サージ保護装置の適切なサイズ選定方法とは？
適切なサイズの選び方 サージ保護装置？
間違った選択をしたせいで、2万ドルのPLCラックを壊してしまった。 SPD。
私は、各SPDのUcをシステム電圧に、Imaxを最悪のサージ値に、Upを機器の耐電圧に合わせることでサイズを決定し、その後、1つの表で3つの数値を確認します。
読み進めていただければ、私が犯した間違いを繰り返さないように、表をお見せします。
なぜ適切なのか SPD サイズ選びは重要ですか？
100kAの雷雨の中で40kAのSPDが爆発し、丸一日生産が停止した。
SPDが小さすぎると燃え尽きてしまう。大きすぎると払い過ぎてしまう。適切なサイズであれば、行列が滞らず、会計担当者も安心できる。
小型SPDの真のコスト
サイズ不足のSPDは、単に故障するだけでなく、激しく故障する。
一つが爆発して、溶けたプラスチックがバスバーに飛び散るのを目撃した。
パネル全体を交換する間、工場は14時間停止しました。
実際の損失額は、200ドルのSPDではなく、1万8000ドルの生産損失だった。
過剰サイズのSPDの隠れたコスト
大型のSPDは安全そうに見えるが、初期費用が高く、より多くのエネルギーを通してしまう。
20 kA のサービスで 200 kA のユニットを使用すると、Up が高くなります。
その余分な200Vは、1200VのPLC入力を破壊してしまう可能性がある。
料金は2回支払うことになります。1回目は大きな箱代、2回目は揚げたカード代です。
私が「適切なサイズ」を判断する3つの質問
- この地域に到達する可能性のある最大の高潮はどれくらいですか？
- 私の負荷はどのくらいの電圧に耐えられますか？
- 両方をカバーするSPDデータシート番号はどれですか？
この3つの質問に答えられるなら、サイズは適切だ。
主要なSPD評価について解説：Uc、Imax、Iimp、およびUp
私は以前、ImaxとIimpをよく混同していて、ある日、検査官に私のパネルを不合格にされてしまいました。
私は、Uc ≥ システム電圧、Imax ≥ 局所サージ、Iimp ≥ 雷クラス、Up ≤ 機器の耐電圧の 80% という条件を選び、購入前にその 4 つの数値を 1 行に書き出します。
Uc – SPDが永久的に維持できる電圧
Ucは平方根です。
低く設定しすぎると、SPDはショートになってしまいます。
高く設定しすぎると、保護レベルが上がります。
私は表1を使用して、システム電圧を最小Ucに合わせます。
| システム電圧（LL） | 最小Uc |
| 120/240V分割相 | 150V |
| 208 Y/120 V | 150V |
| 240Vデルタ | 255V |
| 380 Y/220 V | 255V |
| 480 Y/277 V | 320V |
Imax – SPDが一度だけ経験できる最大のサージ
IMAXは一度きりの上映作品だ。
私は地域の落雷密度マップを見ます。
地図に1平方キロメートルあたり8回の落雷が示されている場合、私は100kAと評価します。
地図に4回の閃光が表示されている場合、私は60kAの定格電流を算出します。
低リスク区域であっても、私は40kAを下回ることは決してありません。
Iimp – ライトニングクラスのスタンプ
Iimpは10/350μsの波形を用いて試験される。
クラスIは極あたり25kAを必要とする。
クラスIIには12.5kAが必要です。
避雷針が設置されている場合は、メーターにクラスIの避雷設備を追加します。
上方向 – 負荷に残る電圧
私のPLCは上方向を見ている。
予算の許す限り最小のUpを選びますが、機材購入価格の80%以下に抑えます。
2,000VのPLCには、最大許容電圧が1,600V以下のSPDが取り付けられます。
ケーブルが長い場合は、電線自体が200Vを加算するため、電圧を1200Vに下げます。
サージ保護装置のサイズ選定手順ガイド
私はすべてのSPDをA4用紙1枚に収まるようにサイズ調整しています。
