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C 5381-31 : 2020 (IEC 61643-31 : 2018)
7.4.4 SPDの故障モード試験
7.4.4.1 供試品準備
7.4.4.1.1 一般
製造業者は,いずれかの防護モード間(プラス端子とマイナス端子との間,マイナス端子とPE端子と
の間又はプラス端子とPE端子との間)に接続した部品について,7.4.4.1.27.4.4.1.4の方法で供試品を提
供しなければならない。
7.4.4.1.2 試験
SPDに電圧制限部品が一つしかないか,又は二つ以上直列に接続している場合,これらは全て元の部品
のU1mAの値の50 %60 %の同じタイプの部品に置き換える。交換する部品のその他の全ての特性は,例
えば,サージ定格,寸法は,U1mAの選択に関連するものを除いて同じとする。SPDの他の部分,例えば,
分離器,端子,相互接続等は変更しない。
この試験は,7.4.4.1.3及び7.4.4.1.4の代替試験を用いることが可能である。
7.4.4.1.3 代替試験1
SPDの故障モード試験の供試品準備の例を,図7に示す。SPDに二つの同じ電圧制限部品が直列に接続
している場合,図7に示すように,これらのうちの一つを適切な銅ブロックに置き換える。
三つの供試品の別々のバッチで,それぞれのIPの準備が必要である。内部接続部,その断面積,周囲の
材料(例えば樹脂)及びパッケージングを含む試験中の防護モード下の電圧制限部品が同一でない場合,
試験は他の電圧制限部品の一つを短絡することによって繰り返す。
1
A
C D
B
A
2
a) 変更前のSPD b) 試験用に内部を変更したSPD
記号説明
1-2 : 試験する防護モードへの接続ポイント
A : 分離器(存在する場合)
B : 直列接続した電圧制限部品(例えば,MOV)
C : 変更前のSPD
D : 短絡用銅ブロック
図7−SPDの故障モード試験の供試品準備の例
7.4.4.1.4 代替試験2
この試験は,変更をしない供試品を用い,7.4.4.2.1又は7.4.4.3.1に規定する試験電圧でUCPV/1.2の2倍
又は製造業者が合意する場合は,それ以上の電圧を印加する。
7.4.4.2 OCFMを指定したSPDの試験
7.4.4.2.1 試験設定及び試験手順
SPD自体及びその分離器(製造業者が指定する場合)は,製造業者の指示に従って取り付ける及び最大
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の断面積の導体を接続する。
SPDは,7.2.3に規定する電源に接続しなければならない。試験は,次のIPのそれぞれについて実施する。
試験にPV4の電源を用いる場合
50
・ ISCPV + %
50
・ 10 A + %,ISCPVが10 Aよりも大きい場合だけ
試験にDC3の電源を用いる場合
50
・ ISCPV + %の2.7倍
50
・ ISCPV + %
50
・ 10 A + %,ISCPVが10 Aよりも大きい場合だけ
電源DC3を用い,ISCPVの2.7倍とIPが同等の場合は,ヒューズを開放の検出目的のために供試品と直列
に接続しなければならない。このヒューズは,gPV特性及びISCPVに等しい定格電流のヒューズよりも大き
くないI2t溶融積分値をもたなければならない。SPD製造業者は,ヒューズのさらに低い値に関する情報
を提供してもよい。
注記 gPVヒューズ特性に関係する情報は,IEC 60269-6を参照する。
7.4.4.2.2に規定する許容時間を満たさないSPDについては,試験電圧を上げて試験を繰り返してもよい。
7.4.4.2.2に規定する許容時間を再び満たさない場合,この手順を繰り返してもよい。
また,JIS C 5381-11:2014の8.1.3に規定するインパルス電圧発生器によって発生し,直列接続したスイ
ッチング部品を導通状態にするのに十分高いトリガ電圧を実際の防護モードに適用する。
スイッチング部品が導通状態を維持しない場合は,次のいずれかを選択して試験を繰り返してもよい。
・ スイッチング部品の短絡。
・ 低いU1mAの電圧制限部品の使用。
・ 試験電圧の増加。
7.4.4.2.2 合格基準
電源からの電流は,内部又は外部のSPD分離器によって次の条件で遮断する。
・ PV4によってISCPV又はDC3によってISCPVの2.7倍を適用した場合は,60秒間以内。DC3によってISCPV
の2.7倍を印加した試験中は,検出用ヒューズは動作してはならない。
・ DC3によってISCPVに等しいIPを印加した場合は,5分間以内。
・ PV4又はDC3によって短絡電流10 Aを印加した場合は,20分間以内。
表5に規定する合格基準のC,H,I,J,L及びMを適用する。
7.4.4.3 SCFMを指定したSPDの試験
7.4.4.3.1 試験設定及び試験手順
SPDは,製造業者の指示に従って取り付け,及び最大の断面積の導体を接続する。
