近年、科学技術の進歩、家電製品の技術立国、電子機器の電力要件の改善に伴い、このような電子機器の内部の過電圧に非常に敏感な大規模または超大規模な集積回路が多数存在し、電圧による損失が増加しています。このような状況を踏まえて、「建築物の避雷設計規程」GB50057-94(2000年版)では、第VI章「雷保護電磁パルス」が追加されました。この要件に従って、一部のメーカーは、サージプロテクタと呼ばれることが多い関連する過電圧保護製品も導入しています。電磁両立性保護ゾーン内のすべてのアクティブ導体を含む電気および電子システムを保護するために、完全な等電位ボンディングシステムを設定することが不可欠です。さまざまな過電圧保護デバイスの放電部品の物理的特性には、実際のアプリケーションでは長所と短所があるため、複数の部品を使用する保護回路がより広く使用されています。
However, it can meet all the technical requirements of the lightning current arrester that can conduct 10/350μs pulse current with the contemporary technical level, the pluggable surge protector for secondary power distribution, the electrical power protection device, and the power filter. Therefore, the product line is scarce. Also, this product range should include arresters for all circuits, i.e., in addition to power supplies, for measurement, control, technical regulation circuits, electronic data processing transmission circuits, and wireless and wired communication, so that customers can use them.
一般的に使用されるいくつかのサージ保護製品の簡単な紹介と、それらの特性と適用可能な機会の簡単な分析を示します。
1 等電位ボンディングシステム
過電圧保護の基本原理は、過渡的な過電圧が瞬間的(マイクロ秒またはナノ秒レベル)に発生することです。等電位は、保護領域内のすべての金属部品間で達成されるべきです。「等電位とは、避雷装置、建物の金属構造物、外部導体、電気および通信装置などを、雷保護が必要な空間で接続ワイヤまたは過電圧保護装置に接続することです。」( 「建築物の避雷設計仕様書」)(GB50057-94)。「等電位ボンディングの目的は、雷保護が必要な空間で金属部品とシステム間の電位差を減らすことです」(IEC13123.4)。「建築物の避雷設計基準」(GB50057-94)は、「第3.1.2条第3.1.2条雷保護装置を備えた建物で、避雷装置が建物内の他の施設や人から隔離できない場合、等電位ボンディングを採用すべきである」と規定しています。この等電位ボンディングネットワークを構築する際には、情報を交換する必要がある電気電子機器と等電位ボンディングベルト間の接続ワイヤとの間に最短距離を保つように注意する必要があります。
According to the induction theorem, the larger the inductance, the higher the voltage generated by the transient current in the circuit; (U=L·di/dt> The inductance is mainly related to the length of the wire and has little to do with the cross-section of the wire. Therefore, it should be Kept the ground wire as short as possible. Furthermore, the parallel connection of several wires can significantly reduce the inductance of the potential compensation system. To put these two into practice, it is theoretically possible to connect all circuits that should be connected to the equipotential bonding device. It is connected to the same metal plate as the equipment. Based on the concept of the metal plate, the line, star, or mesh structure can be used when the equipotential bonding system is retrofitted. In principle, only mesh equipotentiality should be used when designing new equipment—link system.
2電源ラインを等電位ボンディングシステムに接続します
いわゆる過渡電圧または過渡電流は、その存在時間がマイクロ秒またはナノ秒であることを意味します。サージ保護の基本原理は、過渡過電圧が存在する場合、保護領域内のすべての導電性部品間に短時間、等電位を確立することです。このような導電素子には、電気回路内の電力線も含まれます。したがって、特に静電放電の場合、マイクロ秒よりも速く応答するコンポーネントが必要です。
To faster than nanoseconds. Such elements are capable of delivering mighty currents up to several times ten thousand amps in brief time intervals. Winds up to 50kA are calculated at 10/350μS pulses under expected lightning strike conditions. Through a complete equipotential bonding device, an equipotential island can be formed quickly, and the potential difference of this equipotential island to a distance can even be as high as hundreds of thousands of volts. However, what is essential is that in the area to be protected, all conductive parts can be considered to have nearly equal or equal potentials without significant potential differences.
