避雷器とサージアレスターの違い

避雷器とは何ですか？

避雷器は、電気設備のパネル内に通常設置される重要な電圧制限装置です。その主な機能は、絶縁体、設備、機械をさまざまな電気的な危険から保護することです。雷による損傷だけでなく、スイッチング操作、アーク放電、負荷切り離し、接地障害などのイベントによって生じる瞬間的な過電圧からも保護します。

避雷器は、電流と電圧の急激な上昇を効果的に制限することで、電力システムにおいて重要な役割を果たします。この保護は低電圧および高電圧の家電製品、通信回線にも及び、これらのコンポーネントの信頼性と中断のない動作を確保します。さまざまなタイプの中で最も一般的に使用される避雷器は、非線形金属酸化物抵抗器が磁器またはシリコーンゴム製のハウジングに収められています。これらの避雷器は、保護対象の回路と並列に接続され、サージイベント中に余分な電気エネルギーを安全に接地グリッドに迂回させることができます。この並列接続により、回路の正常な動作は影響を受けずに、電圧スパイクが発生したときに即座の保護が提供されます。

避雷器用語と定義の進化

過去には、電力システムで「雷避雷器」という用語が一般的に使用されていましたが、現在ではより包括的な「避雷器」という用語に置き換えられています。初期の電力システム設計では比較的単純であり、雷がほとんどの過電圧の主な原因でした。しかし、現代の高度な電力システム設計では、さまざまな要因が過電圧を引き起こす可能性があります。これらには、負荷切り離し、大容量負荷の突然の変化、超高圧（EHV）変電所での分離スイッチングなどが含まれます。そのため、現在では変電所では従来の雷避雷器ではなく避雷器が使用されています。避雷器は、雷だけでなく、これら多様な電圧サージの源からシステムを保護するように設計されています。低電圧（LV）および中電圧（MV）送配電線では、「ライン避雷器」という用語も使用され、雷によるもの以外の種類のサージから保護するデバイスを指します。

雷避雷器とは何ですか？

雷避雷器は、雷の一撃によって生じる極めて高い一時的な電圧サージや、雷、火花、絶縁アーチによるサージ電流から電気回路を保護するために特別に設計された重要な保護装置です。

雷避雷器の主な機能は、高電圧サージを安全に接地に迂回させることで電力システムを保護することです。地上線や接地ワイヤーは、空中線や電力システムに対する直接の雷の一撃からの一部の保護を提供しますが、進行波に対する保護は十分ではありません。これらの進行波は端末接続デバイスや設備に到達し、重大な損傷を引き起こす可能性があります。これがサージディバーターや雷避雷器が重要な役割を果たす場面です。それらは、障害や雷の一撃によって引き起こされるサージから電力システムを保護するように設計されています。

雷避雷器は、送電ポール、タワー、建物などの構造物の最も高い位置に戦略的に設置されます。これにより、雷の一撃によって生成された電流と電圧が直接接地に放電する安全な経路を提供します。これにより、電気システム全体が雷による問題から保護され、接続された設備やインフラストラクチャの整合性と信頼性のある動作が確保されます。

避雷器と雷避雷器の主な違い

• 設置場所：避雷器は通常パネルボード内に設置されますが、雷避雷器は外部に設置されます。この設置場所の違いは、それぞれ異なる保護機能に基づいています。

• 保護範囲：避雷器は内部から電気設備を保護し、内部コンポーネントをさまざまな電気的干渉から守ります。一方、雷避雷器は外部からの電気的脅威から設備を保護します。

• 保護対象：避雷器は、雷、スイッチング操作、電気障害、その他の一時的な電圧および電流サージなど、広範な電気現象からシステムを保護するように設計されています。一方、雷避雷器は主に雷の一撃とそれに伴うサージに対応するように設計されています。

• エネルギー散逸メカニズム：避雷器は電気サージを捕捉し、不要なエネルギーを接地ワイヤーに導きます。一方、雷避雷器は避雷器自体を通じてエネルギー流を直接接地に迂回させ、雷によって引き起こされる電気的電荷に対して最小抵抗の経路を作ります。

• 互換性：避雷器は、より広範な保護機能を持っているため、雷避雷器の代わりに使用できることがあります。しかし、雷避雷器は非雷関連の電気サージを処理する能力がないため、避雷器の代わりに使用することはできません。

避雷針とは何ですか？

避雷針は、避雷導体とも呼ばれ、銅、アルミニウム、または他の導電性物質で作られた金属棒です。送配電塔、建物、その他の高層建築物の頂部に設置されます。その主な機能は、これらの構造物を直接的な雷の一撃から保護することです。

雷は雲と地球との間で発生する静電気放電です。雷が直接送電線に直撃すると、システム電圧に危険なスパイクが発生し、電気設備や装置に重大な脅威となります。ここで避雷針が重要な役割を果たします。雷電流に優先的な経路を提供することで、電気設備、装置、デバイスを直接的な雷の一撃による破壊的な影響から保護します。

