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C 5381-31 : 2020 (IEC 61643-31 : 2018)
動作責務試験
5 A以下 5 A超過
試験電源の選定 : Ifの決定 試験電源 : PV2
DC1又はPV1 [6.1.1.5 b)及びA.3 (7.2.3.2参照)
(7.2.3.2を参照) を参照]
6.2.3に規定する測定制限電圧の決定
− クラスI試験の場合,Iimpの波高値の8/20インパルス電流だけを印加するJIS C 5381-11の8.3.3.1
に規定する試験を実施する。
− クラスII試験の場合,Inだけを印加するJIS C 5381-11の8.3.3.1に規定する試験を実施する。
− クラスIII試験の場合,UOCだけのJIS C 5381-11の8.3.3.3に規定する試験を実施する。
クラスI クラスII又はIII
どのクラス試験か
7.4.2.4による動作責務試験 7.4.2.4又は7.4.2.6による
動作責務試験
7.4.2.5による動作責務試験
合格基準
不適合 適合
測定制限電圧
6.2.3及び7.4.2.7参照
試験に不合格 試験に合格
試験完了
図2−動作責務試験のフローチャート
7.4.2.2 試験手順
この試験は,7.2.3に規定する電源を用いてUCPVを印加中,規定した数の指定したインパルスをSPDに
印加することによって,使用条件を模擬するものである。
動作責務試験の試験回路を,図3に示す。試験回路は図3に適合しなければならない。
測定制限電圧を確認し,この電圧はUP以下とする。
測定制限電圧は,JIS C 5381-11:2014の8.3.3に規定する試験を実施し決定する。
供試品の過負荷を避けるために,測定制限電圧の測定は,次のように実施する。
・ クラスI試験の場合,JIS C 5381-11:2014の8.3.3.1に規定する試験で,Iimpの波高値で8/20のインパル
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C 5381-31 : 2020 (IEC 61643-31 : 2018)
ス電流だけを印加する。
・ クラスII試験の場合,JIS C 5381-11:2014の8.3.3.1に規定する試験で,Inだけを印加する。
・ クラスIII試験の場合,JIS C 5381-11:2014の8.3.3.3に規定する試験で,UOCだけを印加する。
正極及び負極のインパルスを各1回印加する。
L
D
= UCPV IG
DUT
(SPD)
記号説明
UCPV : 7.2.3.2に規定する電源
L : 7.2.3.1に規定するインダクタ
D : SPD製造業者が指定するSPD分離器
DUT : 供試品(SPD)
IG : インパルス発生器。SPDの試験クラスの分類によって,7.4.2.4に規定するクラスI及びIIの動作責務試験
用の8/20の電流インパルス発生器,7.4.2.5に規定する追加の責務試験のIimpを出力できるインパルス発生
器又は7.4.2.6によるクラスIIIの動作責務試験のUOCを発生するコンビネーション波形発生器を選定する。
図3−動作責務試験の試験回路
7.4.2.3 動作責務試験に用いる電源の特性
供試品は,7.2.3.2に規定する次の電源に接続する。
・ SPDのIfが5 A以下の場合,DC1又はPV1
・ SPDのIfが5 Aを超える場合,PV2
7.4.2.4 クラスI及びクラスIIの動作責務試験
一群5パルスの8/20電流インパルスの印加を3回実施する。インパルス電流の極性は,電源と同じ極性
で印加する。供試品は,7.2.3及び7.4.2.3に規定する電源に接続する。
SPDへのUCPVの印加は,再点弧を検査するために,各群のインパルスの印加後及び最後の続流遮断後(あ
る場合),1分間以上連続しなければならない。最後の群のインパルス印加及びその1分間後,安定性を検
査するために,更に15分間,SPDにUCPVを印加したままにしておくか,又は30秒間以内に他の電源に切
り換え,UCPVを再印加する。このために,電源の短絡電流容量は5 Aに低減してもよい。
クラスI試験及びクラスII試験の動作責務試験タイミング図を,図4に示す。
クラスI試験でSPDを試験する場合,Iimpの波高値をもつ8/20電流インパルスを適用する。
クラスII試験でSPDを試験する場合,8/20電流インパルスのInを適用する。