SPDは,7.2.3に規定する電源に接続する。試験は,次のIPのそれぞれについて実施する。
試験電源は,PV4を用いる。
50
・ ISCPV + %
50
・ 10 A + %,ISCPVが10 Aよりも大きい場合だけ
7.4.4.3.2に規定する許容時間を満たさないSPDは,試験電圧を上げて試験を繰り返してもよい。7.4.4.3.2
に規定する許容時間を再び満たさない場合,この手順を繰り返してもよい。
さらに,直列接続したスイッチング部品を導通状態にするのに十分高いトリガ電圧をJIS C 5381-11:2014
の8.1.3に規定するインパルス電圧発生器によって発生し,実際の防護モードに適用する。
――――― [JIS C 5381-31 pdf 32] ―――――
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スイッチング部品が導通状態を維持しない場合は,次のいずれかを選択して試験を繰り返してもよい。
・ 低いU1mAの電圧制限部品を用いる。
・ 試験電圧を増加する。
7.4.4.3.2 合格基準
SPD製造業者が故障モード状態を短絡モードで指定しているSPDの場合,次の条件でこのモードに到達
しなければならない。
PV4によってISCPVのIPを適用した場合,試験中60秒以内。
PV4によって10 AのIPを適用した場合,20分以内。
表5に規定する合格基準のC,I,L,M,P及びQを適用する。
7.4.5 耐電圧試験
7.4.5.1 一般
屋外用SPDは,内部部品を除去した端子間で試験する。この試験中,SPDはIEC 60060-1:2010の9.1に
従って散水する。
屋内用SPDは,JIS C 5381-11:2014の8.3.6のa)及びb)に規定する試験を実施する。
耐電圧試験のUCPVに対する試験電圧を,表8に示す。SPDは表8に規定する直流電圧で試験する。試験
電圧は,直流試験電圧の半分以下で始め,この電圧を30秒間以内に直流試験電圧値まで増加し,1分間維
持する。
表8−耐電圧試験のUCPVに対する試験電圧
SPDのUCPV 直流試験電圧
V kV
UCPV<100 1.1
100≦UCPV<200 1.7
200≦UCPV<450 2.2
450≦UCPV<600 3.3
600≦UCPV<1 200 4.2
1200≦UCPV≦1 500 5.8
7.4.5.2 合格基準
アークが発生又は貫通してはならないが,放電中の電圧変化が5 %未満である場合,部分的な放電はあ
ってもよい。
試験に用いる電源は,開放端子で試験電圧に調整後,端子を短絡した後に200 mA以上の短絡電流を発
生するように設計する。過電流リレー(ある場合)は,試験回路の電流が100 mAを超える場合にだけ反
応しなければならない。試験電圧測定装置は,±3 %の精度をもっていなければならない。
7.4.6 太陽電池に適用するICPV
7.4.6.1 一般
測定は,SPDのプラス端子とマイナス端子との間にUCPVを印加して実施する。
プラス端子とマイナス端子との間に流れる直流電流(リップル電流を除く。)を記録する。
7.4.6.2 合格基準
測定した連続消費電流値が,6.1.1.3 g)の9)に規定する製造業者が指定した値を超えてはならない。
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7.5 機械的試験
7.5.1 空間距離及び沿面距離の検査
SPDの空間距離を,表9に示し,SPDの最小沿面距離を表10に示す。材料グループとクラス分類との
関係を表11に示す。家庭用及びこれに類する用途のSPDは,汚損度2で設計する。
さらに厳しい環境に適用するSPDは,SPDに対し汚損度2を確保するために,特別な注意,例えば,適
切なSPDのケース又は追加のきょう(筐)体を必要としてもよい。
注記 換気孔のないSPDケースは,内部の沿面距離に対する汚損度2の要求に適合するため,十分に
汚損を制限する適切な保護を備えているものとみなす。
屋外用及び手の届かない範囲に設置するSPDに対しては,汚損度4を適用する。それらが汚損度3の状
態を確保する適切なケースで覆われている場合,内部距離に対して汚損度3まで減少してもよい。
スパークギャップの電極間隔は,空間距離及び沿面距離の判定から除外する。
7.5.2 合格基準
空間距離及び沿面距離は,表9及び表10に規定する値以上とし,表9の項目1),2)及び3)に適合しなけ
ればならない。表11の材料分類は,SPDの関連部分を表10の入力パラメータとして用いる。
注記 標高2 000 mを超える場合,要求する空間距離を決定するために,JIS C 60664-1:2009に規定す
る表F.2(過渡過電圧に耐える空間距離)を参照し,ケースA(不平等電界)に対する入力パラ
メータとして,Umaxを用いる。ただし,あらゆる場合において,この規格の表9に規定する最
小の要求条件は,機械的な理由のためにこの規格に適用している。
