サージ保護装置（SPD）は、電圧スパイクやサージから電気システムを保護する上で重要なコンポーネントです。しかし、他のデバイスと同様に、SPDも故障する可能性があります。SPDの故障モード（断線と短絡）を理解することは、継続的な保護とシステムの信頼性を確保するために不可欠です。

SPD の開回路障害

開回路障害は、特にバリスタ付きの SPD でよく見られる障害です。このタイプの障害は、通常、自然な経年劣化や熱保護メカニズムによって発生します。SPD の寿命が尽きると、内部の切断装置が作動し、SPD が動作しなくなります。この切断装置は、SPD を無効にして、それ以上の損傷を防ぐように設計されています。

ガス放電管を備えた SPD では、予期しない続流やサージ電流による異常な過熱から保護するために、内部の断路器 (熱保護) も使用されることがあります。バリスタベースの SPD の一般的な故障原因である熱暴走は、ガス放電管またはカプセル化されたスパークギャップを備えた SPD には当てはまらないことに注意してください。

別のタイプの SPD であるスパークギャップは、電極の磨耗や電子点火回路の劣化によりアークを点火できなくなると、開回路モードで故障することがあります。この状態では、SPD は永久に開いた状態になり、システムは保護されません。

開回路故障を検出するのが難しい理由

開回路障害の課題の 1 つは、気付かれないことが多いことです。SPD は動作しなくなるため、システムは保護されませんが、障害の兆候はすぐには現れません。この問題に対処するには、障害表示機能を備えた SPD が推奨されます。これらのインジケータは、SPD が障害を起こしたときにユーザーに警告し、次のサージ イベントが発生する前にタイムリーに交換できるようにします。

SPD の短絡故障

短絡障害は、深刻な結果をもたらす可能性があるもう 1 つの重大な障害モードです。このタイプの障害は、持続的な異常過電圧 (TOV) または配電システムの障害 (中性線/位相切り替えや中性線切断など) によって引き起こされる可能性があります。さらに、予期しないエネルギー レベルのサージも短絡障害を引き起こす可能性があります。

SPD が短絡モードで故障すると、システムに大きな影響が及びます。短絡電流は故障した SPD を流れ、過剰なエネルギー消費と火災の危険を引き起こす可能性があります。このリスクを軽減するために、SPD は IEC 61643-11 規格に規定されている短絡耐性テストを受ける必要があります。

過電流保護装置の役割

短絡障害に対する保護をさらに強化するために、ヒューズ、回路ブレーカー、RCD などの外部過電流保護デバイスが SPD と併用されることがよくあります。これらのデバイスはバックアップ保護として機能し、短絡電流を遮断して火災の危険を防止します。

IEC 61643-11規格への準拠

IEC 61643-11 規格は、SPD の故障モードをテストおよび検証するための包括的なガイドラインを提供します。安全な動作を保証するために、SPD には必ず断路器 (内部、外部、またはその両方) が装備されている必要があります。さらに、この規格では、これらの断路器の動作が対応するステータス インジケータによって示されることが要求されています。

熱保護およびアーク消火装置

熱保護は SPD の重要な機能であり、劣化や過度のストレスによる過熱を防止するように設計されています。ただし、このテストは電圧スイッチング コンポーネントや ABD デバイスのみを含む SPD では実行されません。

安全性を高めるために、一部のSPDにはアーク消火装置が装備されています。Porsurgeは特許を取得しており、電源システムから永久かつ安全に切断し、ACアーク/短絡を遮断して火災の危険を防ぎます。

まとめ：

SPD の故障モード (開回路と短絡) を理解することは、システム保護を維持し、潜在的な危険を防ぐために重要です。IEC 61643-11 規格に準拠し、熱保護やアーク消火装置などの機能を組み込むことで、SPD はサージや電圧スパイクに対して信頼性が高く、長期間にわたる保護を提供できます。

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