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 35

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C 5381-12 : 2021 (IEC 61643-12 : 2020)
             記号説明
               1 : 分電盤
               2 : 主開閉器
               3 : 主接地端子バー
               4 : 中性点端子
               5 : 接地(G)と中性線とのボンディング
               6 : SPDを収納するきょう(筐)体
               G : 接地(G)を示し, 主接地端子バーに接続している。
               N : 中性線を示し, 中性点端子に接続している。
               L1,L2,L3 : 三相電源線
              図L.4−電源供給に最も近い利用可能な配線用遮断器にSPDを接続した例
                   (米国の三相4線及び接地を配線するTN−C−S系統の設備)
  配線用遮断器の2次側は,限流ヒューズ経由でSPDを接続する場所として便利である。この配置は,保
守時にSPDを分離する手段も備える。分電盤内には十分なスペースがないため,SPDは,電気安全を考慮
し,分離したきょう(筐)体に収納する。このきょう(筐)体は,SPDの接続リード線を可能な限り短く
するため,分電盤に隣接して直接設置する。

――――― [JIS C 5381-12 pdf 171] ―――――

                                                                                           169
                                                              C 5381-12 : 2021 (IEC 61643-12 : 2020)
             記号説明
               1 : 分電盤
               2 : 主開閉器
               3 : 主接地端子バー
               4 : 中性点端子
               5 : 接地(G)と中性線とのボンディング
               6 : SPDを収納するきょう(筐)体
               G : 接地(G)を示し, 主接地端子バーに接続している。
               N : 中性線を示し, 中性点端子に接続している。
               L1,L2 : 単相電源線
              図L.5−電源供給に最も近い利用可能な配線用遮断器にSPDを接続した例
      (米国の単相3線及び接地の120/240 Vシステム,住宅及び小規模事務所への代表的な適用)
  配線用遮断器の2次側は,限流ヒューズ経由でSPDを接続する場所として便利である。この配置は,保
守時にSPDを分離する手段も備える。分電盤内には十分なスペースがないため,SPDは,電気安全を考慮
し,分離したきょう(筐)体に収納する。このきょう(筐)体は,SPDの接続リード線を可能な限り短く
するため,分電盤に隣接して直接設置する。
  注記 米国では,SPDの定格短絡電流と,SPDの設置場所の推定故障電流とは,協調が取れることを,
        米国電気工事規程NEC(National Electric Code)は,規定している。

――――― [JIS C 5381-12 pdf 172] ―――――

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C 5381-12 : 2021 (IEC 61643-12 : 2020)
                                          附属書M
                                          (参考)
                         通信及び電源端子をもつ機器の協調
  機器の二つのポートを,協調の取れないSPDで防護する場合に発生する可能性がある問題のために,モ
デムを装備したパーソナルコンピュータ(PC)を例に検討する。
  この問題の代表的なシステムは,協調の取れないサブシステムで構成する場合であり,サージ防護の協
調が取れない場合,リスクが発生する可能性がある。システムの電源側及び通信側のそれぞれに,サージ
防護を設置する場合でも,電源側及び通信側のサージ防護間を流れるサージ電流によって,PCの電源と通
信ポートとの間に電位差が発生する可能性がある。この電位差は,PC及びモデムの性能,並びにイミュニ
ティレベルに応じて,PC及びモデムの損傷,並びに誤動作の原因となる。
  最初の例は,どのようにしてこの問題が発生するかを示す。この例は,電源及び通信システムで構成す
る。
  図M.1では,モデムを装備したPCは,接地線を含む3芯電源コードによって,分岐回路から電源供給
を受ける。接地線は,安定した電位の分電盤のきょう(筐)体に接続している。モデムの通信ポートは,
その位置で金属製の通信ソケットに接続している。通信ソケットは,きょう(筐)体内の通信用端子に配
線し,きょう(筐)体は,通常,建築物等の引込口に位置し,通信用SPDを設置している。
                                                                                 5
                 4
                      LN
                                                                          3
                     PE                  1
                           2
                           6
       記号説明
         1 : 分離した電源ポート及び通信ポートをもっているモデム又は同様の電子デバイスを装備したPC
         2 : 配線用遮断器及び電源用SPDを設置する分電盤
         3 : 通信用端子及び通信用SPDを含むきょう(筐)体
         4 : 単相3線の電源線
         5 : 架空通信線
         6 : 等電位ボンディングシステム
              図M.1−米国の電源及び通信システムに接続するモデムを装備したPCの例

