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C 5381-21 : 2014 (IEC 61643-21 : 2009)
表3−インパルス制限電圧に対する電圧及び電流波形
カテ
試験の種類 開回路電圧a) 短絡回路電流 最小印加回数 試験する端子
ゴリ
非常に遅い 1 kV以上 10 A,
A1 上昇率 0.1 kV/s100 kV/sの 1 000 獎 上(継続時間)
適用しない
上昇率
A2 交流 表5から試験を選定 単サイクル
遅い上昇率 1 kV 100 A
B1 300
10/1 000 10/1 000
1 kV4 kV 25 A100 A
B2 300
10/700 5/300
1 kV以上 10 A100 A
B3 300 X1−C
100 V/ 10/1 000
X2−C
速い上昇率 0.5 kV2 kV未満 0.25 kA1 kA未満
C1 300 X1−X2 b)
1.2/50 8/20
2 kV10 kV 1 kA5 kA
C2 10
1.2/50 8/20
1 kV以上 10 A100 A
C3 300
1 kV/ 10/1 000
高い 0.5 kA2.5 kA
D1 1 kV以上 2
エネルギー 10/350
0.6 kA2.0 kA
D2 1 kV以上 5
10/250
Upの確認では,上記のカテゴリCの一つのインパルス波形は必須であって,カテゴリA,B及びDは任意とする。
その他の規定がない場合,正極性5回,負極性5回のインパルスを印加する。
インパルスリセット試験ではカテゴリB,C又はDから選定する。その他の規定がない場合,正極性3回,負極
性3回のインパルスを印加する。
インパルス耐久性の測定は,カテゴリCの一つのインパルス波形が必須であり,カテゴリA1,B及びDは任意
とする。
注記1 表3に規定する値は,最低の要求事項である。その他のサージ電流定格は,その他の規格を用いてもよく,
例えば,ITU-T Recommendation K群でも確認することができる。
注a) 1 kVと異なる開回路電圧を使用してもよいが,試験中のSPDを動作させるのに十分な電圧とする。
b) 1−X2端子は,要求がある場合には,試験を実施する。
全ての保護導体に同時に流れるサージ
多端子SPDは,全インパルス電流を大地に流す共通の防護素子を用いる場合がある。図16に,二つの
例を示す。全ての保護したラインには,全インパルス電流をライン数で除したインパルス電流が等しく流
れる。共通の防護素子が,十分な電流耐量をもっていることを確認するために,インパルス電流を全ての
ライン端子へ同時に印加する。試験後,SPDは劣化してはならない。また,この試験によって,SPD内部
の接続が十分な電流耐量をもっていることを確認する。
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Xn Yn Xn Yn
X2 Y2 X2 Y2
X1 Y1 X1 Y1
1
2
2
C C C C
a) スター防護回路 b) ダイオードステアリングブリッジ回路
X1,X2及びXn : ライン端子 1 : 個別の防護素子
Y1,Y2及びYn : 防護端子 2 : 共通の防護素子
C : 共通端子
図16−共通の防護素子をもつ多端子SPDの例
図4の試験回路に用いる結合用電流分流器(CD)の要求事項を次に示す。
− 結合回路は,試験のインパルスに影響を与えてはならない。4.4に規定するサージ波形の全てのパラメ
ータは,結合回路の出力端子に適用する。
− サージ電圧(開回路)及びサージ電流(短絡回路)の波頭長及びパルス継続時間は,結合回路の出力
端子で確認する。
− 短絡回路のサージ電流波形は,トロイダル電流変圧器又は電流測定抵抗で測定できる。
− 可能な場合は,結合回路には,抵抗を用いることが望ましい。
− 電流分流器の各導体が負担する電流は,それぞれの試験試料を接続する前に,その他の導体を短絡し
個別に試験を実施する。この試験結果は,SPDを接続した試験回路において,電流が等しく分流しな
い場合がある。
− 同一の試験の中において,全てのサージ防護部品が故障することなく,共通の防護素子が全インパル
ス電流を通電することを確認する。
6.2.1.4 インパルスリセット試験
SPDは,図2に規定するように接続する。電源の電圧及び電流は,表4から選定することができるがこ
れに限定するものではない。これらの電源は,一般に用いているシステムの値を表す。新しい用途の場合
には,インパルスリセット試験は,意図する用途で用いる電源の電圧及び電流条件で実施する。
インパルス電圧及び電流波形は,表3のカテゴリB,C及びDから選定する。電圧制限素子が動作する
