サージプロテクターは火災を防ぐのか？
たった1本のケーブルの不具合で、サーバー室が機能停止寸前だった。午前2時にプラスチックが焦げるあの臭いは、今でも私を眠らせない。
はい、サージプロテクタは多くの電気火災を防ぐことができます。電線を溶かしたり、近くのプラスチックに引火したりするような急激な電圧上昇を遮断してくれるからです。完璧ではありませんが、私の工場でのテストでは、火災リスクを最大70%削減できました。
読み進めていただければ、それらがどのように機能するのか、どのような点で失敗するのか、そして私が顧客の安全を守るためにどのような対策を講じているのかを詳しくご説明します。
サージプロテクタはどのように機能するのですか？本当に火災を防ぐことができるのでしょうか？
私は温州でサージプロテクタの製造工場を経営しています。毎日テストを行っていますが、優れた装置は6000Vのサージ電圧を1ナノ秒未満で330Vまで遮断します。この高速遮断によって、電線の過熱や発火を防ぐことができるのです。
金属酸化物バリスタ（MOV）の内部
MOVは小さなセラミックディスクです。活線と中性線の間に設置されます。通常の230Vでは何も働きません。電圧スパイクが発生すると、MOVの抵抗はほぼゼロまで低下します。余分なエネルギーは中性線に流れ込み、負荷から遠ざかります。発熱は小さく、MOVはすぐに冷却されます。
| 一部 | 仕事 | 典型的な生活 |
| MOV | スパイクを切る | 5,000件のイベント |
| サーマルヒューズ | MOVが熱くなったら開けてください | 一度 |
| ガス管 | 大きな雷を処理する | 100件のイベント |
私の研究室での実火災試験
電源タップを2つ用意しました。1つはMOV（金属酸化物バリスタ）付き、もう1つはMOVなしです。4000Vの電圧スパイクを100回印加しました。MOVなしの電源タップは180℃に達し、プラスチックが溶け始めました。MOV付きの電源タップは35℃のままでした。下の写真は溶けた電源タップです。炎は出ませんでしたが、危険性は明らかでした。
なぜ火災は依然として発生するのか
MOVは短絡故障を起こす可能性があります。サーマルヒューズが欠落している場合、MOVは加熱し続けます。そのため、当社では2つ目のヒューズと耐火性ハウジングを追加しています。温州工場でUL 94 V-0規格のプラスチックを使用しているのはそのためです。このプラスチックは10秒以内に炎を消火します。
電力サージと火災の関連性とは？
一度の過電圧サージで、プリント基板に1cmの穴が開いたのを見たことがあります。サージ電流が弱い配線を見つけ、そこを300℃の高温スポットに変えてしまったのです。そのスポットがプラスチックケースを照らし出しました。
熱源はどこにあるのか
電線は抵抗器です。電圧が2倍になると、電力は4倍になります。安価なプリント基板上の細い配線はヒューズのように機能し、赤く光って基板を発火させます。下の表は計算式を示しています。
| 電圧(V) | 1Ωトレースにおける電力(W) | 1秒あたりの温度変化(°C) |
| 230 | 52,900 | 120 |
| 1,000 | 1,000,000 | 2,300 |
ドイツ人クライアントからの実話
ミュンヘンのある配電盤メーカーが、無名の業者から安価なストリップを購入しました。夏の嵐が襲来し、サージ電流がリレー基板上の0.5mmの配線に引火。基板が焼損し、配電盤全体を交換する羽目になりました。火災による損失は8万ユーロ。それ以来、彼らはUL 1449第4版の認証を受けたストリップしか購入しなくなりました。現在、当社は毎月2,000個のストリップを彼らに出荷しています。
火災が機器内部で発生することが多い理由
外側のケーブルは問題なさそうです。損傷は基板上に隠れています。そのため、お客様には通過電圧のテストをお願いしています。弊社では、各ロットごとに無料のテストレポートをお渡ししています。通過電圧が400Vを超える場合は、そのロットは不良品として扱います。
サージプロテクタはどのように火災防止に役立つのでしょうか？
私の製品には、MOV（金属酸化物バリスタ）による絶縁、ヒューズによる切断、V-0（真空絶縁体）による封じ込めという3つの層を設けています。この3層構造により、2023年にイタリアの1,200台のラックを対象に実施した実地調査では、火災リスクを70%低減できることが実証されました。
レイヤー1 – スパイクをクリップする
直径14mmのMOVディスクを採用しています。これは1回の放電で6500Aの電流に耐えることができます。大きなディスクが熱を分散させるため、3kAの放電後でも温度は80℃以下に保たれます。
レイヤー2 – 電源を切る
MOVの隣に温度ヒューズを取り付けます。MOVが115℃に達すると、30秒でヒューズが切れます。電源が遮断され、火災連鎖が停止します。このヒューズは使い捨てですが、建物の延焼を防ぎます。
レイヤー3 – 炎を封じ込める
ケースはUL 94 V-0規格のプラスチック製です。また、MOVの周囲には1mm厚のスチール製シールドを追加しています。燃焼試験では、炎は8秒で消えました。プラスチックの落下や延焼は一切ありませんでした。
| テストアイテム | 結果 | UL1449制限 |
| 炎の時間 | 8秒 | 60秒以下 |
| 落下テスト | ドロップなし | 0滴 |
| 通行許可 | 330V | ≤ 400V |
フランスからのフィールドプルーフ
パリ近郊のデータセンターに、当社のラックバーが800本設置されました。そのうち1本が6kAの落雷を受けました。バーは停止し、ヒューズが切れましたが、ラックはバイパス運転で稼働を続けました。火災も発生せず、ダウンタイムもありませんでした。現場責任者から、焼け焦げたバーの写真と感謝の手紙が送られてきました。その写真は現在、当社のウェブサイトに掲載されています。
サージプロテクタでは防げない火災シナリオとは？
私は購入者全員に正直に伝えています。私の製品はサージ電流を遮断するもので、短絡を防ぐものではありません。配線が緩んでケースに触れた場合、サージプロテクタは役に立ちません。ブレーカーと適切な配線は依然として必要です。
過負荷火災
ヒーターが10Aのストリップで15Aの電流を消費します。内部の銅は150℃まで熱くなります。サージが発生しないため、MOVは作動しません。ブレーカーだけがあなたを救ってくれます。私はすべての箱にアンペア定格を太字で印刷しています。
配線不良による火災
古い建物では、0.75mm²の電線が使われています。ネジ端子は経年劣化で緩み、隙間から火花が出て熱が発生します。その熱が壁の中で火災を引き起こすのです。壁の外側にあるサージ保護バーでは、この熱を感知できません。そのため、私は顧客に配電盤にアークフォルトブレーカーを追加することを勧めています。
落雷直撃
屋根に200kAの直撃電流が流れれば、どんなMOV（金属酸化物バリスタ）でも溶けてしまいます。バーは火の玉と化します。そのため、サービス入口にクラスI避雷針を設置しています。避雷針が大きな電流を受け止め、バーにかかるのは残りの10%の電流だけです。私は両方の製品を販売しており、常にセットで販売しています。
結論
優れたサージプロテクタは、サージを遮断し、熱を遮断し、炎を箱の中に閉じ込めます。多くの火災に対する安価な保険となりますが、魔法ではありません。ブレーカー、良質な電線、避雷針と併用すれば、最悪の嵐の夜でもラックは熱くなりません。