――――― [JIS C 5381-12 pdf 173] ―――――

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  協調の取れていないサージ防護の影響,及び推奨する解決方法の利点を明らかにするため,図M.2で示
すように,電源,通信及び等電位ボンディングシステムを含む一戸建て住宅の配線を模擬し,実際の配線
長で,測定を実施した。通信線は,等電位ボンディングシステムからある程度の距離で,代表的な方法で
配線した。
     記号説明
       1 : 分離した電源ポート及び通信ポートをもっているモデム又は同様の電子デバイスを装備したPC
       2 : 配線用遮断器及び電源用SPDを設置する分電盤
       3 : 通信用端子及び通信用SPDを含むきょう(筐)体
       4 : 単相3線の電源線
       5 : 架空通信線
       6 : 電源用SPD
       7 : 等電位ボンディングシステム
       8 : 配電用変圧器
       9 : 複数点で接地する共通の中性線(MGCN)
       10 : 通信用SPD(GDTで構成する)
                            図M.2−実験に用いた図M.1の回路の構成
  通信線に発生する雷サージ(a及びb)が,通信線引込口のきょう(筐)体内の通信用SPD(GDT)の動
作によって(gに流れる),PCに,どのように電圧(電位差)Udiffが発生する可能性があるかを図M.2に
示す。通信線引込口のGDTが動作した場合,雷サージ電流は,等電位ボンディングシステムに流れ,この
結果,PCの通信ポートと電源ポートとの間に電位差が発生する。この電位差は,雷サージ電流Isurgeが水
道管(等電位ボンディングシステムとして利用)を流れ,そのインダクタンスLによって発生する。雷サ
ージ電流Isurgeが水道管を流れて発生する電圧降下は,水道管を流れる雷サージ電流の変化率をdIsurge/dtと
した場合,電位差Udiffは,R×Isurge+LdIsurge/dtとなる。係数Lは,水道管及び通信線の引込口と等電位ボン
ディングシステムとの間の接地線のインダクタンス。Rは,水道管の電気抵抗であるが,抵抗値が小さい
ため,サージ電流には影響しない場合が多い。

――――― [JIS C 5381-12 pdf 174] ―――――

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C 5381-12 : 2021 (IEC 61643-12 : 2020)
  通信線の引込口の外線側から,通信関係の規格が規定するような雷サージが,侵入したときに得られた
記録を,図M.3に示す。雷サージ電流の変化率75 A/μsによって,ピーク値4.3 kVの電圧が,ループ内に
誘起した。この電圧は,PCの通信ポートと電源ポートとの間に発生することになる。また,ループは,測
定のために開放とし,実験では,PCを不必要に危険にさらしてはならない。
  注記 通信関係で用いる標準的なインパルスは,8/20だけではない。ITUでは,開回路電圧10/700,短
        絡回路電流5/300を用いている。JIS C 5381-21では,同様に多くの異なる波形を用いている。
          電圧                                                                  電流
         (kV)                                                                 (A)
             4
                           (U)
             2                                                                  250
             0                                                                  200
                                                                     時間(s)
             -2                                                                 150
                                (I)
             -4                                                                 100
             -6                                                                 50
                                                                                 0
       記号説明
         I : 通信用SPDに流れる電流 : 一目盛50 A di/dt=75 A/μs
         U : 通信ポートと接地(PE)との間の電圧 : 一目盛2 kV 最大4.3 kV
         横軸 : 一目盛2 μs
     図M.3−雷サージ侵入時,PCの通信ポートと接地との間に相当する基準点で記録した電圧の例
                                  (電圧及び電流の時間特性)
  問題を説明するための,二つ目の例を,図M.4に示す。この例は,電源(TT系統で充電相及び中性線を
引込む。)及び通信線を接続する設備を表している。電源システム及び通信回線は,それぞれの局所接地へ
ボンディングし,SPDは,電源線及び通信線の引込口に設置している。この検討では,実際の状況を模擬
し,異なる二つのボンディング点は,インダクタンス(二つのボンディング点間の距離と等価の)によっ
て分離した。また,通信線の機器直前には,追加の通信用SPDを設置した。L2は,GDT(通信用SPD)と
追加の通信用SPD(MOV)との間の距離で,L1は,通信用SPDのボンディング点と電源用SPDのボンデ
ィング点との間の距離である。

――――― [JIS C 5381-12 pdf 175] ―――――

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