）未満に保ちます。.
- 方程式： Vスルーレット = Vクランプ + (L × di/dt)
- どこで L はインダクタンス（ワイヤ長の関数）であり、 di/dt は電流上昇率です。.
- ワイヤの1インチごとに、サージ中にスルーレット電圧に約15〜25ボルトが追加されます。3フィートのケーブルは数百ボルトを追加する可能性があり、保護が無効になります。.
まっすぐな配線経路
導体に鋭い90度の曲げを加えないでください。曲げはインダクタンスとインピーダンスを増加させます。曲がりが必要な場合は、スイープカーブを使用してください。ワイヤは、ブレーカー/バスからSPD端子までの直接的でピンと張った線のように見えるはずです。.
接地ならびに接合
SPDはエネルギーを接地にそらします。接地経路が高抵抗または高インピーダンスの場合、エネルギーの行き場がありません。緑/黄色の接地導体がパネルの接地バスに直接結合されていることを確認してください。SPDの唯一の接地経路として金属エンクロージャーシャーシを使用しないでください。専用のワイヤを配線してください。.
避けるべき一般的な設置ミス
経験豊富な電気技師でも、サージ保護の設置時にエラーを犯す可能性があります。これらのよくある落とし穴を避けてください。
- “「ピッグテーリング」リード線： パネルの内側に余分なワイヤをコイル状にして「きちんと」見せること。これにより、サージがSPDに到達するのをブロックする空芯インダクターが作成され、代わりに機器に強制的に送り込まれます。. ワイヤを長さに切ります。.
- サイズが小さすぎる導体： サージ電流は短時間ですが、強烈です。機械的ストレスと電流密度に対応するために、メーカー推奨のゲージ（通常10 AWGまたは8 AWG）に従ってください。.
- 非接地システムへのSPDの設置： ほとんどの標準的なSPDは、接地への参照が必要です。仕様書を確認せずに、標準的なWye SPDを非接地Deltaシステムに設置すると、デバイスの即時故障または安全上の危険につながる可能性があります。.
- インジケーターライトを無視する: SPDの状態を示すLEDまたはディスプレイが見える場所にSPDを設置してください。システムを保護するために自己犠牲を払った隠れたSPDは、次のサージに対して何の保護も提供しません。.
業界固有の設置に関する考慮事項
商業ビル
オフィスビルや小売スペースでは、照明およびHVACシステムに焦点が当てられることがよくあります。.
- 配置だ： 照明配電盤にType 2 SPDを設置してください。LEDドライバは過渡現象に非常に敏感です。.
- データルーム： パネルにType 2、サーバ保護のためにType 3ラックマウントSPDを組み合わせて使用してください。.
産業施設
製造工場では、VFDやモーターからの絶え間ない内部スイッチング過渡現象に対処します。.
- 配置だ： すべてのモーターコントロールセンター（MCC）には、Type 2 SPDが必要です。.
- PLCパネル： ロジックの破損やダウンタイムを防ぐために、制御盤内の専用DINレールSPDは必須です。.
住宅
現代の住宅は、家電製品、EV充電器、および太陽光インバーターを備えた、本質的にスマートグリッドです。.
- 配置だ： メインの消費者ユニットのType 1またはType 2 SPDは、2020/2023 NEC要件（第242条）を満たしています。.
- 外部： ACコンデンサーとプールポンプは、専用の遮断器に取り付けられたSPDが必要になることがよくあります。.
結論
電気パネルにSPDを設置する場所を決定することは、当て推量ではありません。それは、デバイスの階層と物理学に基づいた計算されたエンジニアリング上の決定です。サービスエントランスのType 1デバイスは外部の雷エネルギーを遮断し、配電盤および機器入力のType 2およびType 3デバイスは、時間の経過とともに電子機器を劣化させる内部スイッチング過渡現象を処理します。.
黄金律を忘れないでください： 場所、長さ、および直線性。. 適切な場所に適切なタイプのSPDを設置し、導体を10インチ未満に保ち、急な曲げを避けてください。.
で VIOX, 、当社は、最新の産業および商業インフラストラクチャの厳しい要求を満たすようにサージ保護デバイスを設計しています。当社の技術チームは、調整調査およびサイト評価を支援し、お客様の施設が検証済みの保護レベルを達成できるようにします。次の電力スパイクに対して重要な資産を脆弱なままにしないでください。システムをで保護してください VIOX 今日。.
