JIS C 5381-12:2021 低圧サージ防護デバイス―第１２部：低圧電源システムに接続するサージ防護デバイスの選定及び適用基準 | ページ 32

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                                                              C 5381-12 : 2021 (IEC 61643-12 : 2020)
         2 kV
                    U1
       電圧
                    U2
            0
                                                                                 60 μs
                                                時間
       記号説明
         U1 : SPD1の残留電圧
         U2 : SPD2の残留電圧
                              a) MOVで構成する2個のSPDの残留電圧
        10 kA
                            IT
                    I1
       電圧
                                 I2
           0
                                                時間                             60 μs
       記号説明
         IT : 全体の電流
         I1 : SPD1に流れる電流
         I2 : SPD2に流れる電流
                            b) MOVで構成する2個のSPDに分流する電流
                           図J.12−MOVで構成する2個のSPDの協調
  インピーダンスZに相当する2個のSPD間の配線長dは,減結合インピーダンスとして用いてもよい
が,次による。
· 2個のSPDが共に電圧制限SPDの場合,配線長による減結合インピーダンスは,一般に,短い波形
    (例えば,8/20)だけに効果的である。長い波形(例えば,10/350)では,配線長による減結合インピ

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C 5381-12 : 2021 (IEC 61643-12 : 2020)
    ーダンスでは不十分である。適切な協調のため,追加の減結合部品を必要としてもよい。
· 上位(電源側)のSPD(SPD1)が電圧スイッチングSPDの場合,次の二つの特性を考慮する。
  − Iimpよりも低い電流では,ギャップの端子間の電圧がかなり低くなる場合があり,ギャップが放電し
      ないため,負荷側のSPD(SPD2)の防護が可能ではないというブラインドスポットをもつ可能性が
      ある。ギャップは,サージの立ち上がり部で放電することが重要である。
  − サージの立ち上がり時間が長い場合,減結合インピーダンスは,8/20又は10/350の波形のときほど
      効果的ではない。このような立ち上がり時間が長いサージは,IEC TC81(雷保護)で検討中である。
  一般に,次の2種類のサージに対する協調を考慮する。
· 長いサージ波形(クラスI試験で用いる波形)での協調
· 短いサージ波形(クラスII試験で用いる波形)での協調
  注記 2個の協調したSPDの最大エネルギー耐量は,エネルギー耐量の低いSPDのエネルギー耐量以上
        となる。既にSPD1を接続した電源システムに,新しいSPD2を接続する場合,適切な協調を考
        慮することになる。
J.2.3 実施例(7.5.7.2参照)
  実際に設置するに当たり,協調の検討は,上記(J.2.2)に示す単純な例よりも,次のようにかなり複雑
になる。
· 接続リード線の長さ又は分離器のような追加の機器によって,回路内にインダクタンスが加わる場合
    がある。多くのSPD間の分流を更に検討する必要がある場合は,実際の設置回路が必要となる。
· SPDに用いる部品の特性の許容差は,特定の電流における残留電圧の実際の値を,不確実にする場合
    がある。さらに,製造業者から通常入手する電圧防護レベルの値は,実際の値が,表示値よりも25 %
    以下となるようなマージンを考慮した値である。
· SPDの最大エネルギー耐量Emaxは,長い波形及び短い波形で異なる場合がある。一般に,この値は,
    一つの試験クラスだけに対して規定する(クラスI試験は長い波形,及びクラスII試験は短い波形)。
    まれに,この最大エネルギー耐量が入手不可能な場合があり,この場合,計算する必要がある。
J.3  LPSがある建築物等に設置するクラスI試験に適合したSPDのIimpの簡易計算
  電気設備を収容した,LPSがある建築物等では,JIS Z 9290規格群が規定する方法で,直撃雷電流の分
流を計算し,引込口に設置するSPDのIimpを決定する必要がある。
  JIS Z 9290規格群は,LPSがある建築物等の設備の引込口では,等電位ボンディング用のSPDを用いる
必要があると規定する。このSPDは,クラスI試験に適合するSPDで,主に10/350の波形でIimpを規定
する。
  電源引込線が1系統で,その他全ての引込線及び水道管などがない,又は無視する(最も厳しい場合)
簡単な例の場合,Iimpは,LPSの雷保護レベルLPL(IIV),及び次の式を用いて計算することが可能であ
る。
  上記の方法では,建築物等への引込線は,電源1系統だけとする。一般に,建築物等には雷電流の一部
を流す引込線及び水道管(金属管)などがあり,これらによって,設備の引込口で用いるクラスIに適合
するSPDのIimpは,低くなる。表J.1及び表J.2に示すIimpの値は,最大値である。雷電流の分流について

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の更なる情報は,JIS Z 9290-1を参照。
  この場合,LPSの雷保護レベルLPLに関連する最大電流は,電流の50 %が接地システムに流れると想
定して二分し,さらに電源引込線の導体数nに応じて均等に分流する。
  こうして,SPDの各防護モードが耐えるインパルス電流Iimpは,次の式で簡単に計算することが可能で
ある。
                        Iimp=雷保護レベルLPLに関連する最大電流/2n
  この式によって,用いることが可能な2種類の接続タイプ,CT1及びCT2の両方のIimpを計算した結果
を表J.1及び表J.2に示す。古い設備の場合,又は電気管理者が設備の詳細を知らない場合,最大値(雷保
護レベルLPL I)を想定する。
  表J.1は,最も一般的な低圧電源システムの場合を示す。ただし,これらの値は,一部の国の低圧電源
システムでは,非常に特殊な場合がある。表J.2は,我が国の一般的な低圧電源システムの場合の例を示
し,表J.4は,我が国の低圧電源システムの一般的な配電方式を示す。

