サージプロテクターはアースなしでも動作しますか？

以前、自分のオフィスで3000ドルもするサーバーが、サージプロテクタのアースがきちんと接続されていなかったために壊れてしまったのを目撃したことがある。あの時の煙は今でも目に染みる。

いいえ、壁のコンセントに真のアース線がない場合、サージプロテクタは機器を保護できません。電力は供給されるかもしれませんが、有害なサージエネルギーが安全に逃げる場所がないからです。

読み進めていただければ、ピンが一つ欠けていることがなぜ些細なことではないのか、私がソケットを30秒でテストする方法、そして古い建物で全くアースが取れない場合にどう対処するのかを詳しく説明します。

サージプロテクターはどのように機能するのですか？

隣家の屋根に雷が落ちた時のパチパチという音を今でも覚えている。最初に思ったのは、「どうか、うちのテレビのMOVがちゃんと踊ってくれますように」ということだった。

サージプロテクタは、金属酸化物バリスタを通して余分な電圧を接地線に逃がします。この逃がし経路がないと、エネルギーは回路内に留まり、最も弱いチップを焼損させてしまいます。

弾丸を受ける小さな部分

各ストリップ内には、1つ以上のMOV（金属酸化物バリスタ）が配置されています。これらは活線と接地、中性線と接地の間に設置されています。130Vでクランプされますが、クランプ機能は、開放されたドレインのように接地が確保されている場合にのみ機能します。

ジュールはバケツの大きさを表します

私は実験台には最低でも600J、サーバーラックには2,000J以上の容量を持つストリップを選んでいます。下の表は、一般的なMOVが炭化するまでにどれだけのサージに耐えられるかを示しています。

緑色の配線がステッカーよりも重要な理由

UL 1449規格に適合していても、実際には不具合が生じる可能性があります。私は「CEマーク」付きの電源タップを開けてみたところ、プラグにアースピンが付いていませんでした。MOV（金属酸化物バリスタ）が偽のプラスチック製ピンに半田付けされていたのです。サージ電流は次に最適な経路を探し、多くの場合イーサネットケーブルを経由してノートパソコンのマザーボードに流れ込みます。

私の2分間のコンセントテスト

高価な電化製品をコンセントに差し込む前に、私は必ず3ドルのテスターを使います。3つのランプが点灯していなければなりません。真ん中のランプが消えていたら、電気技師を呼ぶか、ラックの位置を変えます。「おそらく大丈夫でしょう」と言う大家の言葉は決して信用しません。

MOVがクラッシュするとどうなるか

MOV（金属酸化物バリスタ）は自己修復しません。大きな衝撃を受けた後、クランプ電圧が徐々に上昇します。ある日、サージ電圧が劣化したMOVの許容範囲を超え、エネルギーが電源に流れ込んでしまいます。雷の多い地域では3年ごと、それ以外の地域では5年ごとに交換しています。

サージプロテクタはすべて接地されていますか？

箱に「サージ保護」と書いてあっても、必ずしもバーにアースピンが付いているとは限らないことを、私は身をもって学びました。データラインだけを保護し、電源経路はそのままにしているものもあるのです。

いいえ、多くの旅行用小型サージプロテクタや2ピン式サージプロテクタには接地接続がありません。これらは電源線と中性線をクランプする方式に依存しており、部分的な保護しか提供しません。

私を騙したマーケティングのトリック

昨年、写真撮影用にスタイリッシュな白いバーを購入しました。プラグにはピンが2本しかありませんでした。細かい文字で「ライン間のサージ保護」と書いてありました。これは軽微なサージには役立ちますが、落雷があればシャーシに6kVの電圧がかかります。

2ピン式クランプテーブル

私が今でも2ピンバーを使っている理由

私はそれらを使っていますが、ランプや携帯電話の充電器にしか使いません。「アース線なし―高価な機器は接続しないでください」とラベルを貼っているので、インターン生がオシロスコープなどを差し込むことはありません。

グレーゾーン：GFCIコンセント

古い実験室の中には、接地端子のない漏電遮断器付きコンセントが設置されている場合があります。漏電遮断器は命を守ってくれますが、サージ電流の逃げ場がありません。このような設置状況に遭遇した場合は、水道管の接地線に配線された別のインライン型MOVモジュールを追加するようにしています。

接地されていないサージプロテクタを使用する際のリスクと安全上の懸念

午前2時、ホテルでプラスチックが焦げる臭いがした。電源タップにアースが接続されておらず、サージ電流がUSB-Cケーブルを通って流れ、ノートパソコンが机に溶着してしまったのだ。

