5kA 対10kA 避雷器: 適切な定格を選択するには?

配電ネットワークまたは変電所プロジェクト用に金属酸化物避雷器を選択する場合、エンジニアがよく遭遇する質問の 1 つは、5kA モデルを選択するか、10kA モデルを選択するかということです。

一見したところ、違いは明らかです。 10kA 避雷器の公称放電電流は 5kA モデルよりも高くなります。そうすれば自動的にそれがより良い選択になるでしょうか?

必ずしもそうとは限りません。

適切な定格は、予想される雷放電条件、ネットワーク構成、エネルギー処理要件、および機器に必要な保護レベルによって異なります。

電気機器の購入者、EPC 請負業者、電力会社にとって、見積もりを依頼したり技術提案を承認したりする前に、これらの違いを理解することが不可欠です。

公称放電電流とは何を意味しますか?

一般にで表される公称放電電流は、 In金属酸化物避雷器の重要な分類パラメータです。

これは、避雷器を分類するために使用される標準の 8/20μs 雷電流インパルスのピーク値を表します。

実際的には:

• 5kA 避雷器の公称放電電流は 5,000A です。

• 10kA 避雷器の公称放電電流は 10,000A です。

ただし、これらの値を避雷器が耐えられる最大雷電流として解釈すべきではありません。

避雷器の実際の性能は、内部の金属酸化物抵抗器の設計、残留電圧特性、電荷転送能力、エネルギー吸収性能にも依存します。

したがって、10kA 定格は、単に製品が 5kA モデルの 2 倍強力であることを意味するのではなく、異なる分類と関連する性能要件を示します。

5kA と 10kA 避雷器: 主な違いは何ですか?

どちらの定格も電力システムの保護に使用されますが、異なるアプリケーション要件に関連付けられています。

中電圧配電ネットワークでは、予想される電気的ストレスと指定された性能要件が、選択した避雷器の設計能力の範囲内であるアプリケーション向けに、5kA モデルが一般的に考慮されます。

10kA モデルは、より高い放電電流またはエネルギー処理要件が適用される場合、または電力会社の技術仕様でより高い分類が必要な場合に指定できます。

IEC 分類システムは、有用なコンテキストも提供します。

IEC 60099-5:2018 によると、次の公称放電電流値はさまざまな避雷器クラスに関連付けられています。

これは重要な点を示しています。公称放電電流だけでは避雷器の完全な性能分類を定義するものではありません。電荷移動や熱エネルギー定格などの他のパラメータも考慮する必要があります。

5kA 避雷器が適しているのはどのような場合ですか?

5kA 避雷器は、予想される雷放電条件とエネルギー要件が設計に適合する中電圧配電用途でよく検討されます。

一般的な考慮事項は次のとおりです。

• 従来の中圧配電ネットワーク。

• 配電変圧器の保護。

• 適切なネットワーク構成を備えた架空配電線。

• ユーティリティ仕様で 5kA 避雷器が許可されているプロジェクト。

多くの配電アプリケーションでは、正しく選択された 5kA 避雷器により、不必要に高い公称放電電流を指定することなく、必要な保護を提供できます。

重要なのは、公称電流定格のみに基づいてモデルを選択するのではなく、実際の電気的条件とメーカーの性能データを確認することです。

10kA 避雷器を検討する必要があるのはどのような場合ですか?

プロジェクトでより高い公称放電電流分類またはより厳しい電気的性能が必要な場合は、10kA 避雷器を検討する価値があります。

たとえば、エンジニアは次の場合に 10kA モデルを指定できます。

• 変電所保護アプリケーション。

• より高い雷放電ストレスが予想される配電網。

• 厳しいサージエネルギー要件を伴う設置。

• 特定のユーティリティまたは EPC 技術仕様を持つプロジェクト。

より長い接続ライン システム、コンデンサ バンクの設置、その他のネットワーク特性も、必要な避雷器の義務に影響を与える可能性があります。

これらの条件を合わせて評価することが重要です。完全なネットワーク設計を考慮せずに、落雷にさらされる量が多くても正しい定格が自動的に決定されることはありません。

10kA 避雷器は常に優れた保護を提供しますか?