避雷針の利点の一つは、避雷器と比較して比較的安価であることです。建物や送電線塔の最上部に設置することで、高価値の静電気電荷と雷電流が地面に安全に到達する経路を提供します。ただし、効果的に機能させるためには、適切に接地システムに接地する必要があります。これにより、電気的電荷が安全に地中に散逸されます。

サージ抑制器とは何ですか？

サージ抑制器は、サージプロテクターまたはトランジェント抑制器とも一般的に呼ばれる重要な装置です。通常、家庭の配電盤に設置され、家庭の配線設備を電圧サージやスイッチングサージから保護する主要な機能を持っています。

これらのサージは、電気器具や家庭の電気システム全体の整合性に重大な脅威をもたらす可能性があります。例えば、冷蔵庫、洗濯機、電動機などの誘導性負荷がオフになったとき、電気システムに電圧サージが発生します。これは自己誘導と逆起電力（バックEMF）の法則に基づいて発生します。誘導性負荷を通る電流が急速に減少すると、インダクタはこの変化に抵抗し、電気システムの正常な動作電圧よりもはるかに高いレベルに達する大きな電圧スパイクを生成します。このようなサージは、未処理の場合、家電製品内の敏感な電子部品を損傷し、電気デバイスの正常な動作を妨げ、コストのかかる修理や交換につながる可能性があります。サージ抑制器は、これらの過剰な電気スパイクを捕捉し、安全に迂回させることで、家庭の電気システム内の電圧レベルが安全な範囲内に保たれ、接続された電気設備が損傷から保護されます。

サージ抑制器の役割と機能

これらの突然の電圧スパイクとサージは、電圧評価に敏感な電気デバイスに深刻な損傷を与える可能性があります。誘導性負荷を持つ回路では、コンタクタのスイッチングがスイッチングサージを生成します。これらのサージは、コンタクタ自体だけでなく、電気システム内の他の接続デバイスにも危害を及ぼす可能性があります。この問題に対処するために、サージ抑制器は低電圧（LV）コンタクタに一般的に設置されます。その二重の目的は、外部の電圧サージからコンタクタを保護し、コンタクタのスイッチング動作による潜在的な有害な影響からシステム全体を保護することです。

典型的なサージ抑制器は、統合された電源ON/OFFスイッチ付きのユーティリティアウトレットとして設計されています。三線式コードを特徴としており、標準的な壁コンセントに簡単にプラグインできます。このセットアップにより、様々な電気デバイスを簡単に接続し、電圧変動から即座に保護することができます。

家庭での標準的な電圧供給、例えばアメリカの120V ACや英国や欧州連合の230V ACは、有効値またはRMS値として指定されています。これらのRMS値は、抵抗負荷に同じ量の電力を供給する同等の直流電圧を表します。120V RMS供給（周波数60Hz）の場合、ピーク電圧は約170Vpとなり、230V RMS供給（周波数50Hz）の場合、ピーク電圧は約325Vpになります。

しかし、雷の一撃やスイッチング操作などの要因によって引き起こされる電気的トランジェントがある場合、ピーク電圧は不規則なパルスの形式で数百ボルトまたは数千ボルトにまで上昇することがあります。これらのトランジェントイベントは非常に短命で、通常は数マイクロ秒（10⁻⁶秒）しか続きません。しかし、その短い期間でも、狭い電圧範囲内で動作するように設計されている敏感な電子デバイスには重大な損傷を与える可能性があります。

ここでサージ抑制器が重要な役割を果たします。それらは、入力電圧を監視し、予め定義された閾値を超えるピーク電圧を防ぐように設計されています。例えば、250Vで評価されたサージ抑制器は、入力電圧が230V以下であれば正常に機能します。しかし、トランジェント電圧パルスが250Vの制限を超えた瞬間に、サージ抑制器はすぐに余分なライン電力を接地に迂回させます。この迅速な反応により、接続されたデバイスが受け取る電圧が安全な動作限度を超えないことが保証され、その機能と寿命が保護されます。

避雷器とサージ抑制器の違い

避雷器とサージ抑制器の主な違いは、電圧評価とエネルギー散逸能力にあります。サージ抑制器は通常、それがサービスを提供する電気システムの通常の動作電圧よりもわずかに高い電圧評価を持ち、エネルギー散逸能力も限定的です。一方、避雷器は回路の定格電圧よりも大幅に高い電圧評価を持ち、さらに重要なのは、電気エネルギーを散逸する能力が大きく、電気システムの絶縁が無傷で影響を受けないようにすることです。

重要点：サージ抑制器は、雷の一撃によって引き起こされるトランジェントやサージから回路を保護するのに適していないことに注意してください。その設計と能力は、雷に関連する非常に高エネルギーかつ高電圧のイベントを処理するには不十分であり、避雷器が提供するより強力な保護が必要です。