システム電圧、フラッシュレベル、ケーブル長、耐荷重、予算の5つの項目を入力し、その後、参照表の最後の列からモデルコードを読み取ります。
ステップ1 – システム電圧と構成を書き留める
まず、メインブレーカーの銘板から確認を始めます。
私は次のように書きます：480 Y/277 V、3相、4線式。
表1から、Uc ≥ 320 Vであることがわかります。
ステップ2 – 閃光密度を求める
私は無料のNASAマップを開き、自分の植物をクリックします。
地図には1平方キロメートルあたり6回の閃光があると記載されている。
表2に移ります。
| 閃光密度 | モードごとの最小Imax | クラス |
| 0-2 | 40 kA | II |
| 3～5 | 60 kA | II |
| 6～10歳 | 100 kA | 私 |
| >10 | 西暦160年 | 私 |
私は100kA、クラスIを選びます。
ステップ3 – サービス側から負荷側までのケーブル長を測定する
私はメジャーを使ってルートを歩きます。
走行距離が30mを超える場合は、サブパネルに2つ目のSPDを追加します。
長いケーブルは、1メートルあたり10ボルトの誘導電圧上昇をもたらす。
ステップ4 – 機器の耐久性を確認する
PLCのマニュアルを開く。
「1,500Vのインパルスに耐える」と記載されている。
0.8を掛けて、Up ≤ 1,200 V と設定します。
ステップ5 – モデルと価格を選択
表3に示す内部シートを開きます。
| 部品番号 | Uc | IMAX | 重要 | 上 | 価格（1,000個あたり） |
| LKX-480-40 | 320V | 40 kA | 12.5 kA | 1,400V | 18ドル |
| LKX-480-100 | 320V | 100 kA | 25 kA | 1,100V | 28ドル |
| LKX-480-160 | 320V | 160 kA | 50 kA | 900V | 42ドル |
真ん中の列はすべてのボックスに一致するので、LKX-480-100を選びます。
ステップ6 – 注文して日付を記入する
配達日をカレンダーに追加します。
また、優れたSPDでも経年劣化するため、5年ごとの交換アラームを設定しました。
用途に応じたSPDの選定：住宅用、商業用、産業用
私は120ボルトの家に住んでいて、480ボルトの店舗を所有し、22キロボルトの発電所を運営しています。
冷蔵庫には20kAのタイプ3、作業場には100kAのタイプ1+2、工場には160kAのタイプ1+2+3を選びます。同じブランド、同じルックアップテーブルですが、行が異なります。
住宅向け – シンプルかつ安価に
家庭では最大で40kAのサージ電流が発生する。
私はパネル側にタイプ2を1つ、テレビ側にタイプ3を1つ使用しています。
総費用は60ドル未満。
嵐が襲来しても、私はまだ眠れる。
商用 – 混合積載をカバーする
小売店には照明、空調設備、カードリーダーなどがある。
私はタイプ1をサービスエリアに、タイプ2を各サブパネルに、タイプ3をPOSに設置しました。
同じUpファミリーの波形を維持することで、波形が互いにぶつかり合うのではなく、調和するようにしています。
産業用 – ループとモーターの数を数える
モーターは停止時に1500Vの電圧を電源ラインに放出する。
アップ側にRCスナバ回路と200Vのマージンを持つSPDを追加します。
私はDINレール式のユニットも使用しています。そうすれば、稼働中に交換できるからです。ダウンタイムは部品代よりも高くつきますからね。
特別区域 – 危険区域および医療区域
ゾーン2の爆発性区域では、火花が出ないカプセル化されたSPD（放電保護装置）を選びます。
病院では、接地への漏洩電流が0.5mA未満の医療用フィルターを使用しています。
表の内容は同じで、接尾辞だけが変わります。
結論
私はSPDのサイズをUc、Imax、Iimp、Upの4つの数値で決定します。
テーブルを開いて、箱に商品を入れ、列を選べば、二度と間違った箱を買うことはありません。
パネルの銘板を送っていただければ、明日適切な部品を郵送いたします。