定格雷インパルス耐電圧についての基礎知識まとめ

定格雷インパルス耐電圧とは
「雷が落ちたときのような一瞬の強烈な高電圧（雷サージ）に対して、その機器が壊れずに耐えられる限界値」
のことを表す。

定格雷インパルス耐電圧の必要性

電気機器（変圧器、遮断器、ケーブルなど）は、普段使っている電圧（例：6600V）だけでなく
「雷」や「スイッチの開閉」によって発生する一瞬の異常な高電圧（サージ電圧）にも耐える必要がある。

もしこの耐圧性能が不足していると、雷が近くに落ちた瞬間に機器の絶縁（電気を遮断している壁）が破れ
ショートして故障や火災につながる可能性がある。

そのため、「この機器は〇〇kVの雷サージまでは耐えられる」という保証値が必要になる。
→定格雷インパルス耐電圧。

「雷インパルス」についての概略

通常の電気（交流）は一定の波形を維持しているが
雷インパルスは瞬間的に高電圧が発生する。
これを試験するために、国際的に決められた「標準波形」がある。
→標準雷インパルス波形

標準雷インパルス波形：1.2 / 50 μs

• 1.2 μs（波頭長）
  電圧が立ち上がってピークに達するまでの時間が約1.2マイクロ秒（100万分の1.2秒）。
  
• 50 μs（波尾長）：
  ピークを過ぎて、電圧が半分（50%）に下がるまでの時間が約50マイクロ秒。

「一気に上がって、急激に下がる」独特の波形を人工的に作り出し
機器に印加してテストを行う。

BIL（基準衝撃絶縁強度）との関係

実務では、定格雷インパルス耐電圧はBIL（ビル）という用語とセットで扱われる。

日本の電気規格（JEC）では、公称電圧（普段の電圧）ごとに
「これくらいの雷インパルスには耐えなさい」という階級が決まっている。

【代表的な電圧階級とBILの例】

公称電圧（系統電圧）	BIL（耐えるべき雷インパルス電圧）	備考
3.3 kV	45 kV
6.6 kV	60 kV (または45kV)	一般的な高圧受電設備
22 kV	150 kV	特別高圧
66 kV	350 kV
154 kV	750 kV

※JEC-0202（2015）などの標準的な値です。

例えば、6.6kVの変圧器なら、普段は6600Vしか流れないが
一瞬であれば60,000V（60kV）の雷サージが来ても絶縁が破れないように作られている。

定格雷インパルス耐電圧と絶縁協調の関係

電気設備すべての機器のBILを高くすると、コストが莫大になるため
「絶縁協調」という考え方を使われる。

①避雷器（LA）を使って、機器を守る

1. 避雷器 (LA)
   一番弱く作っておく（正確には、ある電圧以上で電路を逃がす）。
   
2. 変圧器など
   避雷器が動作する電圧よりも、高いBIL（耐電圧）を持たせておく。

仮に雷サージが侵入しても、変圧器が壊れる前に避雷器がサージを逃がしてくれる。

避雷器の制限電圧 ＜ 機器の定格雷インパルス耐電圧 (BIL)

このバランスを保つために、機器の定格雷インパルス耐電圧が厳密に定められている。