一つのSPDにクラスI試験及びクラスII試験を実施する場合は,製造業者の合意の下に,両クラス試験
の最も厳しいパラメータで1回だけ実施してもよい。
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8/20電流インパルス 1分間以上 1分間以上 1分間以上
(50秒間60秒間)間隔
UCPV
15分間
30分間35分間 30分間35分間
図4−クラスI試験及びクラスII試験の動作責務試験タイミング図
インパルスの間隔は50秒間60秒間,インパルス群の間隔は30分間35分間とする。群間では,供試
品にUCPVを印加する必要はない。
全てのインパルス電流を記録し,記録したインパルス波形に供試品の破損又はフラッシオーバの兆候が
あってはならない。
7.4.2.5 クラスI試験に対する追加の責務試験
試験は,SPDを通過するインパルス電流を段階的にIimpまで増加する。
SPDは,7.2.3.2に規定する電源に接続する。各インパルスを印加後及び最終の続流遮断後(ある場合),
再点弧を検査するために,1分間以上遮断しないでUCPVを印加し続ける。各群のインパルス印加及びその
1分間後,安定性を検査するために,更に15分間,SPDにUCPVを印加したままにしておくか,又は30秒
以内に他の電源に切り換え,UCPVを再印加する。このために,電源の短絡電流容量を5 Aに低減してもよ
い。
印加した電源と同じ極性の電流インパルスを,次に記載の順番で印加する。
a) 0.1 Iimpのインパルス電流を1回印加し,熱的安定性を確認後,周囲温度まで冷却する。
b) 0.25 Iimpのインパルス電流を1回印加し,熱的安定性を確認後,周囲温度まで冷却する。
c) 0.5 Iimpのインパルス電流を1回印加し,熱的安定性を確認後,周囲温度まで冷却する。
d) 0.75 Iimpのインパルス電流を1回印加し,熱的安定性を確認後,周囲温度まで冷却する。
e) 1.0 Iimpのインパルス電流を1回印加し,熱的安定性を確認後,周囲温度まで冷却する。
クラスI試験に対する追加の責務試験タイミング図を,図5に示す。
0.1 Iimp 0.5 Iimp
0.25 Iimp 1.0 Iimp
0.75 Iimp
1分間以上
UCPV UCPV UCPV UCPV UCPV
5A 5A 5A 5A 5A
15分間 15分間 15分間 15分間 15分間
図5−クラスI試験に対する追加の責務試験タイミング図
7.4.2.6 クラスIII試験の動作責務試験
UOCに対応する一群5パルスのコンビネーション波形インパルスの印加を3回実施する。コンビネーシ
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C 5381-31 : 2020 (IEC 61643-31 : 2018)
ョン波形の極性は,電源と同じ正極性で印加する。SPDに,UCPVを印加する。電源のIPは,インパルス試
験の間,7.2.3.1及び7.4.2.3に適合しなければならない。各インパルスの印加後,各続流(存在する場合)
の中断後,SPDは,再点弧を確認するために少なくとも1分間中断せずに印加したままとする。その後,
SPDは,UCPVを印加したままであるか,又は安定性を確認するためにUCPVを30秒以内にもう一度15分
間再印加する。この試験では,電源(UCPV)の短絡電流を5 Aに低下してもよい。
クラスIII試験に対する動作責務試験タイミング図を,図6に示す。
コンビネーション波形インパルス
(50秒間60秒間)間隔 1分間以上 1分間以上 1分間以上
UCPV
15分間
30分間35分間 30分間35分間
図6−クラスIII試験に対する動作責務試験タイミング図
インパルスの間隔は50秒間60秒間,インパルス群の間隔は30分間35分間とする。群間では,供試
品にUCPVを印加する必要はない。
全てのインパルス電流を記録し,及び記録したインパルス波形に,供試品の破損又はフラッシオーバの
兆候があってはならない。
7.4.2.7 クラスI試験の追加の責務試験及び全ての動作責務試験の合格基準
表5に規定する合格基準のA,B,C,D,E,F,G及びMを適用する。
7.4.3 過負荷状態のSPDの分離器及び安全性能
7.4.3.1 耐熱性試験
SPDは,周囲温度80 ℃±5 ℃の恒温槽に24時間放置する。
表5に規定する合格基準C及び合格基準Gを適用する。
7.4.3.2 熱安定性試験
