C 5381-351:2019 (IEC 61643-351:2016)
(1)
目 次
ページ
序文 ··································································································································· 1
1 適用範囲························································································································· 1
2 引用規格························································································································· 1
3 用語,定義,図記号,略語及び頭字語 ·················································································· 2
3.1 用語及び定義 ················································································································ 2
3.2 図記号 ························································································································· 4
3.3 略語及び頭字語 ············································································································· 6
4 使用条件························································································································· 6
4.1 温度範囲 ······················································································································ 6
4.2 相対湿度 ······················································································································ 6
4.3 標高 ···························································································································· 6
4.4 製品内部の環境条件 ······································································································· 6
5 SITのサージ条件 ············································································································· 7
5.1 SITによるサージの緩和 ·································································································· 7
5.2 コモンモードサージ ······································································································· 9
5.3 ディファレンシャルモードサージ······················································································ 9
6 特性······························································································································ 10
6.1 特性の測定 ·················································································································· 10
6.2 一次巻線と二次巻線との間の静電容量··············································································· 10
6.3 絶縁抵抗(IR) ············································································································ 11
6.4 通信用SITの電圧時間積 ································································································ 13
7 定格······························································································································ 14
7.1 定格インパルス耐電圧 ··································································································· 14
7.2 信号用SITの定格巻線直流電流 ······················································································· 17
8 識別······························································································································ 18
8.1 一般 ··························································································································· 18
8.2 データシート ··············································································································· 18
8.3 表示 ··························································································································· 19
附属書A(参考)1.2/50インパルス ························································································· 20
参考文献 ···························································································································· 21
C 5381-351:2019 (IEC 61643-351:2016)
(2)
まえがき
この規格は,工業標準化法第12条第1項の規定に基づき,一般社団法人電子情報技術産業協会(JEITA)
及び一般財団法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格を制定すべきとの申出
があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本工業規格である。
この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意
を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実
用新案権に関わる確認について,責任はもたない。
JIS C 5381の規格群には,次に示す部編成がある。
JIS C 5381-11 低圧サージ防護デバイス−第11部:低圧配電システムに接続する低圧サージ防護デバ
イスの要求性能及び試験方法
JIS C 5381-12 低圧サージ防護デバイス−第12部:低圧配電システムに接続する低圧サージ防護デバ
イスの選定及び適用基準
JIS C 5381-21 低圧サージ防護デバイス−第21部:通信及び信号回線に接続するサージ防護デバイス
(SPD)の要求性能及び試験方法
JIS C 5381-22 低圧サージ防護デバイス−第22部:通信及び信号回線に接続するサージ防護デバイス
(SPD)の選定及び適用基準
JIS C 5381-311 低圧サージ防護デバイス用部品−第311部:ガス入り放電管(GDT)の要求事項及び
試験回路
JIS C 5381-312 低圧サージ防護デバイス用部品−第312部:ガス入り放電管(GDT)の選定及び適
用基準
JIS C 5381-321 低圧サージ防護デバイス用アバランシブレークダウンダイオード(ABD)の試験方
法
JIS C 5381-331 低圧サージ防護デバイス用金属酸化物バリスタ(MOV)の試験方法
JIS C 5381-341 低圧サージ防護デバイス用サージ防護サイリスタ(TSS)の試験方法
JIS C 5381-351 低圧サージ防護用部品−第351部:通信・信号回線に接続するサージアイソレーショ
ントランス(SIT)の要求性能及び試験方法
日本工業規格 JIS
C 5381-351:2019
(IEC 61643-351:2016)
低圧サージ防護用部品−
第351部:通信・信号回線に接続するサージアイソ
レーショントランス(SIT)の要求性能及び試験方法
Components for low-voltage surge protection-
Part 351: Performance requirements and test methods for
telecommunications and signalling network surge isolation transformers (SIT)
序文
この規格は,2016年に第1版として発行されたIEC 61643-351を基に,技術的内容及び構成を変更する