3 サージプロテクタの設置と機能
サージ保護の電気部品は、応答特性の点でソフトとコンプレックスに分けられます。ハードレスポンス特性を持つ放電素子には、ガス放電管と放電ギャップ放電器があり、アークチョッピング技術に基づく角スパークギャップまたは同軸放電スパークギャップのいずれかです。ソフトレスポンス特性に属する放電素子には、バリスタとサプレッサーダイオードが含まれます。(当社のサージプロテクタは応答が弱いです。これらの部品の違いは、放電能力、応答特性、残留電圧です。これらのコンポーネントには長所と短所があるため、人々はそれらを特別な保護回路に組み合わせて、長所を促進し、短所を回避します。民間の建物で一般的に使用されるサージプロテクタは、主に放電ギャップタイプの避雷器とバリスタタイプの避雷器です。
Lightning currents and post-lightning currents require extremely strong dischargers. To conduct the lightning current through the equipotential bonding system into the grounding device, it is recommended to use current lightning arresters with angular spark gaps according to the arc chopping technique. Only it can conduct 10/350μs pulse current greater than 50kA and realize automatic arc extinguishing. The rated voltage of this product application can reach 400V. In addition, this arrester will not cause a fuse rated at 125A to blow when the short circuit current goes 4kA.
Due to its good performance, the uninterrupted working characteristics of instruments and equipment installed in the protected area are greatly improved. However, it should be pointed out that not only the current with high amplitude can be processed, but more importantly, the pulse form of the current plays a decisive role. Both must be considered simultaneously. Therefore, although the angular spark gap can also conduct currents up to 100kA, its pulse form is shorter (8/80μs). Such pulses are impulse current pulses, which until October 1992 were the design basis for the development of current lightning arresters.
雷電流アレスタは良好な放電容量を持っていますが、常に欠点があります:その残留電圧は2.5~3.5kVと高いです。そのため、雷電流避雷器を全体として設置する場合は、他の避雷器と組み合わせて使用する必要があります。
Such products mainly include Limitor MB, Limitor NB-B, LimitorG-B, Limited GN-B of Asia Brown Boffary (ABB) company; DEHNportMaxi (10/350μs, 50kA/ phase), DEHNport255 (10/350μs, 75kA/phase); Germany PHOENIX angle spark gap: FLT60-400 (10/350μs, 60kA phase), FLT25-400 (10/350μs, 25kA phase); Schneider's PRF1 surge Protector; MOELLER's VBF-Series.
バリスタは、直列および並列の多数の双方向サプレッサダイオードとして機能し、電圧依存抵抗器のように機能します。電圧が指定された電圧を超えると、バリスタは電気を通すことができます。電圧が規定電圧より低い場合、バリスタは電気を通しません。このようにして、バリスタは完璧な電圧制限の役割を果たすことができます。バリスタは非常に高速に動作し、応答時間はナノ秒の短い範囲です。
The varistor commonly used in the power supply can conduct current with a limit of 40kA8/20us pulse, so it is very suitable for the second-stage discharger of the power supply. But it is not ideal as a lightning current arrester. It is recorded in the document IEC1024-1 of the International Electron Technology Committee that the charge amount to be processed is 10/350μs, which is equivalent to 20 times the charge amount in the case of an 8/20μs pulse.