7.4.3.2.1 試験設定
試験手順は,次の2種類の異なるSPDの設計に対応して実施する。
・ 電圧制限部品だけからなるSPDに対しては,7.4.3.2.2 a)の試験手順を適用する。
・ 電圧制限及び電圧スイッチング部品を直列に用いるSPDに対しては,7.4.3.2.2 b)の試験手順を適用す
る。
7.4.3.2.2 供試品準備
並列接続した非線形防護部品を備えたSPDの場合,試験は,分離器をもたない全ての電流経路を断路及
び遮断することによって,独立した動作をする分離器部分をもつSPDの全ての単一電流経路上で実施する。
同じタイプ及びパラメータの部品を並列に接続し,これらの部品のそれぞれに属する単一の分離器ごとに
同一の部品及び構成を用いている場合,これらの同一の電流経路のうちの任意の三つを試験することで,
三つのサンプルの要件を満たしてもよい。
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C 5381-31 : 2020 (IEC 61643-31 : 2018)
電圧制限部品に直列に接続した試験中の電流経路内の電圧スイッチング形部品は,試験中溶断しないよ
うな直径の銅線又はダミーで短絡しなければならない。
製造業者は,上記の要求事項によって供試品を準備する。
a) 電圧制限部品だけをもつSPDに対する試験手順 供試品は,線形特性の調節可能な直流電源に接続す
る。電圧は,SPDに電流が流れるように十分高くする。この試験における電流は,一定に設定する。
試験電流の許容差は,±10 %とする。第1の供試品に対して,直流2 mAから開始する又はUCPVでの
漏電電流が既に2 mAを超えている場合は,UCPVで試験を開始する。
この電流値は,2 mA又は先に設定した試験電流の5 %のいずれか大きい値で,段階的に増加する。
他の2個の供試品に対しての開始点は,2 mAから,第1供試品の分離した点の5段階前の電流値に
変更する。
各段階では,熱平衡(例えば,最高温度点での温度変化が10分間で2 K以下である。)に到達する
まで保持する。
SPDケースの最高温度点における外部表面温度(接近可能なSPDだけ)及びSPDを通過する電流
は,連続的に監視する。
SPDの最高温度点は,初期試験,又は最高温度点を決定するために多くの点を監視することで,決
定してもよい。
この試験は,試験中の全ての非線形性部品が分離した場合には終了する。電圧は,分離器の誤動作
を避けるために,更に増加してはならない。
全ての非線形部品が分離したことが疑わしい場合は,目視検査を実施する。
注記1 部品のクラックだけでは,分離したとはみなさない。
試験中にSPD両端の電圧がUCPVよりも10 %低下した場合,供試品を線形特性の調節可能な直流電
源から分離し,及び製造業者が指定する最大5 kAまでの短絡電流定格をもつUCPVの大電流出力の直
流電源に接続する。電圧低下の検出から供試品の大電流出力の直流電源への接続への移行は,100 ms
を超えてはならない。
供試品は,大電流出力の直流電源に15分間接続したままとする。
注記2 線形特性の調節可能な直流電源の特性は,電圧制限部品の故障によって漏電電流が急激に
増加したときには,出力電圧がUCPVの値を下回って,その線形特性が崩れてくる。
b) 他の部品と直列に接続した電圧スイッチング部品をもつSPDに対する試験手順 分離器が動作する
前に,電流を制限しない短絡電流容量をもつ大電流の線形の直流電源で,電圧UCPVをSPDに印加す
る。最大許容電流値は,製造業者の指定するISCPVを超えてはならない。
十分な電流が流れない場合は,試験手順a)を用いる。
注記3 “十分な電流が流れない”という意味は,SPDが導通変化の開始に至らないと考える(例
えば,SPDが熱的に安定している。)。
7.4.3.2.3 合格基準
表5に規定する合格基準C,合格基準I,及び合格基準Mを適用する。さらに,OCFMに分類したSPD
は,合格基準H及び合格基準Jを適用する。SCFMに分類したSPDは,合格基準P及び合格基準Qを適
用する。
さらに,屋内用のSPDの表面温度上昇は,試験中及び試験後120 K以下とする。試験した全ての非線形
部品を外してから5分後に,表面温度の上昇は80 Kを超えてはならない。
――――― [JIS C 5381-31 pdf 30] ―――――
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