表9−SPDの空間距離
単位 mm
Umax
2 000 V 4 000 V4 000 Vを超え 6 000 Vを超え
以下a) 以下 6 000 V以下 8 000 V以下
1) 異なる極性の充電部分間 1.5 3 5.5 8
2) 充電部と右記の各 SPDを取り付けるために取り外し 1.5 3 5.5 8
部との間 ができるカバーを固定するための
ねじ及びその他の手段
止め金具表面(注記2参照) 3 6 11 16
SPDを固定するためのねじ又は他 3 6 11 16
の手段(注記2参照)
本体(注記1及び注記2参照) 1.5 3 5.5 8
3) 分離器機構の金属 本体(注記1参照) 1.5 3 5.5 8
部と右記との間 SPDを固定するためのねじ又はそ 1.5 3 5.5 8
の他の手段
注記1 本体の定義はJIS C 5381-11:2014の8.3.6 b) 1)を参照。
注記2 SPDの充電部と,金属製の遮蔽板又はSPD取付け表面との間の空間距離が,SPDだけの設計に従い,これ
らの値がSPDを最も好ましくない場所に設置しているときに(金属ケース内に収納されていても)低減さ
れない場合には,1)の行の値で十分である。
注a) この列は,UCPVが180 V以下のSPDだけに適用する。
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表10−SPDの最小沿面距離
単位 mm
直流電圧b), c)プリント配線板 汚損度
(V) 汚損度
1 2 1 2 3
全ての IIIbを除 全ての 材料グループa) 材料グループa)
材料グ く全て 材料グ I II III I II III d)
ループ の材料 ループ
グルー
プ
10 0.025 0.04 0.08 0.4 0.4 0.4 1 1 1
12.5 0.025 0.04 0.09 0.42 0.42 0.42 1.0 1.05 1.05
16 0.025 0.04 0.1 0.45 0.45 0.45 1.1 1.1 1.1
20 0.025 0.04 0.11 0.48 0.48 0.48 1.2 1.2 1.2
25 0.025 0.04 0.125 0.5 0.5 0.5 1.2 1.25 1.25
32 0.025 0.04 0.14 0.53 0.53 0.53 1.3 1.3 1.3
40 0.025 0.04 0.16 0.56 0.8 1.1 1.4 1.6 1.8
50 0.025 0.04 0.18 0.6 0.85 1.2 1.5 1.7 1.9
63 0.04 0.063 0.2 0.63 0.9 1.25 1.6 1.8 2
80 0.063 0.1 0.22 0.67 0.95 1.3 1.7 1.9 2.1
100 0.1 0.16 0.25 0.71 1 1.4 1.8 2 2.2
125 0.16 0.25 0.28 0.75 1.05 1.5 1.9 2.1 2.4
160 0.25 0.4 0.32 0.8 1.1 1.6 2 2.2 2.5
200 0.4 0.63 0.42 1 1.4 2 2.5 2.8 3.2
250 0.56 1 0.56 1.25 1.8 2.5 3.2 3.6 4
320 0.75 1.6 0.75 1.6 2.2 3.2 4 4.5 5
400 1 2 1 2 2.8 4 5 5.6 6.3
500 1.3 2.5 1.3 2.5 3.6 5 6.3 7.1 8
630 1.8 3.2 1.8 3.2 4.5 6.3 8 9 10
800 2.4 4 2.4 4 5.6 8 10 11 12.5
1000 3.2 5 3.2 5 7.1 10 12.5 14 16
1250 − − 4.2 6.3 9.0 12.5 16.0 18 20.0
1600 − − 5.6 8.0 11.0 16.0 20.0 22.0 25.0
注記 実際の電圧が表に規定する値と異なる場合,中間の電圧値を内挿値としてもよい。内挿する場合,直線補間
を用いることが望ましく,値は表から抽出した値と同じ桁数に丸める。
注a) 材料グループの追加の情報は,表11参照。
b) この電圧は,絶縁ごとに次のようになる。
1) 機能絶縁の場合 : 動作電圧
2) 低圧系統電源から直接給電している回路の基礎及び付加絶縁の場合 : 機器の定格電圧に基づいてJIS C
60664-1:2009に規定する表F.3a又は表F.3bに集約して示した電圧,又は定格絶縁電圧。
3) 低圧系統電源から直接給電していない系統,機器及び内部回路の基礎及び付加絶縁の場合:定格電圧で供
給し,かつ,機器の定格の動作状態で最も好ましくない組合せにおける系統,機器又は内部回路に発生
し得る最高実効値電圧。
c) 主保護回路では,この列はUCPVによる。
d) IIbの材料は,630 V以上では汚損度3に適用してはならない。
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