( 10/350) μs=20xQ(8/20) μs
この式から、放電電流の振幅だけでなく、パルス形状にも注意を払うことが不可欠であることがわかります。バリスタの欠点は、経年劣化しやすく、静電容量が大きいことです。さらに、ダイオード素子は破壊されます。ほとんどの場合、PN接合が過負荷になると短絡が発生するため、負荷の頻度にもよりますが、バリスタは漏れ電流を引き始め、測定データの感度に欠けるテスト回路にエラーを引き起こす可能性があります。同時に、特に高定格電圧では、コース内で強烈な熱が発生します。
The high capacitance of the varistor makes it impossible to use in signal transmission lines in many cases. The capacitance and wire inductance form a low-pass circuit that significantly attenuates the signal. But the attenuation below about 30kHz is negligible. Such products mainly include ABB's Limitor V, Limited VTS, Limitor VE, Limitor VETS, LimitorGE-S; Schneider's PRD series replaceable surge protectors; MOELLER's VR7-, VS7-series products; Germany DEHN's DEHNguard385 ( 8/20μs, 40kA phase), DEHNguard275 (8/20μs, 40kA phase); VAL-MS400ST (8/20μs, 40kA phase), VAL-ME400ST/FM (8/20μs, 40kA/phase) from PHOENIX, Germany; Ma Shen DB30-4A/B (8/20μs, 30kA/phase), DB40-4A/B (8/20μs, 40kA phase).
4 過電圧保護方式に従ってサージプロテクタを取り付けます
技術的な設置条件に従って単一の保護要素または統合された複合保護回路を含むアセンブリ(レール取り付けタイプ、電源ソケットタイプ、アダプタ)は、ディスチャージャーと呼ばれます。
ほとんどの場合、過電圧保護は少なくとも2つのレベルに分ける必要があります。たとえば、1 つのレベルのセキュリティのみを含む各避雷器は、電源の異なる場所に設置できます。同じ避雷器にも、複数のレベルの保護がある場合があります。適切な過電圧保護を達成するためには、人々は、干渉電圧保護ゾーンのシリアル番号が高くなるまで、雷保護ゾーン0過電圧保護ゾーン1から3まで、この保護範囲を含む、さまざまな電磁両立性部門の範囲を保護する必要があります。電磁両立性保護ゾーン0〜3は、高エネルギー結合による機器の損傷を避けるために設定されています。シリアル番号の大きい電磁両立性保護は、情報の歪みや損失を防ぐために設定されています。保護ゾーン番号が大きいほど、予想される外乱エネルギーと外乱電圧レベルは低くなります。保護が必要な電気電子機器は、非常に効果的な保護リングに取り付けられています。このような保護リングは、単一の電子機器、複数の種類の電子機器があるスペース、または建物全体が通過するものに使用できます。通常、スペースシールドされた保護リングを備えたワイヤは、保護サークルの周辺機器と同時に電圧保護アレスタに接続されます。
However, it can meet all the technical requirements of the lightning current arrester that can conduct 10/350μs pulse current with the contemporary technical level, the pluggable surge protector for secondary power distribution, the electrical power protection device, and the power filter. Therefore, the product line is scarce. Also, this product range should include arresters for all circuits, i.e., in addition to power supplies, for measurement, control, technical regulation circuits, electronic data processing transmission circuits, and wireless and wired communication, so that customers can use them.
一般的に使用されるいくつかのサージ保護製品の簡単な紹介と、それらの特性と適用可能な機会の簡単な分析を示します。
1 等電位ボンディングシステム
過電圧保護の基本原理は、過渡的な過電圧が瞬間的(マイクロ秒またはナノ秒レベル)に発生することです。等電位は、保護領域内のすべての金属部品間で達成されるべきです。「等電位とは、避雷装置、建物の金属構造物、外部導体、電気および通信装置などを、雷保護が必要な空間で接続ワイヤまたは過電圧保護装置に接続することです。」( 「建築物の避雷設計仕様書」)(GB50057-94)。「等電位ボンディングの目的は、雷保護が必要な空間で金属部品とシステム間の電位差を減らすことです」(IEC13123.4)。「建築物の避雷設計基準」(GB50057-94)は、「第3.1.2条第3.1.2条雷保護装置を備えた建物で、避雷装置が建物内の他の施設や人から隔離できない場合、等電位ボンディングを採用すべきである」と規定しています。この等電位ボンディングネットワークを構築する際には、情報を交換する必要がある電気電子機器と等電位ボンディングベルト間の接続ワイヤとの間に最短距離を保つように注意する必要があります。
According to the induction theorem, the larger the inductance, the higher the voltage generated by the transient current in the circuit; (U=L·di/dt> The inductance is mainly related to the length of the wire and has little to do with the cross-section of the wire. Therefore, it should be Kept the ground wire as short as possible. Furthermore, the parallel connection of several wires can significantly reduce the inductance of the potential compensation system. To put these two into practice, it is theoretically possible to connect all circuits that should be connected to the equipotential bonding device. It is connected to the same metal plate as the equipment. Based on the concept of the metal plate, the line, star, or mesh structure can be used when the equipotential bonding system is retrofitted. In principle, only mesh equipotentiality should be used when designing new equipment—link system.