ことなく作成した日本工業規格である。
なお,この規格で点線の下線を施してある参考事項は,対応国際規格にはない事項である。
1
適用範囲
通信及び信号回線に接続するサージアイソレーショントランス(以下,SITという。)は,ピーク間の電
圧が400 Vまでの信号レベルに適用する信号用トランスとして用いる。SITは,内部巻線間に遮蔽付き,
又は遮蔽なしで想定するコモンモードサージのピーク電圧よりも高い定格インパルス耐電圧をもつアイソ
レーショントランスである。SITは,雷の直接及び間接的な影響,又は他の過渡過電圧に対する低圧サー
ジ防護用部品として,コモンモード電圧サージの伝ぱ(播)を軽減するために用いる。この規格は,SIT
のサージパラメータを検証する及び決定するための試験回路及び試験方法,並びにSITの重要なパラメー
タの推奨性能値について規定する。
この規格は,ディファレンシャルモードの雷サージ条件におけるSITの動作には適用しない。
注記 この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。
IEC 61643-351:2016,Components for low-voltage surge protective devices−Part 351: Performance
requirements and test methods for telecommunications and signalling network surge isolation
transformers (SIT)(IDT)
なお,対応の程度を表す記号“IDT”は,ISO/IEC Guide 21-1に基づき,“一致している”こ
とを示す。
2
引用規格
次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの
引用規格のうちで,西暦年を付記してあるものは,記載の年の版を適用し,その後の改正版(追補を含む。)
は適用しない。西暦年の付記がない引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
JIS C 60664-1 低圧系統内機器の絶縁協調−第1部:基本原則,要求事項及び試験
2
C 5381-351:2019 (IEC 61643-351:2016)
JIS C 60721-3-3 環境条件の分類 環境パラメータとその厳しさのグループ別分類 屋内固定使用の
条件
注記 対応国際規格:IEC 60721-3-3,Classification of environmental conditions−Part 3: Classification of
groups of environmental parameters and their severities−Section 3: Stationary use at
weatherprotected locations(IDT)
IEC/TR 60664-2-1:2011,Insulation coordination for equipment within low-voltage systems−Part 2-1:
Application guide−Explanation of the application of the IEC 60664 series, dimensioning examples and
dielectric testing
3
用語,定義,図記号,略語及び頭字語
この規格で用いる主な用語及び定義を3.1に,図記号を3.2に,略語及び頭字語を3.3に示す。
3.1
用語及び定義
この規格で用いる主な用語及び定義は,次による。
3.1.1
サージアイソレーショントランス,SIT(surge isolation transformer,SIT)
一次巻線と二次巻線との間の静電遮蔽の有無にかかわらず高いインパルス耐電圧性能をもつアイソレー
ショントランス。
3.1.2
静電遮蔽,ES(electric screen,ES)
定めた領域への電界の侵入を低減することを目的とした導電性材料の遮蔽。
注記 IEC 60050-151:2001の151-13-10参照。
3.1.3
絶縁破壊(breakdown)
一時的であっても,電気ストレスによる絶縁材料の絶縁不良。
注記 IEC/TR 61340-1:2012の3.4参照。
3.1.4
部品タイプ(component type)
例えば,製品名などによる製造業者による製品形式。
3.1.5
空間距離(clearance)
2導電部間の空間における最小の距離。
注記 IEC/TR 60664-2-1:2011の3.4参照。
3.1.6
沿面距離(creepage distance)
2導電部間の絶縁物の表面沿いの最小の距離。
注記 IEC/TR 60664-2-1:2011の3.7参照。
3.1.7
保護測定(guarded measurement)
二つの端子の間の直接的なインピーダンスを,第三の端子に補償電圧を印加することによって第三の端
子の任意のインピーダンスの分流効果を除去して正確に測定することができる三端子網の測定技術。
3
C 5381-351:2019 (IEC 61643-351:2016)
3.1.8
絶縁抵抗(insulation resistance)
絶縁物によって分離した導電性要素間の指定する状況下での抵抗。
注記 IEC/TS 61994-4-2:2011の3.10参照。
3.1.9
インパルス耐電圧(impulse withstand voltage)
規定の条件下で絶縁破壊が発生しない指定する波形及び極性のインパルス電圧の最高ピーク値。
注記 IEC/TR 60664-2-1:2011の3.15参照。
3.1.10
アイソレーショントランス(isolating transformer)
一次巻線と二次巻線との間に保護分離を備えたトランス。