これは、購買エンジニアにとって特に重要な質問です。

公称放電電流が高くても、自動的に残留電圧が低くなったり、すべてのアプリケーションの保護が向上したりするわけではありません。

実際の保護性能は、避雷器の電圧電流特性と保護対象機器の絶縁耐量との関係を用いて評価する必要があります。

たとえば、2 つの製品を比較する場合、購入者は、あるモデルで 5kA で測定された残留電圧と、別のモデルで 10kA で測定された残留電圧を単純に比較するべきではありません。これらの値は、さまざまな電流条件下で測定されたものです。

より意味のある比較では、同じ指定された放電電流での残留電圧と、関連する雷インパルス保護レベルを考慮する必要があります。

機器の雷インパルス耐電圧 (LIWV) も考慮する必要があります。

避雷器の保護レベルが変圧器または開閉装置の絶縁能力と比較して高すぎる場合、必要な保護調整が達成されない可能性があります。

さらに、避雷器と保護される機器の間の接続導体の長さは、機器の端子に現れる電圧に影響を与える可能性があります。

したがって、避雷器の選択は、単に大きい番号を選択することではありません。

5kAまたは10kAを選択する前に確認すべき5つの要素

購入を決定する前に、エンジニアは公称放電電流を超えて検討する必要があります。

1. システム電圧と連続使用電圧

定格電圧 (Ur) と最大連続動作電圧 (Uc) は、最高のシステム電圧、接地条件、および予想される一時的な過電圧に従って選択する必要があります。

Uc または Ur を誤って選択すると、通常動作時または地絡状態で過度の電気的ストレスが発生する可能性があります。

2. 落雷とネットワーク構成

落雷の発生、架空線の構成、シールド、接地条件、接続された線の長さおよび接続された線の数は、避雷器を流れる予想される放電電流に影響を与える可能性があります。

これらの要素は、エンジニアが 5kA または 10kA の分類が適切であるかを判断するのに役立ちます。

3. エネルギーと電荷の転送能力

公称放電電流は性能評価の一部にすぎません。

該当する分類とプロジェクト要件に応じて、エンジニアは繰り返し電荷伝達定格 (Qrs)、熱電荷伝達定格 (Qth)、および熱エネルギー定格 (Wth) も確認する必要があります。

これらのパラメータは、設備が厳しい電気的ストレスにさらされる場合に特に重要です。

4. 残留電圧と絶縁の調整

避雷器の雷インパルス保護レベルは、保護される変圧器、開閉装置、またはその他の電気機器の絶縁耐力レベルと調整する必要があります。

適用される絶縁調整要件に従って、適切な保護マージンを維持する必要があります。

5. 適用規格とユーティリティ仕様

IEC 60099-4 はギャップレス金属酸化物サージアレスタの要件とテストに対処し、IEC 60099-5 は選択とアプリケーションの推奨事項を提供します。

プロジェクト仕様では、必要な避雷器クラス、公称放電電流、エネルギー容量、ハウジング構造、および追加のテスト要件も定義する場合があります。

最終モデルを確認する前に、必ず該当する標準エディションとお客様の技術仕様をご確認ください。

避雷器の見積もりを依頼する際には何を含めるべきですか?