2電源ラインを等電位ボンディングシステムに接続します
いわゆる過渡電圧または過渡電流は、その存在時間がマイクロ秒またはナノ秒であることを意味します。サージ保護の基本原理は、過渡過電圧が存在する場合、保護領域内のすべての導電性部品間に短時間、等電位を確立することです。このような導電素子には、電気回路内の電力線も含まれます。したがって、特に静電放電の場合、マイクロ秒よりも速く応答するコンポーネントが必要です。
To faster than nanoseconds. Such elements are capable of delivering mighty currents up to several times ten thousand amps in brief time intervals. Winds up to 50kA are calculated at 10/350μS pulses under expected lightning strike conditions. Through a complete equipotential bonding device, an equipotential island can be formed quickly, and the potential difference of this equipotential island to a distance can even be as high as hundreds of thousands of volts. However, what is essential is that in the area to be protected, all conductive parts can be considered to have nearly equal or equal potentials without significant potential differences.
3 サージプロテクタの設置と機能
サージ保護の電気部品は、応答特性の点でソフトとコンプレックスに分けられます。ハードレスポンス特性を持つ放電素子には、ガス放電管と放電ギャップ放電器があり、アークチョッピング技術に基づく角スパークギャップまたは同軸放電スパークギャップのいずれかです。ソフトレスポンス特性に属する放電素子には、バリスタとサプレッサーダイオードが含まれます。(当社のサージプロテクタは応答が弱いです。これらの部品の違いは、放電能力、応答特性、残留電圧です。これらのコンポーネントには長所と短所があるため、人々はそれらを特別な保護回路に組み合わせて、長所を促進し、短所を回避します。民間の建物で一般的に使用されるサージプロテクタは、主に放電ギャップタイプの避雷器とバリスタタイプの避雷器です。
Lightning currents and post-lightning currents require extremely strong dischargers. To conduct the lightning current through the equipotential bonding system into the grounding device, it is recommended to use current lightning arresters with angular spark gaps according to the arc chopping technique. Only it can conduct 10/350μs pulse current greater than 50kA and realize automatic arc extinguishing. The rated voltage of this product application can reach 400V. In addition, this arrester will not cause a fuse rated at 125A to blow when the short circuit current goes 4kA.
Due to its good performance, the uninterrupted working characteristics of instruments and equipment installed in the protected area are greatly improved. However, it should be pointed out that not only the current with high amplitude can be processed, but more importantly, the pulse form of the current plays a decisive role. Both must be considered simultaneously. Therefore, although the angular spark gap can also conduct currents up to 100kA, its pulse form is shorter (8/80μs). Such pulses are impulse current pulses, which until October 1992 were the design basis for the development of current lightning arresters.
雷電流アレスタは良好な放電容量を持っていますが、常に欠点があります:その残留電圧は2.5~3.5kVと高いです。そのため、雷電流避雷器を全体として設置する場合は、他の避雷器と組み合わせて使用する必要があります。
Such products mainly include Limitor MB, Limitor NB-B, LimitorG-B, Limited GN-B of Asia Brown Boffary (ABB) company; DEHNportMaxi (10/350μs, 50kA/ phase), DEHNport255 (10/350μs, 75kA/phase); Germany PHOENIX angle spark gap: FLT60-400 (10/350μs, 60kA phase), FLT25-400 (10/350μs, 25kA phase); Schneider's PRF1 surge Protector; MOELLER's VBF-Series.
