第一種電工 令和5年度午後 問15｜電気機器・蓄電池・配線器具

雷が落ちたときなどに電線に入ってくる、瞬間的な高い電圧（雷サージ）から機器を守るための器具を、写真と接続図から選ぶ問題です。図では、この器具は負荷に電気を送る線と大地（接地）の間につながれています。ふだんは電気をほとんど流さず、高い電圧が来たときだけ電流を大地へ逃がして、機器にかかる電圧を抑えます。これがサージ防護デバイス（SPD）です。地絡継電器、漏電遮断器、漏電監視装置は、どれも漏電（地絡）を見張る器具で、雷対策の器具ではありません。正答はエです。

サージ防護デバイス（SPD）は、雷や開閉操作によって生じる過渡的な過電圧（サージ）を制限し、サージ電流を大地に分流して機器を保護する装置です。図のように電路と接地の間に並列に接続し、故障したときに電路から切り離すための分離器（専用の遮断器など）を直列に入れます（分離器を内蔵したものもあります）。写真の銘板にも、最大連続使用電圧（Uc）や電圧防護レベル（Up）、放電電流（In・Imax）などSPD特有の項目が表示されています。ア（地絡継電器）：零相変流器で地絡電流を検出し、遮断器などに動作信号を出す継電器です。イ（漏電遮断器）：低圧電路の地絡を検出して自ら電路を遮断します。ウ（漏電監視装置）：地絡を検出して警報を出しますが、電路は遮断しません。いずれも雷保護用ではありません。正答はエです。

本問は、低圧設備の雷保護に使うSPDの役割と接続方法を問う問題です。

【SPDの働き】

• 平常時：高い抵抗を持ち、ほとんど電流を流さない
• サージ到来時：急に抵抗が小さくなり、サージ電流を大地へ流して、機器にかかる電圧を電圧防護レベル（Up）以下に抑える
• サージが去ると：元の高い抵抗に戻る

主な素子には、電圧が高くなると急に抵抗が小さくなる酸化亜鉛（ZnO）素子などが使われます。

【接続の要点（図の読み方）】

• 主幹の配線用遮断器（MCCB）の負荷側で、各相と接地の間に並列に接続する
• SPDが劣化して短絡状態になったときに電路から切り離すため、分離器を直列に入れる
• SPDと接地を結ぶ線はできるだけ短くする。線が長いとそのインダクタンスによる電圧が加わり、保護効果が下がる

【銘板の主な項目】Uc（最大連続使用電圧）：常時かかっていてよい電圧の上限、Up（電圧防護レベル）：動作時に抑えられる電圧の大きさ、In（公称放電電流）・Imax（最大放電電流）：流せるサージ電流の大きさ。

【似た器具との区別】

• 避雷器：高圧・特別高圧の電路で、受電設備の引込口などに施設し、雷による異常電圧から機器を守る
• 地絡継電器・漏電遮断器・漏電監視装置：地絡（漏電）に対する保護で、目的が異なる

SPDは低圧側の「避雷器」に当たる器具と整理すると覚えやすく、情報機器や制御機器を多く使う建物で設置が進んでいます。