注記 IEC 60065:2014の2.7.1参照。
3.1.11
絶縁(insulation)
異なる電位にある複数の導電部を分離している電気製品の部分。
注記 IEC/TR 60664-2-1:2011の3.17参照。
3.1.12
絶縁協調(insulation coordination)
想定される製品内部環境及びその他の影響を与えるストレスを考慮した電気機器の絶縁特性の相互関係。
注記 IEC/TR 60664-2-1:2011の3.18参照。
3.1.13
過電圧(overvoltage)
正常動作状態で定常状態における最大電圧のピーク値を超えるピーク値をもつ任意の電圧。
注記 IEC/TR 60664-2-1:2011の3.21参照。
3.1.14
雷過電圧(lightning overvoltage)
特定の雷放電による系統の任意の点における過渡過電圧。
注記 JIS C 60664-1:2009の3.7.4参照。
3.1.15
熱平衡(thermal equilibrium)
5分間隔で連続3回温度測定したとき,その中の二つの測定値の温度変動が,1 K未満の状態。
注記 IEC 61810-1:2015の3.3.13参照。
3.1.16
熱抵抗(thermal resistance)
熱平衡状態での,特定の2点又は領域間の温度差と熱流との比。
注記1 ほとんどの場合,熱流は,消費電力に等しいと仮定できる。
注記2 IEC 62590:2010の3.9.1参照。
3.1.17
製品内部環境条件(microclimate)
製品内部の部品を置いた周囲の環境条件。
4
C 5381-351:2019 (IEC 61643-351:2016)
注記1 製品内部だけの高い温度(クラスX1〜クラスX7),及び必要に応じて,相対湿度の上限(ク
ラスY1〜クラスY4)を考慮する。
注記2 JIS C 60721-3-9:2000の3.1を修正して注記として追加。
3.1.18
波頭長,T1(virtual front time,T1)
インパルス電圧がピーク値の30 %と90 %との間の時間間隔Tの1/0.6倍の長さ(図A.1参照)。
注記 IEC 60060-1:2010の7.1.18を修正。
3.1.19
規約原点,O1(virtual origin,O1)
インパルス電圧波形が振幅値の30 %及び90 %を通って描かれる直線の時間軸との交点(図A.1参照)。
注記 IEC 60060-1:2010の7.1.19を修正。
3.1.20
波尾長,T2(virtual time to half-value,T2)
規約原点O1と電圧又は電流のピーク値が半分に減少した点から時間軸交点との時間間隔(図A.1参照)。
3.1.21
インパルス波形の指定(designation of an impulse shape)
第一に波頭長(T1)と第二に波尾長(T2)との二つの数字の組合せで表す事項。
注記1 波形はT1/T2で記載する。単位はマイクロ秒であり,“/”の記号は数学的な意味をもたない。
注記2 IEC 60099-4:2014の3.13参照。
3.2
図記号
この規格で用いる主な図記号は,次による。
2巻線SITの図記号を図1に示す。
記号説明
P1:一次巻線の端子1
P2:一次巻線の端子2
S1:二次巻線の端子1
S2:二次巻線の端子2
図1−2巻線SITの図記号
JIS C 0617-6の06-09-03の図記号に,接続端子をもたせた,瞬時電圧極性付き2巻線SITの図記号を図
2に示す。
5
C 5381-351:2019 (IEC 61643-351:2016)
記号説明
P1:一次巻線の端子1
P2:一次巻線の端子2
S1:二次巻線の端子1
S2:二次巻線の端子2
図2−瞬時電圧極性付き2巻線SITの図記号
JIS C 0617-6の06-10-02の図記号に,接続端子をもたせた,巻線間に静電遮蔽をもつ2巻線SITの図記
号を図3に示す。
記号説明
P1:一次巻線の端子1
P2:一次巻線の端子2
S1:二次巻線の端子1
S2:二次巻線の端子2
E:接地端子(静電遮蔽端子)
図3−静電遮蔽をもつ2巻線SITの図記号
6
C 5381-351:2019 (IEC 61643-351:2016)
接続端子をもつJIS C 0617-6の06-10-04の図記号と同じ,二つの中間点引出し端子付き巻線のSITの図
記号を図4に示す。短絡巻線を用いて試験を行う場合,中間点引出しも短絡接続し,他の試験は中間点引
出し端子に接続せずに行う。
記号説明
P1:一次巻線の端子1
P2:一次巻線の端子2
S1:二次巻線の端子1
S2:二次巻線の端子2
CT:中間点引出し端子
図4−中間点引出し付き巻線のSITの図記号
3.3
略語及び頭字語
この規格で用いる略語及び頭字語を,次に示す。
略語
英文名
日本語
ES
Electric Screen
静電遮蔽
ICT
Information and Communications Technology
情報通信技術
IR
Insulation Resistance
絶縁抵抗
rms
root-mean-square
実効値
SIT
Surge Isolation Transformer
サージアイソレーショントランス
SPD
Surge Protective Device
サージ防護デバイス
4
使用条件
4.1
温度範囲
通常温度範囲:−20 ℃〜40 ℃
拡張温度範囲:この範囲は,製造業者と顧客又は使用者との合意による。
4.2
相対湿度
相対湿度は,90 %以下とする。
4.3
標高
通常標高範囲:1 000 m以下とする。
拡張標高範囲:この範囲は,製造業者と顧客又は使用者との合意による。
4.4
製品内部の環境条件
製品内部の環境条件の分類を,表1に示し,製品内部の環境条件を適用する場合は,表1に示す分類の
一つを用いる。
7
C 5381-351:2019 (IEC 61643-351:2016)
