雷およびサージ保護システムの設計のヒント

エネルギーシステムのサージ保護

非常に大きなサージ電圧は、主にエネルギーシステム上またはその近くの落雷によって引き起こされます。 数百メートル離れたところからでも、雷電流は、容量性、誘導性、またはガルバニック結合のいずれかを介して、導体ループに許容されないサージ電圧を引き起こ

大きなサージ電圧は最大2kmの半径で結合されます。 誘導負荷を含む切換え操作は中型および低電圧力ネットワークで危ないサージ電圧を作成する。

雷放電

(LEMP:Lightning Electro Magnetic Impulse)

国際雷保護規格IEC62305では、最大200kAの直接落雷がどのように安全に逮捕されるかが記述されています。 電流は接地システムに結合され、接地抵抗の電圧降下により、雷電流の半分が内部設備に結合されます。

その後、部分的な雷電流は建物に入る電力線（建物に入る電力線のコア数）に分かれ、約5％がデータケーブルに入ります。

土間の分割例/設置例:

50% – 50%
i=50kA;R=1オーム
U=i×R=50,000A×1オーム=50,000V

• U–サージ電圧
• i–サージ電流
• R–接地抵抗

部品の電圧抵抗を超え、制御されないアークが発生します….. サージの防止装置だけ安全にこれらの危ない電圧を阻止できます。

最大のサージ電圧は落雷によって引き起こされます。 IEC62305(VDE0185-305)によると、落雷は最大200kA(10/350µ s)の雷サージ電流でシミュレートされます。

表1–雷電流の典型的な分布

1.1 スイッチング動作

(SEMP: スイッチング電磁パルス）

スイッチング動作は、大きな誘導性負荷および容量性負荷のスイッチング、短絡、および電力システムへの中断に起因し それらはサージ電圧の最も一般的な原因です。

静電放電（ESD）

静電放電は摩擦によって引き起こされます。 人がカーペットの上を歩くとき、電荷の分離が起こります–この例では、それは人間には無害です。 しかし、電子部品を妨害したり破壊したりする可能性があります。

この電荷分離を避けるためには、ここでは等電位結合が必要です。