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                                    表J.1−Iimpの簡易計算値
  LPL   LPLの   導体数                    低圧電源システム(単相及び三相)
        レベルに   n          TT系統        TN−C      TN−S系統      IT系統    IT系統
        関連する (本)                       系統                      中性線  中性線あり
        最大電流                                                           なし
         (kA)              接続タイプ        −       接続タイプ          接続タイプ
                          CT1       CT2              CT1       CT2       CT1      CT2
                          L-PE  L-N   N-PE  L-PEN  L-PE  L-N   N-PE  L-PE   L-N N-PE
                          N-PE                        N-PE
                                                       Iimp(kA)
   I     200      5     −    −    −     −    20    20    80     −    −   −
  又は             4     25    25    100   25     −    −    −     −    25 100
  不明             3     −    −    −     −    33.3  33.3  66.7  33.3   −   −
   a)
                    2     50    50    100   50     −    −    −     −    50   100
   II    150      5     −    −    −     −    20    20    80     −    −   −
                    4     18.8  18.8   75   18.8   −    −    −     −   18.8   75
                    3     −    −    −     −    25    25    50    25     −   −
                    2     37.5  37.5   75   37.5   −    −    −     −   37.5   75
   III   100      5     −    −    −     −    10    10    40     −    −   −
  又は             4     12.5  12.5   50   12.5   −    −    −     −   12.5 50
   IV              3     −    −    −     −    16.7  16.7  33.3  16.7   −   −
                    2     25    25     50   25     −    −    −     −    25    50
  記号説明
    LPL  : 雷保護レベル
    n    : 電源引込線の導体数。TN系統(TN−C及びTN−S)の場合,nはPE(PEN)導体を含む。
    このPE(PEN)導体には,充電相と同じ雷サージ電流が流れる。
    n=5  : TN−S系統で,三相,中性線及びPE導体の電源システムを示す。
    n=4  : TT系統,TN−C系統及びIT系統で,三相及び中性線(TN−C系統の場合はPEN導体)の電源システム
          を示す。
    n=3  : TN−S系統の単相で,充電相,中性線及びPE導体の電源システム,並びに接地相のないIT系統で,三
          相の電源システムを示す。
    n=2  : TT系統,TN−C系統及びIT系統の単相で,充電相及び中性線の電源システムを示す。
    CT1,CT2 : この規格で規定するSPDの接続タイプ(IEC 60364-5-534の規定によると,CT1は,タイプA及びタ
             イプBに対応し,CT2は,タイプCに対応している。)
    L-PE  : 充電相と接地(PE)との間
    N-PE  : 中性線と接地(PE)との間
    L-N  : 充電相と中性線との間
    L-PEN  : 充電相とPEN導体との間
    接続タイプCT2のSPDで防護するITシステムの場合,中性線と接地(PE)との間に接続するSPDの続流遮断
  定格Ifiは,充電相と中性線との間に接続するSPDのIfiと等しくする。この場合,Ifiは,SPDを設置する場所の,
  充電相と中性線との間の推定短絡電流以上とする。
    注a) LPLのレベルが不明の場合,最大値(雷保護レベルI)を想定する。

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                      表J.2−我が国の電源システムにおけるIimpの簡易計算値
   LPL   LPLのレベル             導体数n                    低圧電源システム TT系統
           に関連する              (本)                  CT1                CT2
            最大電流                                       L−PE        L−N       N−PE
             (kA)                                    N−PE(中性線
                                                         がある場合)
                                                                      Iimp(kA)
  I又は      200     3(三相スター結線,中性線なし)      33.3          −         −
  不明a)              3(単相及び三相デルタ結線)          33.3         33.3     100
                       2(単相,中性線なし)                 50           −         −
    II       150     3(三相スター結線,中性線なし)       25           −         −
                       3(単相及び三相デルタ結線)           25          25          75
                       2(単相,中性線なし)                37.5          −         −
  III又は    100     3(三相スター結線,中性線なし)      16.7          −         −
    IV                3(単相及び三相デルタ結線)          16.7         16.7        50
                       2(単相,中性線なし)                 25           −         −
  記号説明
    LPL   : 雷保護レベル
    n     : 電源引込線の導体数
    n=3(三相スター結線,中性線なし)  : 充電相(3線)で,三相3線400 Vを示す。
    n=3(単相及び三相デルタ結線)  : 充電相(2線)及び中性線で,三相3線100/200 V及び三相3線200 V
                                     を示す。
    n=2(単相,中性線なし)       : 充電相(2線)で,単相2線200 V及び単相2線100 V(中性線なし又
                                     は不明)を示す。
    CT1,CT2 : この規格で規定する接続タイプ(IEC 60364-5-534の規定によると,CT1は,タイプA及びタイプB
              に対応し,CT2は,タイプCに対応している。)
    L−PE : 充電相と接地(PE)との間
    N−PE : 中性線と接地(PE)との間
    L−N : 充電相と中性線との間
    注a) LPLのレベルが不明の場合,最大値(雷保護レベルI)を想定する。
  低圧電源システムのTT系統,TN系統及びIT系統の最も一般的な配電方式を,表J.3に示す。

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