表1−製品内部の環境条件の分類
環境条件の分類
最高気温
℃
代表的な部品温度範囲
℃
適用製品
X1
55
−
−
X2
70
0〜70
一般用
X3
85
−40〜85
工業用
X4
100
−
−
X5
125
−55〜125
軍用
X6
155
−65〜150
保管用a)
X7
200
−
−
注a) 保管温度の定格はこの規格の範囲外である。この範囲の確認はJIS C 60068-2-1:2010及びJIS C
60068-2-2:2010を参照する。
5
SITのサージ条件
5.1
SITによるサージの緩和
SITは,絶縁トランスの磁気誘導によって通信・信号回線を結合する。引込み線路にコモンモードサー
ジが発生した場合,SITの絶縁部分に電圧が加わる。絶縁部分には次に示す三つの物質的な経路がある。
a) 固体絶縁−二つの巻線の間に挟まれた絶縁材料
b) 沿面距離
c) 空間距離
空間距離の設計は,想定する電圧で空間が絶縁破壊しないように設定する。沿面距離の設計は,想定す
る最大電圧差及び表面汚損度が,表面フラッシオーバ又は故障(トラッキング)をしないように設定する。
固体絶縁の厚さは,想定する最大の電圧差で破壊をしないように設定する。
インパルスサージよりも高い周波数成分は,SITの内部巻線間の(CP-SA+CP-SBとして示す。)静電容量
によって一つの巻線から他の巻線に静電結合する(図5参照)。
8
C 5381-351:2019 (IEC 61643-351:2016)
記号説明
WP:一次巻線
WS:二次巻線
ZT:終端又は負荷インピーダンス
ZS:通信線路のインピーダンス
CP-SA,CP-SB:一次巻線と二次巻線との間の静電容量 経路A及び経路B
R:基準面又は基準点
図5−SITのコモンモードサージ条件
内部巻線間の静電容量を低減する目的で,一次巻線と二次巻線との間に導電性の静電遮蔽を用いること
がある(図6参照)。静電遮蔽は,巻線の(CP-Screen A,CP-Screen B,CS-Screen A及びCS-Screen Bで示す。)静電容量
の大部分を減結合し,内部巻線間の(CP-SA+CP-SBで示す。)静電容量を大幅に小さくする。
9
C 5381-351:2019 (IEC 61643-351:2016)
記号説明
WP:一次巻線
WS:二次巻線
ES:静電遮蔽
R:基準面又は基準点
CP-Screen A,CP-Screen B:一次巻線から静電遮蔽までの静電容量 経路A及び経路B
CS-Screen A,CS-Screen B:二次巻線から静電遮蔽までの静電容量 経路A及び経路B
CP-SA,CP-SB:一次巻線から二次巻線までの静電遮蔽の影響が及ばない静電容量 経路A及び経路B
ZT:終端又は負荷インピーダンス
ZS:通信線路のインピーダンス
図6−静電遮蔽をもつSITのコモンモードサージ条件
5.2
コモンモードサージ
コモンモードサージ条件下のSITを図5及び図6に示す。定格インパルス耐電圧は,絶縁協調を考慮し
て想定するコモンモードサージ電圧のピーク以上とする(7.1参照)。静電遮蔽(ES)によって減結合して
いない一次巻線から二次巻線までの(CP-SA+CP-SBで示す)静電容量は,一次側から二次側回路へ容量性の
電流経路を提供する(6.2参照)。
コモンモードサージの主なパラメータは,定格インパルス耐電圧及び内部巻線間の静電容量並びに絶縁
の健全性を確認するための試験後の絶縁抵抗である。
注記 対応国際規格の明らかな誤記のため,図5を追加し,図5及び図6とした。
5.3
ディファレンシャルモードサージ
ディファレンシャルモードサージは,通常,システムの非対称によってコモンモードサージからディフ
ァレンシャルモードに変換することによって発生する。ディファレンシャルモードサージでのSITの動作
は,それらを緩和することはほとんどない。SITの帯域幅によっては,出力サージの周波数領域にフィル
タリング効果をもたらす。
SITは,コアの飽和によって,二次電圧の波形が切り取られる可能性がある。幾つかの規格では,SIT
に一次巻線の電流定格を要求し,ディファレンシャルモードの電力故障の試験を規定している。
10
C 5381-351:2019 (IEC 61643-351:2016)
6
特性
6.1
特性の測定
特性は,試験時の測定可能な部品のパラメータ及び部品の試験で得た値である。特性は,これらの量の
代表値として,最大値,最小値又はこれらの組合せとすることを製造業者が指定する場合がある。
特性測定のための温度及び湿度環境は,JIS C 60721-3-3の分類3K1による。
a) 低温: 20 ℃±2 ℃
b) 高温: 25 ℃±2 ℃
c) 低相対湿度: 20 %
d) 高相対湿度: 75 %
6.2
一次巻線と二次巻線との間の静電容量
この試験は,SITの実効的な内部巻線間の静電容量を測定する。
a) 試験方法 SITの内部巻線間の静電容量測定の試験回路を図7に示す。図7には,SITの容量成分だけ
を示す。一次巻線WP及び二次巻線WSは,両方の巻線を短絡する。内部巻線間の静電容量は,これら
二つの短絡間で測定する。
記号説明
WP:一次巻線
WS:二次巻線
CP-S:一次巻線と二次巻線との間の静電容量
F:静電容量計
図7−SITの内部巻線間の静電容量測定の試験回路
静電遮蔽をもつSITの内部巻線間の静電容量測定の試験回路を図8に示す。図8には,SITの容量
成分だけを示す。一次巻線WP及び二次巻線WSは,両方の端子を短絡して試験する。内部巻線間の静
電容量は,これら二つの短絡間で測定する。保護測定は,3線(Hi,Lo及び保護接続G)又は6線(Hi,
Lo,保護接続フィード,Hi,Lo及び保護接続センス)技術のいずれかを用いて行う。図8は,ブルー
ムライン3線式変圧比アームブリッジを示す。この測定は,同軸ケーブルを用いることによって,接
続ケーブルの分流容量を測定から除くことができる。