ように,開放ピーク電圧は十分な大きさとする。また,インパルス電圧の極性は,電源の極性と同じとす
る。リセット時間は,SPDにインパルスを印加してから高インピーダンス状態へ復帰するまでの時間とし
て定義する。
3回のインパルスを1分間以下の間隔で印加し,各インパルスに対してリセット時間を測定する。試験
は,反対の極性で繰返し実施する。
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表4−インパルスリセット試験の電源電圧及び電流
開回路電圧b) 短絡回路電流
V mA
12 500
24 500
48 260
97 80
135 200 a)
注a) PDは,135 Ω150 Ωの抵抗と0.08 ンデンサとの直列組合せを,
並列に接続してもよい。
10 %
b) 許容差(リプルを含む)
0
6.2.1.5 電圧制限機能に対する交流耐久性試験
SPDは,図3に従って接続する。交流短絡電流は,表5から選定する。被試験素子に熱が蓄積するのを
防ぐために十分な時間間隔で,規定する回数の電流を印加する。開回路電圧は,SPDが完全な導通を引き
起こすために十分な大きさとする。試験前及び要求回数の交流印加後に,SPDは,5.2.1.2,5.2.1.3,5.2.1.4
(適用できる場合)及び5.2.2.2に規定する要求事項を満足しなければならない。
表5から選定した電流値を適切な端子に印加する。
表5−交流耐久性試験の電流推奨値
48 Hz62 Hz
各試験端子の短絡電流 継続時間 印加回数b) 試験端子
(実効値)a)
A s
0.1 1 5 X1−C
0.25 1 5 X2−C
0.5 1 5 X1−X2 c)
0.5 30 1
1 1 5
1 1 60
2 1 5
2.5 1 5
5 1 5
10 1 5
20 1 5
注a) 表5に規定する値は最低要求事項である。
b) 異なる印加回数は,その他の規格,例えばITU-T Recommendation K群で確認
することができる。
c) 要求がある場合だけ,X1−X2端子の試験を実施する。
線間試験の要求がある場合,インパルスは,図1 c) 及び図1 e) に示すSPDの端子X1及びX2に印加し
てもよい。
図1 c) 及び図1 e) に示すSPDの試験は,各対の端子間(X1−C及びX2−C)を別々に試験してもよい。
共通の分流素子をもつSPDは,4.3の規定を参照する。また,多端子SPDの場合は,各ライン端子及び
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共通端子に対し別々に試験を実施する。
6.2.1.6 電圧制限機能に対するインパルス耐久性試験
SPDは,表3のカテゴリCから選定したインパルスを,表3から選定した適切な端子に印加して試験を
実施する。同じインパルスを6.2.1.3に規定するインパルス制限電圧試験に用いる。追加の試験は,SPDの
仕様書に記載したものだけでなく,カテゴリA1,B,C及びDから選定したその他のインパルスを用いて
実施してもよい。ただし,これらの試験は,任意であり,SPDの適用に応じて適切な条件で行う。
SPDは,図4に示すように接続する。試験中の装置の熱蓄積を防ぐために印加間隔を十分にとり,表3
に規定する最小印加回数のインパルス電流を印加する。規定する試験回数の半分は一つの極性で,また残
りの半分の回数は反対の極性で試験する。又は,試料の半分は一つの極性で試験し,残りの半分を反対の
極性で試験してもよい。試験前及び試験後,SPDは,5.2.1.2,5.2.1.3(各極性で1回のインパルス),5.2.1.4
(適用できる場合)及び5.2.2.2(適用できる場合)に規定する要求事項を満足しなければならない。
要求がある場合,インパルスは,図1のc) 及びe) に示すSPDの端子X1−X2に印加してもよい。
図1のc) 及びe) に示すSPDの試験については,各端子対(X1−C及びX2−C)を別々に試験してもよ
い。
6.2.1.7 過負荷故障モード試験
インパルス過負荷及び交流過負荷電流による過負荷をSPDに印加する。図1 c),図1 e) 及び図1 f) に
示すSPDの試験について,各端子対(X1−C及びX2−C)は別々に試験してもよい。図1 f) に示すSPD
は,代表的なサンプルとして二つの端子を選び試験する。インパルス試験及び交流試験は異なるSPDで行
う。
絶縁抵抗,制限電圧及び直列抵抗(適用可能な場合)試験は,SPDが3.3に規定する許容可能な過負荷
故障モードに達したかどうか判定するために実施しなければならない。SPDは,火災,爆発,電気的な危
険又は有毒ガスの放出を起こさない安全な状態で過負荷故障モードに達しなければならない。
