サージとは

一般に、サージは電気回路内の電流、電圧、または電力の過渡波です。特に電力システムでは、これがサージに関連する最も一般的な状況である可能性があります。サージまたはトランジェントは、通常の電圧波形の半サイクル未満の持続時間のサブサイクル過電圧です。サージは、正極性または負極性のいずれかであり、通常の電圧波形から加算または減算することができ、多くの場合、時間の経過とともに振動および減衰します。

サージまたは過渡現象は、短時間の過電圧スパイクまたは外乱です。家庭、商業ビル、産業、または製造施設内の電子機器を損傷、劣化、または破壊する可能性のある電力波形。トランジェントは、数万ボルトの振幅に達する可能性があります。サージは通常、マイクロ秒単位で測定されます。

すべての電気機器は、120 Vac、240 Vac、480Vacなどの指定された公称電圧で動作するように設計されています。ほとんどの機器は、標準の公称動作電圧のわずかな変動を処理するように設計されていますが、サージはほとんどすべての機器に非常に損傷を与える可能性があります。

内部ソース：

• 電気負荷の切り替え

  特定の電気負荷の切り替え（オンとオフ）および操作は、意図的または非意図的な操作によるかどうかにかかわらず、電気システムのサージの原因となる可能性があります。スイッチングサージは、外部で生成されたより大きなサージとしてすぐに認識または破壊されるとは限りませんが、はるかに頻繁に発生します。これらのスイッチングサージは、時間の経過とともに破壊的で機器に損傷を与える可能性があります。これらは毎日の操作の一部として発生します。

  スイッチングおよび振動サージの原因には、次のものがあります。

  • コンタクタ、リレー、およびブレーカーの操作
  • コンデンサバンクと負荷の切り替え（力率補正など）
  • 誘導デバイス（モーター、変圧器など）の放電
  • 負荷の開始と停止
  • 障害またはアークの開始
  • アーシング（地上）障害
  • 障害のクリアまたは中断
  • 電源システムの回復（停止から）
  • 接続が緩んでいる

• 磁気結合と誘導結合

  電流が流れると、磁場が発生します。この磁場が2番目のワイヤーに及ぶと、そのワイヤーに電圧が発生します。これが変圧器が機能する基本原理です。一次側の磁場は二次側に電圧を誘導します。隣接または近くの建物の配線の場合、この電圧は望ましくなく、本質的に過渡的である可能性があります。

  誘導結合を引き起こす可能性のある機器の例には、エレベーター、暖房換気、および空調システム（可変のHVAC）が含まれます。周波数ドライブ）、および蛍光バラスト、コピー機、およびコンピューター。

• 静電気

  静電放電（ESD）現象、または静電気は、低ギガヘルツ範囲までの広範囲の周波数にわたって電磁界を生成する可能性があります。 ESDイベントという用語には、放電電流だけでなく、放電前および放電中の電磁界およびコロナ効果も含まれます。 ESDにより、静電ポテンシャルの異なる物体間で電荷が突然移動します。配電に誘導されるESDには、大量の高周波ノイズが含まれています。

  静電放電イベントは、機器の誤動作や物理的な損傷を引き起こす可能性があります。機器の誤動作には、データの破損や機器のロックアップが含まれる場合があります。物理的損傷には、機器の損傷や人命の損失が含まれる場合があります。意味のあるESD耐性を実現するには、
  直接放電とフィールドの両方について、システム全体の設計を検討する必要があります。

  人が自分のことを認識するために必要な最小電圧静電放電への関与は約3000Vです。それにもかかわらず、人間の知覚のこのしきい値未満で発生する静電放電には、電子機器の混乱や損傷を引き起こすのに十分なエネルギーが含まれている可能性があります。実際、これらの低電圧レベルでのESDイベントに起因する電流波形の初期勾配が速いと、このような放電は、高電圧で発生するESDイベントよりもさらに破壊的になる可能性があります。

  人体またはモバイルオブジェクトは、環境ごとに大きく異なる可能性があります。帯電防止または静電気拡散性材料のみが関与する湿度制御された状況では、5kVをはるかに下回る状態を維持できます。合成材料を使用した低湿度環境では、5kVから15kVの範囲になります。機器の犠牲者はESDイベントのすぐ近くにあり、侵入者と受容体の間の放電によって生成される電磁界によって動揺または損傷する可能性があります。

外部ソース：

施設の外で発生するサージの最も認識可能な原因は、雷です。特定の地域では雷が発生することはまれですが、施設に発生する可能性のある被害は壊滅的なものになる可能性があります。他の地域では、雷雨や雷が頻繁に発生します。

雷の結果として発生するサージは、雷が施設の電気システムに直接接触することによるものか、より一般的には、間接的または近くの雷によるものです。これは、電力または通信システムに電気サージを誘発します。どちらのシナリオも、電気システムや接続された負荷にすぐに損傷を与える可能性があります。

その他の外部サージ源には、ユーティリティによって開始されるグリッドとコンデンサバンクの切り替えが含まれます。電力網の運用中に、電力会社は、システムからの障害をクリアするために、電力の供給を別の電源に切り替えるか、顧客への電力の流れを一時的に中断する必要がある場合があります。これは、倒れた木の枝や小動物がラインに障害を引き起こした場合によくあります。これらの電力の中断は、電力が切断されてから顧客の負荷に再接続されるときにサージを引き起こします。

電力システムの通常の動作中に、電力品質の障害が発生する可能性があります。電力会社は、多くの発電施設から電力を生産し、特定のユーザーグリッドに電力を割り当てます。電力を生成するために使用される機器は一定の速度で最も効率的に稼働するため、ユーティリティは、電力設備の発電機器を一定に調整するのではなく、電力の割り当てを調整します。ユーティリティが電力の供給をあるグリッドから別のグリッドに切り替えると、過渡現象やスパイク、低電圧および過電圧状態などの電力障害が発生します。これらのアクティビティにより、トランジェントがシステムに導入され、エンドユーザーの機器に伝播して、損傷や操作の混乱を引き起こす可能性があります。

サージ保護のために考慮することが重要なこれらのトピックやその他のトピックに関する追加情報については、デバイスについては、IEEEStdを参照してください。 C62.41.1-2002およびIEEEStd。このウェブサイトの規制と基準のページに表示されているC62.72-2007。