バリスタは、直列および並列の多数の双方向サプレッサダイオードとして機能し、電圧依存抵抗器のように機能します。電圧が指定された電圧を超えると、バリスタは電気を通すことができます。電圧が規定電圧より低い場合、バリスタは電気を通しません。このようにして、バリスタは完璧な電圧制限の役割を果たすことができます。バリスタは非常に高速に動作し、応答時間はナノ秒の短い範囲です。
The varistor commonly used in the power supply can conduct current with a limit of 40kA8/20us pulse, so it is very suitable for the second-stage discharger of the power supply. But it is not ideal as a lightning current arrester. It is recorded in the document IEC1024-1 of the International Electron Technology Committee that the charge amount to be processed is 10/350μs, which is equivalent to 20 times the charge amount in the case of an 8/20μs pulse.
( 10/350) μs=20xQ(8/20) μs
この式から、放電電流の振幅だけでなく、パルス形状にも注意を払うことが不可欠であることがわかります。バリスタの欠点は、経年劣化しやすく、静電容量が大きいことです。さらに、ダイオード素子は破壊されます。ほとんどの場合、PN接合が過負荷になると短絡が発生するため、負荷の頻度にもよりますが、バリスタは漏れ電流を引き始め、測定データの感度に欠けるテスト回路にエラーを引き起こす可能性があります。同時に、特に高定格電圧では、コース内で強烈な熱が発生します。
The high capacitance of the varistor makes it impossible to use in signal transmission lines in many cases. The capacitance and wire inductance form a low-pass circuit that significantly attenuates the signal. But the attenuation below about 30kHz is negligible. Such products mainly include ABB's Limitor V, Limited VTS, Limitor VE, Limitor VETS, LimitorGE-S; Schneider's PRD series replaceable surge protectors; MOELLER's VR7-, VS7-series products; Germany DEHN's DEHNguard385 ( 8/20μs, 40kA phase), DEHNguard275 (8/20μs, 40kA phase); VAL-MS400ST (8/20μs, 40kA phase), VAL-ME400ST/FM (8/20μs, 40kA/phase) from PHOENIX, Germany; Ma Shen DB30-4A/B (8/20μs, 30kA/phase), DB40-4A/B (8/20μs, 40kA phase).
4 過電圧保護方式に従ってサージプロテクタを取り付けます
技術的な設置条件に従って単一の保護要素または統合された複合保護回路を含むアセンブリ(レール取り付けタイプ、電源ソケットタイプ、アダプタ)は、ディスチャージャーと呼ばれます。
ほとんどの場合、過電圧保護は少なくとも2つのレベルに分ける必要があります。たとえば、1 つのレベルのセキュリティのみを含む各避雷器は、電源の異なる場所に設置できます。同じ避雷器にも、複数のレベルの保護がある場合があります。適切な過電圧保護を達成するためには、人々は、干渉電圧保護ゾーンのシリアル番号が高くなるまで、雷保護ゾーン0過電圧保護ゾーン1から3まで、この保護範囲を含む、さまざまな電磁両立性部門の範囲を保護する必要があります。電磁両立性保護ゾーン0〜3は、高エネルギー結合による機器の損傷を避けるために設定されています。シリアル番号の大きい電磁両立性保護は、情報の歪みや損失を防ぐために設定されています。保護ゾーン番号が大きいほど、予想される外乱エネルギーと外乱電圧レベルは低くなります。保護が必要な電気電子機器は、非常に効果的な保護リングに取り付けられています。このような保護リングは、単一の電子機器、複数の種類の電子機器があるスペース、または建物全体が通過するものに使用できます。通常、スペースシールドされた保護リングを備えたワイヤは、保護サークルの周辺機器と同時に電圧保護アレスタに接続されます。