過電圧保護とは何ですか
電力システムや電子機器において、過電圧保護は、突然の電圧上昇による機器やシステムへの損傷を防ぐ重要な技術です。過電圧は、落雷、スイッチ操作、送電網の故障、その他の理由によって発生する可能性があります。制御しないと、機器の絶縁破壊、回路の焼損、さらには火災などの重大な結果につながる可能性があります。この記事では、過電圧保護の定義、原理、一般的な方法、関連データについて詳しく紹介します。
1. 過電圧保護の定義

過電圧保護とは、技術的手段によって機器またはシステムの定格値を超える電圧を制限し、それによって機器を損傷から保護する現象を指します。過電圧は通常、次の 2 つのカテゴリに分類されます。外部過電圧(落雷のように)そして内部過電圧(スイッチング動作による過渡電圧など)。
2. 過電圧保護の原理
過電圧保護の中心原理は、迅速な応答と過剰なエネルギーの放電を通じて電圧を安全な範囲内に制御することです。一般的な保護デバイスには、避雷器、バリスタ、ガス放電管などが含まれます。これらは、電圧がしきい値を超えるとすぐに導通して、アース線またはその他の低インピーダンス経路に過電圧を導入します。
3. 一般的な過電圧保護方法
| 保護方式 | 動作原理 | 該当するシナリオ |
|---|---|---|
| 避雷器 | 非直線抵抗特性を利用して過電圧時に放電電流を流す | 電力系統、通信基地局 |
| バリスタ(MOV) | 電圧がしきい値を超えると、抵抗が急激に低下し、エネルギーが吸収されます。 | 電子機器、家電製品 |
| ガス放電管 | ガスイオン化による低インピーダンス経路の形成 | 通信回線、信号保護 |
| TVSダイオード | 高速応答(ナノ秒レベル)、クランプ電圧 | 集積回路、精密機器 |
4. 過電圧保護の重要性
電子機器の普及と電力システムの複雑化に伴い、過電圧保護の重要性がますます高まっています。以下は、近年の過電圧によって引き起こされる典型的な事故統計です。
| 年 | 事故の種類 | 経済的損失(1億元) |
|---|---|---|
| 2021年 | 落雷により変電所に損傷が発生する | 2.3 |
| 2022年 | 送電網の過電圧が火災を引き起こす | 1.8 |
| 2023年 | 電子機器を一括して焼却 | 0.9 |
5. 過電圧保護ソリューションの選択方法
過電圧保護ソリューションを選択するときは、次の要素を考慮する必要があります。
1.電圧レベル: システムの定格電圧に応じて保護装置の閾値を選択します。
2.応答速度: 高周波過渡過電圧には、高速応答デバイス (TVS ダイオードなど) が必要です。
3.エネルギー吸収能力:落雷などの大きなエネルギー過電圧に対しては、避雷器または大容量バリスタを選定する必要があります。
4.環境条件: 湿度、温度などが保護装置の性能に影響を与える可能性があります。
6. 今後の開発動向
スマートグリッドとモノのインターネットの発展に伴い、過電圧保護技術は次のような方向に進んでいます。インテリジェントそして統合方向性の進化。例えば、自己診断機能を備えた避雷器や遠隔監視システムとクラウドコンピューティングを組み合わせることで、保護の信頼性と効率がさらに向上します。
概要: 過電圧保護は、電力システムや電子機器の安全な動作を確保するための重要なテクノロジーです。保護方法とデバイスを合理的に選択することで、過電圧によって引き起こされる経済的損失や安全上の事故を効果的に回避できます。
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