11
C 5381-351:2019 (IEC 61643-351:2016)
記号説明
WP:一次巻線
CP-Screen:一次巻線と静電遮蔽との間の静電容量
WS:二次巻線
CS-Screen:二次巻線と静電遮蔽との間の静電容量
ES:静電遮蔽
CP-S:一次巻線と二次巻線との間の静電容量
CH:静電容量測定接続Hi
G:保護接続(同軸ケーブルの遮蔽)
CL:静電容量測定接続Lo
F:保護測定静電容量ブリッジ
図8−静電遮蔽をもつSITの内部巻線間の静電容量測定の試験回路
保護接続Gを一次巻線側に接続し,測定リード線を二次巻線及び静電遮蔽に接続することによって,
二次巻線と静電遮蔽との静電容量CS-Screenを測定することができる。同様に,保護接続Gを二次巻線
側に接続し,測定リード線を一次巻線と静電遮蔽に接続した場合,一次巻線と静電遮蔽との静電容量
CP-Screenを測定することができる。
b) 値 この規格は,任意の寸法及び構成の低周波交流電力並びに高周波スイッチングを対象とする。こ
の数値はある程度のばらつきがあるため,推奨値のリストを作成することは現実的ではない。内部巻
線間の静電容量値は,負荷側の回路に流れる容量性サージ電流のレベルを予測するために用いる。
c) 合格基準(判定基準) 内部巻線間の静電容量の測定値は,製造業者が指定する限度内とする。製造
業者が標準値だけを示しているとき,測定値が標準値の±30 %を超えた場合,製造業者に連絡して,
測定技術及び製品パラメータの分布を検証することが望ましい。
6.3
絶縁抵抗(IR)
この試験は,規定の直流電圧で絶縁抵抗を測定する。
a) 試験方法 絶縁抵抗計は,6.3 b)の直流試験電圧の規定値に設定する。試験電圧は,絶縁抵抗値を測定
する前に60秒間以上印加する。SITの絶縁抵抗測定の試験回路を図9に示す。一次巻線WP及び二次
巻線WSは,両方の端子を短絡して試験する。絶縁抵抗は,これら二つの短絡間で測定する。
12
C 5381-351:2019 (IEC 61643-351:2016)
記号説明
WP:一次巻線
Ω:指定する直流試験電圧の絶縁抵抗計
WS:二次巻線
図9−SITの絶縁抵抗測定の試験回路
静電遮蔽をもつSITの絶縁抵抗測定の試験回路を図10に示す。一次巻線WP及び二次巻線WSは,
両方の端子を短絡して試験する。絶縁抵抗は,これら二つの短絡間で測定する。特に指定がない場合,
次の二つを測定する。一つは,選択スイッチSWを静電遮蔽ES及び一次巻線WPに接続した状態で行
い,次に選択スイッチSWを静電遮蔽ES及び二次巻線WSに接続した状態で行う。
記号説明
WP:一次巻線
Ω:指定する直流試験電圧の絶縁抵抗計
WS:二次巻線
SW:2位置選択スイッチ
ES:静電遮蔽
図10−静電遮蔽をもつSITの絶縁抵抗測定の試験回路
b) 値 直流電圧の推奨試験値は500 Vであり,直流電圧を60秒間以上印加した後に絶縁抵抗値を読み取
る。
c) 合格基準 絶縁抵抗値は,直流500 Vを印加して測定し,2 MΩ以上とする。
13
C 5381-351:2019 (IEC 61643-351:2016)
6.4
通信用SITの電圧時間積
この試験は,SITの二次巻線に通過するディファレンシャルモードサージを電圧時間積で測定する。
a) 試験方法 SITの電圧時間積の測定試験回路を図11に示す。パルス発生器Gは,電圧振幅及びパルス
持続時間の調整機能をもつ。
記号説明
WP:一次巻線
G:パルス発生器,内部インピーダンス50 Ω
WS:二次巻線
O:VS測定用オシロスコープ
VS:瞬時的な二次巻線電圧
図11−SITの電圧時間積の測定試験回路
パルス発生器Gの開回路出力電圧波形及びSITの二次巻線が出力した電圧波形を図12に示す。パ
ルス発生器Gの開回路ピーク電圧VG及びパルス持続時間は,SITのコアが飽和するように調整する。
コアの飽和は,二次巻線の出力電圧パルスが切り取られ,パルス発生器Gの開回路出力電圧パルスよ
りも短い持続時間tS(SITの二次巻線電圧持続時間)によって示される。正確な測定を可能にするた
め,SITの二次巻線電圧持続時間tSを10 μs以上になるように,パルス発生器Gの電圧振幅を調整す
る。
記号説明
VG:パルス発生器の開回路ピーク電圧
tS:SITの二次巻線電圧持続時間(VSの50 %)
VS:瞬時的な二次巻線のピーク電圧
図12−パルス発生器の開回路出力電圧波形及びSITの二次巻線出力電圧波形
瞬時的な二次巻線電圧は,振幅のピーク電圧VS及びVSの50 %のSITの二次巻線電圧持続時間tSを
測定する。SITの電圧時間積は,VS×tSで求め,μV・sで表す。
b) 値 SITの電圧時間積は,SITの寸法,構造及び情報通信技術(ICT)システムに依存する。この数値
はある程度のばらつきがあるため,推奨値のリストを作成することは現実的ではない。一例として,
イーサネット1)用のSITは,通常,50μV・s程度の電圧時間積をもつ。二次側に電圧制限部品がない場
合に,製造業者が指定するサージ波形に起因する切り取る前(コア飽和前)の二次電圧ピークレベル
を予測するために,電圧時間積の値を用いることができる。
14
C 5381-351:2019 (IEC 61643-351:2016)
c) 合格基準 電圧時間積の測定値は,製造業者が指定する限度内とする。製造業者が標準値だけを示し
ているとき,測定値が標準値の±30 %を超えた場合,製造業者に連絡して,測定技術及び製品パラメ
ータの分布を検証することが望ましい。
注1) “イーサネット”及び“Ethernet”は,富士ゼロックス株式会社の登録商標である。
7
定格
7.1
定格インパルス耐電圧
この試験は,部品タイプのSITの製造業者が指定する定格インパルス耐電圧を確認する。
a) 試験方法 絶縁部分の定格インパルス耐電圧は,1.2/50のインパルス電圧(附属書Aを参照)を用い