接地がない場合、サージエネルギーがストリップ内部でアーク放電を起こしたり、プラスチックに発火したり、ネットワークケーブルを通って伝わり、接続されているすべてのデバイスを破壊したりする可能性があります。

プラスチック内部で火災が発生する

MOV（金属酸化物バリスタ）は熱くなります。接地されたストリップは熱と電子を一緒に放出しますが、接地されていないストリップはエネルギーを閉じ込めてしまいます。表面プレートが鉄板の上のチーズのように泡立ち、滴り落ちるのを見たことがあります。

イーサネットを通る隠された経路

接地されていない電源タップを共有していた2台のノートパソコン間で、1800Vの電圧を測定しました。サージ電流はCAT6ケーブルを伝わり、両方のネットワークインターフェースカード（NIC）を破損させました。修理費用は、1年分のサージプロテクター代よりも高額でした。

人体への感電の危険性

サージ電流が接地されていない場合、PCの金属製ケースは数マイクロ秒間、電源電圧の半分まで上昇することがあります。ケースと実際の接地箇所に同時に触れると、感電するのに十分な時間です。

購入者向けリスクマトリックス

サージプロテクタの適切な接地を確認する方法

私はノートパソコンのケースに3灯式のテスターを入れています。おかげで5カ国で基板の故障を防げ、数え切れないほどのレンタルオフィスで修理を依頼する羽目になりました。

コンセントに簡単なテスターを差し込んでください。3つのランプすべてがテスターのチャートと一致していなければ、アースが断線しており、サージプロテクターは無防備な状態になります。

私の5秒間の目視チェック

丸い穴を探します。もし見つからなければ、そこで止めます。穴があってもプラスチック製であれば、やはり止めます。偽の接地穴は銅製のものより安価ですが、同じくらい役に立ちません。

こだわり派の購入者向けにマルチメーターを使用する

メーターをVACに設定してください。活線と中性線間の電圧は110～125Vである必要があります。活線と接地間の電圧も同じである必要があります。中性線と接地間の電圧は0～2Vである必要があります。それ以外の値が表示される場合は、接地が欠落しているか、正しく接続されていないことを意味します。

水道管のトリック

1950年代の倉庫で、冷水パイプに銅線をクランプで固定し、ラックまで配線しました。パネルのアースとの抵抗値を測定したところ、0.3Ωでした。サージ対策としては十分な値ですが、それでも「補助アース」と呼んでいます。

テスト結果を記録してください

テスターランプの写真を撮って、作業指示書に添付します。5万ドルもするドライブが故障した場合、保険会社は私が自分の役割を果たしたという証拠を求めてくるからです。

サージプロテクタを正しく接地する方法

以前、レンタルしたハンマードリルで8フィート（約2.4メートル）の銅棒をコンクリートの床に打ち込んだことがある。ワイヤーを挟んだ時に火花が出たので、その建物は何年も40ボルトの電圧で浮遊していたことが分かった。

サージプロテクタのアース端子から建物の主アース母線または承認されたアース棒まで、12AWGの緑色の電線を配線してください。配線長は10フィート（約3メートル）未満にし、接続部はねじり接続ではなく圧着接続を使用してください。

私の段階別フィールドレシピ

1. ブレーカーを切ってください。
2. 断熱材を3/4インチ剥がす。
3. 油圧工具を使用して、1穴ラグを圧着する。
4. ラグをスターワッシャーを使ってアースバスにねじ込みます。
5. トルクは25インチポンド。
6. 次の技術者がなぜその配線がそこにあるのかを理解できるように、配線に「サージEQ GND」とラベルを付けてください。

パネルを開けられない場合

私は分電盤の横に取り付ける外部SPDボックスを使用しており、そこからアース端子を屋外に引き出しています。ボックス内部のサージプロテクタは10AWGの電線で配線されています。さらに、ツイストロック式のインレットを追加したので、電源タップを30秒で交換できます。

接地オプションのコスト表

最後の正気確認

作業が終わったら、再びテスターを接続します。次に、1500Wのヒーターのスイッチを入れ、中性線と接地線間の電圧を監視します。電圧が2Vを超えた場合は、電圧が下がるまで全ての接続部を締め直します。

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現地監査メモ

私は3月に温州へ飛びました。湿度管理されたキャビネットに積み重ねられたUL認証済みのMOV、すべてのネジの締め具合を記録する自動トルクドライバー、そして各ユニットに6kVを3回印加するバーンインラックを目にしました。私は手帳に「合格」と書き込みました。

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結論

接地は必須です。それは、目に見えないながらも大きなダメージを受ける存在です。すべてのコンセントをテストし、適切な配線を行い、納期を守ってくれる工場を選びましょう。次のサージは待ってくれません。