JIS Z 9290-4:2016 雷保護―第４部：建築物等内の電気及び電子システム | ページ 15

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                                                                Z 9290-4 : 2016 (IEC 62305-4 : 2010)
       1 : 設備の引込口                       7          : 被保護固定機器
       2 : 分電盤                             8          : SPD(クラスII試験)
       3 : 接続コンセント                     9          : SPD(クラスII試験又はクラスIII試験)
       4 : 主接地端子又はバー                 10         : 減結合素子又は配線長
       5 : SPD(クラスI試験又はクラスII試験) F1,F2,F3  : 過電流保護分離器
       6 : SPDの接地接続(接地導体)
       注記1 詳細な情報は,JIS C 5381-12参照。
       注記2 これは欧州で一般的な配電方式(TNシステム)であり,変圧器の接地(B種接地)と機器の
              接地とが接続されている。日本国内で一般的な配電方式(TTシステム)はこれと異なり,B
              種接地と機器の接地とは接続されない。
               図D.1−クラスI試験,クラスII試験及びクラスIII試験SPDの設置例

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Z 9290-4 : 2016 (IEC 62305-4 : 2010)
  注記 これは欧州で一般的な配電方式(TNシステム)であり,変圧器の接地(B種接地)と機器の接地とが接続さ
       れている。日本国内で一般的な配電方式(TTシステム)はこれと異なり,B種接地と機器の接地とは接続さ
       れない。
     図D.2−建築物等への各種の損傷の発生源及びシステム内への雷電流の分流に対する基本的な例
D.3 SPDへの統計的な脅威レベルの定量化
D.3.1 一般事項
  設備内の様々な位置でSPDが遭遇する電気的環境及び“脅威レベル”を定量化するための多くの試みが
行われてきた。例えば,LPSが設置した建築物等の引込口のSPDに対する脅威レベルは,リスクを許容可
能値へ制限するため,当該建築物等に対するリスク評価に従って必要となるLPLに依存する[JIS Z 9290-1
の箇条6(雷保護対策の必要性及び経済的正当性)参照]。
  この規格では,LPL Iにおいて,建築物等のLPSへの直撃雷(S1)の波高値は,波形10/350 μsの200 kA
になることを前提としている[JIS Z 9290-1の8.1(一般事項)及び附属書A(雷電流パラメータ)参照]。
ただし,リスク評価に従って必要となるLPLに合致したSPDを選定することが望ましい一方で,SPDが
遭遇する雷電流の大きさに影響を受ける要素も存在する。
D.3.2 雷電流の分流に影響する設置係数
  電流分流を特定する計算{JIS Z 9290-1のE.2[建築物等への落雷による雷サージ(損傷の発生源S1)]
参照}をしない場合,一般的な推定は,電流の50 %は建物の接地システムに流れ,50 %は等電位ボンディ
ング用SPDを経由して流出するとしている。三相4線の配電システムにおいて,LPL Iの場合,各SPDが
遭遇する初期の200 kAの放電電流の分流Iimpは,25 kAとなることを意味している(図D.3参照)。
  なお,建築物等へ3組の金属製の引込線・管類で供給し,JIS Z 9290-1のE.2のモデルを採用した場合,
三相システムでの各等電位ボンディング用SPDへの合計電流Iimpは,8.3 kAになる。
  配電システムへの雷電流の分流は,建築物等の引込線・管類の接地のとり方が強く影響する。例えば,
多点接地した中性線をもつTN-Cシステムでは,雷電流に対し,TTシステムよりも接地への直接的で,か
つ,より低いインピーダンスの経路をもっている。
  電流分流の簡易的仮定は,SPDが遭遇する可能な脅威レベルを検討する際に,便利である。ただし,そ