て試験する。この規格では,部品,装置及び機器のポートの試験に用いる一般的な方法であるインパ
ルス耐電圧試験だけを規定する。SITの定格インパルス耐電圧試験回路を図13に示す。1.2/50サージ
発生器Gは,オシロスコープOによってその電圧波形を測定し,絶縁分離した巻線WP及びWSに印
加するインパルス電圧をもつ。一次巻線WP及び二次巻線WSは,両方の端子を短絡して試験する。
記号説明
WP:一次巻線
G:1.2/50サージ発生器
WS:二次巻線
O:オシロスコープ又は同等のインパルス電圧測定装置
図13−SITの定格インパルス耐電圧試験回路
静電遮蔽をもつSITの定格インパルス耐電圧の試験回路を図14に示す。1.2/50サージ発生器Gは,
オシロスコープOによってその電圧波形を測定し,絶縁分離した一次巻線WP及び二次巻線WSに印
加するインパルス電圧をもつ。一次巻線WP及び二次巻線WSは,両方の端子を短絡して試験する。特
に指定がない場合,次の二つを測定する。一つは,選択スイッチSWを静電遮蔽ESと一次巻線WP
に接続した状態で行い,次に選択スイッチSWを静電遮蔽ES及び二次巻線WSに接続した状態で行う。
15
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記号説明
WP:一次巻線
G:1.2/50サージ発生器
WS:二次巻線
O:オシロスコープ又は同等のインパルス電圧測定装置
ES:静電遮蔽
SW:2位置選択スイッチ
図14−静電遮蔽をもつSITの定格インパルス耐電圧の試験回路
定格インパルス耐電圧試験の前に,試験の合格/不合格の基準となる波形のテンプレートを決定す
る。初めに,1.2/50サージ発生器Gの電圧を表2に示すSITの定格インパルス耐電圧に対応するイン
パルス電圧として設定する。1.2/50サージ発生器Gの電圧波形を記録する。波形を振幅のピークの10 %
だけ上に移動して作成した上限及び波形を10 %だけ下降した下限からなる1.2/50サージ発生器Gの
開回路電圧1.2/50波形からテンプレート(図15参照)を作成する。
記号説明
d:1.2/50の開回路電圧波形の正及び負の垂直波形変位距離
距離dはピーク開回路電圧の10 %に等しい。
図15−1.2/50開回路波形による合格/不合格のテンプレートの構成
16
C 5381-351:2019 (IEC 61643-351:2016)
テンプレートの使用例を図16に示す。この図16は,テンプレートを影付きの領域として示す。定
格インパルス耐電圧試験に合格するには,定格インパルス耐電圧試験中の波形がテンプレート領域外
への逸脱がないものとする[図16 a)参照]。テンプレート領域外にあるきょ(鋸)歯状の波形[図16
b)参照]及び切取り状の波形[図16 c)参照]などのテンプレートから逸脱した絶縁破壊は,試験の不
合格を意味する。
a) 試験合格,1.2/50の開回路電圧波
形から構築したテンプレート領
域内の試験波形
b) 試験不合格,テンプレートの領域
外にあるきょ(鋸)歯状の波形
c) 試験不合格,テンプレートの
領域外にある切取り上の波形
図16−合格/不合格のテンプレート及び試験波形
図13又は図14の試験回路を適宜に用いて,SITの定格インパルス耐電圧に対応するインパルス電
圧を1.2/50サージ発生器GによってSITに印加し,インパルス波形をオシロスコープOで記録する。
記録した電圧が図16 a)に適合していることを確認する。静電遮蔽をもつSITは,図14を参照して,2
位置選択スイッチSWを試験する側の位置にして試験を繰り返し,記録した電圧が図16 a)に適合して
いることを確認する。定格インパルス耐電圧試験の後,6.3に規定する絶縁抵抗を測定する。
b) 値 SITの定格インパルス耐電圧とそれに対応する試験用インパルス電圧の推奨値を表2に示す。SIT
の定格インパルス耐電圧が規定値以上であることを保証するため,印加するインパルス電圧は定格イ
ンパルス耐電圧よりも高い電圧とする。表2に示したインパルス試験電圧と定格インパルス耐電圧と
の比は,JIS C 60664-1及びIEC/TR 60664-2-1:2011に基づいて4 kV未満の電圧では1.17倍,4 kV以
上では1.23倍となる。
試験は,製造業者が指定するとおりに取り付けた部品並びに沿面距離,空間距離及び絶縁バリアの
複合した耐性を測定する。
17
C 5381-351:2019 (IEC 61643-351:2016)
表2−定格インパルス耐電圧のためのインパルス電圧の試験電圧
定格インパルス耐電圧
kV
インパルス電圧a)
kV
0.8
0.94
1.5
1.75
2.1b)
2.4
2.5
2.92
4
4.92
6
7.39
8
9.85
10
12.3
12
14.8
15
18.5
25
30.8
30
36.9
40
49.2
60
73.9
80
98.5
120
148
注記1 定格インパルス耐電圧の10 kVの数値は,ITU-T K.21及びITU-T K.66を参照。
注記2 定格インパルス耐電圧の30 kVは,幾つかの国で用いている。
注a) 1.2/50の電圧振幅のピーク値の許容差はIEC/TR 60664-2-1:2011に基づき,±5 %とする。
b) ISO/IEC/IEEE 8802-3:2014の1.2/50,2.4 kV試験値に対応する定格インパルス耐電圧である。
c) 合格基準 試験中の波形は,図16 a)の要求事項及び試験後の絶縁抵抗は,6.3の規定を満足しなけれ
ばならない。
7.2
信号用SITの定格巻線直流電流
この試験は,SITの定格巻線直流電流で部品タイプの巻線導体の温度上昇が規定値を超えないことを確
認する。この定格は,SITがディファレンシャルモードの交流電力故障条件の試験が必要な装置及び機器
のポートで使用する場合にだけ要求する。
a) 試験方法 この試験は銅導体のSITの巻線に適用し,SITの熱抵抗は一定であると仮定する。図17に,
