雷サージの発生とサージ試験に関する要件

Nov 11, 2023

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1. 雷サージの発生原理は何ですか?

EMC (電磁両立性) の分野における雷サージは、一般的にスイッチング過渡現象と落雷過渡現象によって発生します。

システム切り替え過渡現象は次に関連します。

a) コンデンサバンクの切り替えなどの主電源システムの切り替え障害

b) 配電システム内の計器類の近くでのわずかなスイッチング動作または負荷の変化

c) サイリスタなどのスイッチングデバイスに関連する共振回路

d) 機器群接地システムへの短絡やアーク故障などのさまざまなシステム故障。

2. 落雷によって発生するサージ(インパルス)電圧の主な原理は何ですか?

a) 直撃雷が外部回路(屋外)に落ち、注入された大電流が接地抵抗または外部回路インピーダンスを流れて電圧が発生します。

b) 建物の内外の導体に誘導電圧と誘導電流を発生させる間接的な落雷(雲間または雲内での落雷、または近くの物体への落雷、およびそのような落雷によって発生する磁場)。

c) 近くの直接放電雷による接地電流は、機器グループ接地システムの共通接地経路に結合されます。保護装置が作動すると、電圧と電流が急激に変化し、内部回路に結合する可能性があります。

3. サージテストに関連する要件は何ですか?

電子・電気製品の規格によってサージ(衝撃)耐性試験の要件は異なりますが、これらの規格のほとんどは、基本規格 IEC 61000-4-5:「電磁両立性(EMC)試験および測定技術 - サージ耐性試験」を直接的または間接的に参照し、その試験方法に従って試験を実施しています。以下は、この規格の内容、試験方法、および関連する要件の簡単な紹介です。

a) 適用範囲

指定された動作条件下で動作しているときに、特定の危険レベルでスイッチングまたは雷によって生成されるサージ(インパルス)電圧に対する電気および電子機器の応答に適用されます。この規格では、高電圧に耐える絶縁能力をテストしません。この規格では、直接の落雷は考慮されていません。

b) テスト内容

サージ(衝撃)干渉を受けたときの電気・電子機器の電源ポート、信号ポート、制御ポートの性能を評価します。

c) テストの目的

電力線や相互接続からの高エネルギーサージ(衝撃)を受けたときの機器の性能を評価します。

d) 試験発生器(雷サージ発生器)

サージ発生器の特性は、スイッチング過渡現象と雷過渡現象を可能な限りシミュレートする必要があります。

干渉源がテスト対象機器のポートと同じラインにある場合(たとえば、電源ネットワーク内(直接結合))、信号発生器はテスト対象機器のポートで低インピーダンス源をシミュレートできます。

干渉源がテスト対象デバイスのポートと同じライン上にない場合(間接結合)、信号発生器は高インピーダンス源をシミュレートできます。異なる場面で使用される製品や製品の異なるポートの場合、対応するサージ(衝撃)の過渡波形が異なるため、対応する信号発生器のパラメータも異なります。

例えば、AC 電源ポートの場合、通常 1.2/50μs、8/20μs の組み合わせ波形サージ発生器が使用されます。通信ポートの場合、通常 10/700μs、5/320μs 波形発生器が使用されます。波形を以下に示します。

12 50 wave

8 20 wave

 

10 700

5 320

 

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