技術的な解明が遅れる一般的な理由は、最初の調査でシステム電圧と公称放電電流しか指定されていないことです。

より正確に製品を推奨するには、次の情報を提供していただくと役立ちます。

一部の電気パラメータがまだ利用できない場合でも、システム電圧、設置アプリケーション、およびプロジェクトの仕様を送信できます。製造業者は情報を確認し、選択に必要な追加パラメータを特定できます。

DGG 電源: 5kA および 10kA 金属酸化物避雷器ソリューション

DGG パワーは、中電圧および高電圧の配電および送電アプリケーション向けに金属酸化物サージアレスタを供給しています。

当社の製品には、さまざまなプロジェクト要件に対応するためのさまざまな避雷器定格、構造、設置構成が含まれています。

DGG 製品選択ドキュメントには、さまざまな電圧レベルとアプリケーション カテゴリにわたる 5kA と 10kA の両方の公称放電電流モデルが含まれています。

選択したモデルに応じて、お客様は以下について話し合うことができます。

• 配電形およびステーション形避雷器。

• さまざまな定格電圧と連続動作電圧の組み合わせ。

• ポリマーハウジングと磁器ハウジングの構成。

• さまざまな設置構造と付属品。

• モデル固有の技術文書と型式試験レポートを入手できます。

特定の技術レポートと構成が入手可能かどうかは、見積もられている実際のモデルと照らし合わせて確認する必要があります。

DGG パワーは、定格が高いという理由だけで 10kA モデルを推奨するのではなく、お客様の電気要件を理解し、適切な製品構成を特定することを目指しています。

私たちの 金属酸化物避雷器の製品範囲をご覧ください。 利用可能な製品の詳細については、

よくある質問

10kA 避雷器は 5kA 避雷器の 2 倍の強力ですか?

いいえ。値は、8/20μs インパルスのピークに基づいたさまざまな公称放電電流分類を表しています。全体的な性能は、避雷器の設計、エネルギーと電荷の転送能力、その他の電気的特性にも依存します。

5kA 避雷器を 10kA モデルに置き換えることはできますか?

自動的ではありません。交換品は、必要な Ur、Uc、残留電圧、絶縁調整、エネルギー処理要件、および該当するプロジェクト仕様を満たしている必要があります。

5kA 避雷器は 11kV および 33kV 配電ネットワークに適していますか?

特定のアプリケーションには適している可能性がありますが、正しい定格はネットワークの状態、避雷器の分類、およびユーティリティの要件によって異なります。システム電圧だけでは、5kA と 10kA のどちらが適切であるかは決まりません。

変電所の保護には 5kA と 10kA のどちらが優れていますか?

変電所用途では 10kA モデルが一般的に考慮されますが、最終的な選択は、該当する局アレスタの分類、エネルギー要件、および絶縁調整の検討に従う必要があります。高電圧ステーションのアプリケーションでは、10kA を超える追加の分類と定格が必要になる場合があります。

DGG 電源は 5kA と 10kA の両方の避雷器を供給できますか?

はい。 DGG の製品セレクションには、両方の公称放電電流定格を持つモデルが含まれています。適切なモデルと利用可能なドキュメントを確認できるように、必要な電圧レベル、アプリケーション、および技術仕様を提供してください。

結論: 単に高い評価を選択するのではなく、適切な評価を選択してください

5kA と 10kA の避雷器を選択するには、2 つの数値を比較するだけでは不十分です。

正しい決定は、予想される雷放電条件、ネットワーク構成、エネルギー処理要件、絶縁調整、および該当するユーティリティ仕様に基づいて行う必要があります。

適切に選択された 5kA 避雷器は、ある配電プロジェクトには適している場合がありますが、別の設置では 10kA モデル以上の避雷器分類が必要な場合があります。

電力会社、EPC 請負業者、電気機器販売業者にとって、これらの技術要件を理解しているメーカーと協力することで、製品の評価と調達のプロセスがより簡単になります。

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当社のチームは、要件のレビューを支援し、適切な製品オプション、技術データシート、入手可能な型式試験文書を確認することができます。

技術参考資料

• IEC 60099-4:2014 — AC システム用のギャップのない金属酸化物避雷器。

• IEC 60099-5:2018 — 避雷器の選択とアプリケーションの推奨事項。

• シーメンス、 高電圧電力システムにおける金属酸化物避雷器: 基礎.