二つの測定回路を示す。a)の回路は,巻線抵抗及び周囲温度の試験前の値を測定する。b)の回路は,
熱平衡に達した後の定格直流電流での巻線電圧及びSITの局所の周囲温度を測定する。
巻線温度は直接測定できないため,測定した巻線電圧が,5分間の間隔で行う3回の連続測定のう
ちのいずれかの2回で変動が0.4 %未満の場合,熱平衡に達したとみなす。一般的に,ほとんどの信
号用SITは,15分間以内に熱平衡に達する。これらの試験では,SITは,風通しのない環境に置かな
ければならない。
図17 a)の試験回路から得られた巻線抵抗R1及び周囲温度TA1の試験前の値を記録する。次に,図
17 b)の試験回路で定格直流電流IDCをSITの巻線に印加し,巻線電圧を5分間隔で測定する。熱平衡
に達したと判断したとき,そのときの巻線電圧VW及び局所周囲温度TA2を記録する。
抵抗値の増加,ΔRは,式(1)によって計算する。
1
DC
W
R
I
V
R
−
=
∆
············································································ (1)
18
C 5381-351:2019 (IEC 61643-351:2016)
銅導体の温度係数0.003 93を用いた巻線温度の増加,ΔTは,式(2)によって計算する。
1
93
003
.0
R
R
T
∆
=
∆
········································································ (2)
局所周囲温度(TA2−TA1)の上昇を補うために,IDCに起因する実効温度上昇ΔTDCは,式(3)によっ
て計算する。
ΔTDC=ΔT−(TA2−TA1) ····························································· (3)
a) 温度上昇試験前の巻線抵抗R1及び周囲温度TA1
測定回路
b) 巻線導体の温度上昇回路
記号説明
WP:一次巻線
Ω:巻線抵抗測定用抵抗計
WS:二次巻線
I:巻線定格直流電流IDCに設定した電流源
TC:SITから10 mm±2 mm離した熱電対
V:巻線電圧VW測定用電圧計
℃:局所周囲温度測定用温度計
図17−巻線導体の温度上昇試験回路
試験後に絶縁抵抗(6.3参照)を測定する。
b) 値 SITの一次巻線の定格巻線直流電流値は,SITの寸法,構造,及び情報通信技術(ICT)システム
に依存する。この数値はある程度のばらつきがあるため,推奨値のリストを作成することは現実的で
はない。一例として,イーサネット用のSITは,通常,1 Aの領域で温度上昇分が40 ℃の一次巻線定
格直流電流値をもつ。SITの定格巻線直流電流は,必要な過電流保護が動作するまで耐えることがで
きる,最大連続実効値の電力故障巻線電流を予測するために用いる。
c) 合格基準 定格直流電流で計算した巻線温度上昇ΔTDCは,規定値を超えてはならない。試験によって
危険が発生してはならず,また,6.3に規定する絶縁抵抗値よりも低い値となってはならない。
8
識別
8.1
一般
次の情報は,製造業者が提供する。
8.2
データシート
製品データシートには,利用可能な次のアプリケーション情報を提供する。
19
C 5381-351:2019 (IEC 61643-351:2016)
a) 定格インパルス耐電圧
b) 信号伝送性能
8.3
表示
本体に必須の表示,又は本体に永久的に付ける表示は,次による。
a) 製造業者名又は商標及び形名
b) トレーサビリティー情報
c) 製品内部の環境条件(適用可能な場合)
20
C 5381-351:2019 (IEC 61643-351:2016)
附属書A
(参考)
1.2/50インパルス
1.2/50の開回路電圧を供給するインパルス発生器は,表A.1に示すレベルで市販している。コンビネー
ション発生器と呼ばれる一部の発生器は,8/20で指定する短絡電流波形も供給する。一般的に,1.2/50−
8/20のコンビネーション発生器は,6 kVピークの最大開回路電圧をもつ。
3.1.18,3.1.19及び3.1.20で引用している1.2/50のインパルス電圧波形の時間間隔及び電圧振幅を図A.1
に示す。
記号説明
T1:波頭長=(1/0.6)×T O1:規約原点
T2:波尾長
図A.1−1.2/50のインパルス電圧波形の時間間隔及び電圧振幅
1.2/50のインパルス電圧波形の詳細を表A.1に示す。
表A.1−1.2/50のインパルス電圧発生器のパラメータ
波形
条件
時間間隔
時間及び許容差
ピーク値の許容差
1.2/50
IEC 60060-1:2010
参照
開回路電圧
T1
1.2 μs±30 %
±3 % a)
T2
50 μs±20 %
短絡回路電流
電流波形は規定しない。
注a) 絶縁試験に使用する1.2/50のインパルス電圧のピーク値の許容差は,IEC/TR 60664-2-1:2011によ
って±5 %に増加することができる。
21
C 5381-351:2019 (IEC 61643-351:2016)
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試験
注記 対応国際規格:IEC 61558-2-4:2009,Safety of transformers, reactors, power supply units and
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事項及び試験
注記 対応国際規格:IEC 61558-2-6,Safety of transformers, reactors, power supply units and similar
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