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の仮定を実施した状況に留意することが重要である。さらに,SPDを通過する電流成分の波形は,最初の
放電電流の波形と同一であると仮定しているが,実際には,波形は建物の配線のインピーダンス等によっ
て変化することがある。
      注記 日本国内では,配電系統の接地よりも落雷する施設の接地抵抗が低い場合が多く,50 %が流出する
           ことはまれである。図中の配電システムはTNシステム(欧州で一般的)であり,接地相が複数箇
           所で接地されていることから,TTシステムよりも大きな電流が流出することが想定される。
                              図D.3−平衡した電流分流の基本的な例
  コンピュータによるシミュレーションは,SPDの正しい選定を行うために,これらの要素を検討する有
益な手段である。複雑なシステムの雷電流分流を評価するため,実際のシステムを図D.2の例に示すよう
に,等価的な電気回路図に変換することが必要である。
  多くの規格では,SPDがさらされる脅威レベルを考慮する場合,長年にわたる現場での経験を根拠とし
て探し求めてきた。JIS Z 9290-1の表E.2(落雷による低圧配電系統への想定する雷サージ電流)は,主と
して,これを実例としている(IEEE C62.41規格群参照)。
D.3.3 SPD定格の選定における考慮 : Iimp,Imax,In及びUOC
  D.3.2から,SPDの適切な定格(Iimp,Imax,In及びUOC)の選定は,多くの複雑で相互に関連するパラメ
ータによるということは明白である。
  次の原因で発生する雷サージによる建築物等内の内部システムの損傷のリスクは,建築物等への直撃雷
(S1)又は引込線への直撃雷(S3)から発生した雷サージの影響によるものよりも,しばしば大きくなる
という状況に留意することが重要である。
a) 電力線,電話線及び信号線に結合して誘導した影響(S4)
b) 建築物等近傍への落雷と結合したLEMPの影響(S2)
  多くの建物は,建築物等又は引込線への直撃雷に対する保護を必要とせず,クラスI試験SPDに対する
要求は必要としないが,正しく設計したクラスII試験SPDシステムがふさわしい場合がある。
  一般的な取組みとしては,直撃雷電流及び分流電流を含む場所(S1又はS3)ではクラスI試験SPDを,
誘導の影響を受ける場所(S2及び/又はS4)ではクラスII試験及び/又はクラスIII試験SPDを用いる
ことが望ましい。
  このような複雑な事項に対応する場合,SPDの選定で最も重要な側面は,想定する雷サージの発生中に

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おけるSPDの電圧制限特性及び処理することができるエネルギー耐量(Iimp,Imax,In及びUOC)であるこ
とに留意することが必要である[IEC 62305-2の表B.7(LPLに対応して設計したSPDシステムに対する
確率PEBの値)の注記4参照]。
  想定するInにおいて,機器のインパルス耐電圧よりも制限電圧が低いSPDは,特に,追加の電圧(接続
線の電圧降下,振動及び誘導現象)を発生する外部要因を考慮し,機器の保護を確実にするだろう。対照
的に,設置場所で要求するエネルギー耐量よりも大きな耐量をもつSPDは,長い動作寿命をもたらすだけ
かもしれない。ただし,より低い制限電圧をもつSPDを調整不十分な電源システムに設置した場合,一時
的過電圧(TOV)から想定される損傷の影響をより受けやすくなる。
参考文献
  JIS C 60364-4-44 低圧電気設備−第4-44部 : 安全保護−妨害電圧及び電磁妨害に対する保護
      注記 対応国際規格 : IEC 60364-4-44,Low-voltage electrical installations−Part 4-44: Protection for
            safety−Protection against voltage disturbances and electromagnetic disturbances(IDT)
  IEC 61000 (all parts),Electromagnetic compatibility (EMC)
  ITU-T Recommendation K.20:2008,Resistibility of telecommunication equipment installed in a
      telecommunications centre to overvoltages and overcurrents
  ITU-T Recommendation K.21:2003,Resistibility of telecommunication equipment installed in customer
      premises to overvoltages and overcurrents
  ITU-T Recommendation K.45:2003,Resistibility of telecommunication equipment installed in the access and
      trunk networks to overvoltages and overcurrents
  IEC/TR 61000-5-2:1997,Electromagnetic compatibility (EMC)−Part 5-2: Installation and mitigation guidelines
      −Earthing and cabling
  ITU-T Lightning handbook:1994,The protection of telecommunication lines and equipment against lightning
      discharges−Chapter 10
  IEEE C62.41:1991,Recommended practice on surge voltages in low-voltage ac power circuits