a) インパルス過負荷SPDは,図4に示すように接続する。製造業者が規定する8/20のインパルス電流
inは,次に示す方法でSPDに印加する。
itest=in (1+0.5 N)
試験シーケンスは,N=0(itest=in)から始めなければならない。その後の試験シーケンスは,Nが
1ずつ増加する。このシーケンスは,N=6が上限である。SPDがこれらの印加回数の後に過負荷故障
モードに達しない場合,SPDは交流の過負荷故障モードの試験を実施する。
b) 交流過負荷 SPDは,図3の規定に従って接続する。交流の過負荷電流試験は,製造業者が指定する。
電流は,15分間通電する。開回路電圧(50 Hz又は60 Hz)は,SPDが完全な導通を引き起こすよう
に十分な大きさとする。試験が終了した時点で,取付台は,別のSPDを装着できなければならない。
6.2.1.8 ブラインドスポット試験
多段SPDにブラインドスポットが存在するかどうかを決めるために,新しい試料を用いて次の試験を実
施する。
a) pを決定するために用いるインパルス波形を選定する。このインパルスを印加中に,オシロスコープ
でインパルス制限電圧,及び電圧−時間の波形を測定する。
b) 開回路電圧をa) で用いる値の10 %まで減少し,オシロスコープで制限電圧を確認しながらSPDに正
極のインパルスを印加する。制限電圧波形は,a) で得たものとは異なることが望ましい。異ならない
場合,より低い開回路電圧を選定する。ただし,この電圧はUcより大きくなければならない。
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c) 制限電圧波形を確認しながら,a) で用いた値の20 %,30 %,45 %,60 %,75 %及び90 %である正極
のインパルス電圧を印加する。
d) 開回路電圧の各パーセンテージの波形において,a) で決定した制限電圧波形に戻った時点で,印加を
中止する。
e) 開回路電圧を5 %減少させて,再試験する。b) に規定する波形を得るまで開回路電圧を,5 %のステ
ップで減少させ続ける。
f) 開回路電圧のこの値で,2回の正極性インパルス及び2回の負極性インパルスを印加する。
a) f) を試験した後に,SPDは,5.2.1.2に規定する要求事項を満足しなければならない。
6.2.2 電流制限試験
6.2.2.1 定格電流試験
SPDは,図5に示すように接続する。試験の電圧供給源は,定格電流を十分供給できなければならない。
周波数は,0 Hz(直流),50 Hz又は60 Hzとする。
定格電流試験中に,電流を制限する機能が動作してはならない。各SPDへの試験電流は,Rs又はRs1及
びRs2の抵抗を調整して印加する。試験中の電流制限機能は,定格電流を1時間以上通電できなければな
らない。この試験中,人が触れる部分は過度な温度に達してはならない(IEC 60950の5.1参照)。
6.2.2.2 直列抵抗試験
SPDは,図5に従って接続する。試験電圧は,製造業者が指定する最大遮断電圧未満とする。周波数は,
0 Hz(直流),50 Hz又は60 Hzとする。試験電流は,Rs又はRs1及びRs2の抵抗で調整して,定格電流と等
しくしなければならない。直列抵抗の値は,図5に示す供給電圧e及び電流計によって測定した定格電流
Iによって,次の式で算出する。
e IRs
I
6.2.2.3 電流応答時間試験
SPDは,図5に従って接続する。供給電圧は,製造業者が指定する最大遮断電圧未満とする。周波数は,
0 Hz(直流),50 Hz又は60 Hzのいずれか一つとし,適用箇所によって選定する。
デバイスは4.2の規定に従って,適切な温度で試験を実施する。試験間隔は,デバイスが次の試験の前
までに,試験温度まで冷める十分な時間をとる。また,冷却のための待ち時間をなくすため,別のデバイ
スを用いることができる。表6に規定する試験電流を供給するために,Rs又はRs1及びRs2を調整する。各
試験電流に対する電流制限機能の応答時間を記録する。応答時間は,電圧印加から電流が定格電流の10 %
に減少するまでの時間とする。試験電流が電流制限素子の最大電流耐量を超える場合,最大の試験電流は,
電流制限素子の最大電流耐量と等しくする。
表6−応答時間に対する試験電流
試験電流
A
1.5×定格電流
2.1×定格電流
2.75×定格電流
4.0×定格電流
10.0×定格電流
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- JISC61000-4-5:2018
- 電磁両立性―第4-5部:試験及び測定技術―サージイミュニティ試験