停電・雷害・ノイズから いかにシステムを守るか

事業推進本部
マルチメディアエンジニアリング室長
水口　健一

コンピュータ、情報通信が普及し た情報流通社会では、一瞬の電力ス トップが計り知れないダメージを与 える。このため情報通信用電源シス テムには、高信頼で安定した性能が 求められている。ここでは電源トラ ブルとして、停電、雷害、ノイズ、 高調波をとりあげ、これらに対する 対策について述べる。

● 停電対策

停電が発生したときには、エンジ ン発電機から電力を供給するが、エ ンジン発電機に切り替わるまでの時 間は、短時間エネルギー源としての バックアップ用蓄電池から電力を供 給する。このため蓄電池の性能が非 常に重要となり、蓄電池管理システ ムや長寿命蓄電池の導入により、経 済的で信頼性の高い蓄電池マネジメ ントを行っている。また、商用電源 の瞬時停電、電圧変動、周波数変動、 波形ひずみ等があっても常に定電 圧・定周波のクリーンな交流電力を 供給する各種方式の無停電電源装置 （UPS）が使用される。一例として 最近開発した双方向電力変換技術を 適用した高信頼UPSを図１に示す。 双方向電力変換部は、通常時はイン バータ運転してホットスタンバイ状 態にある。インバータ部が故障する とACSW１が瞬時に双方向電力変換 部側に切替わり、双方向電力変換部 によるインバータ給電となる。整流 部故障時には双方向電力変換部は整 流器運転に切替わりインバータ給電 を継続する。これによりコストを抑 えた高信頼性のUPSが実現できる。

● 雷害対策

情報通信ビルでは、避雷針・アン テナ鉄塔や建物近傍への落雷、配電 線・通信線への誘導雷等により、ア ンテナ鉄塔、配電線、通信線、接地 極等から雷サージが侵入する。これ らの雷サージが情報通信システムに 侵入することのないように、雷サー ジを接地にバイパスすること、雷サ ージ侵入経路から装置を絶縁するこ と、情報通信システムを構成する各 種装置間に電位差が生じないように 装置につながる接地を同じ電位にす ること（等電位化という）が雷害対 策の基本となる。ここでは、接地シ ステム構成法とサージに対するシス テムの特性評価技術の一例について 述べる。

情報通信ビル内の接地システム が、通信方式の進歩や国際動向に合 わせて抜本的に見直されている。新 しい接地方式は、接地システムの幹 線となる接地母線と統合接地極との 接続点であるインタフェースA、各 階の装置と接地母線の接続点となる インタフェースB、異なるインタフ ェースBに接続される装置間を絶縁 するインタフェースCにより構成さ れ、接地システムの構成単位を明確 にして雷害対策や保守の容易性の面 で改善を図ったものである。（図２）

雷による被害のあった設備および 接地システムへのサージの伝達量を 推定するシステムの特性評価技術の 概略を図3に示す。鉄塔直撃雷のサ ージを模擬して、微弱な信号電流を 避雷導線に注入して対象システムに 生じる電圧や電流の伝 達量を評価する。これ により現用システムに 影響を与えずに、雷サ ージの影響や対策前後 の効果の推定を行う。

● ノイズ対策

電源装置がノイズ源 となり、情報通信機器 等に誤動作などの悪影 響を及ぼす場合がある。接地系の構 成法等に留意することにより、これ らの悪影響を防いだ事例を示す。

大手商社の本社ビルで大容量の構 内交換機（PBX）を設置したとこ ろ、開通直後よりシステムダウンや 通信エラー等の故障が発生した。現 地調査をした結果、図４に示すよう な伝導ノイズがコンピュータ用イン バータから流出していることが分っ た。また、PBXの接地は、コンピ ュータ用の接地分岐盤と、PBXに 通信ケーブルで接続されるAC100V 電源系の装置（操作卓や課金装置） のD種接地の２系統でとられている ことが分った。対策としては、付帯 装置を含むPBXの接地を１点接地 にすること、具体的には課金装置の フレームアースをPBX接地分岐盤 に接続替えすることによりUPSか ら流入するノイズ電流の抑制を計 り、本件は解決した。

● 高調波対策

パワーエレクトロニクス技術の進 歩により、半導体応用機器が広く使 用されるに伴い、これらの電源回路 から発生する高調波電流が問題とな る。このため最近の電源装置、空調 装置などでは、高調波電流が発生し ないように電流波形を正弦波に制御 する機能を付加している。既設設備 に対しては、アクティブフィルタを 設置することにより高調波電流を抑 制する。アクティブフィルタの動作 概要を図５に示す。25次の高調波 まで補償できる。

当社は全国約１万箇所のNTTビル の通信設備を停電・雷害・ノイズか ら守ってきた実績がある。そこで培 われた技術をNTTグループ以外のお 客様に対しても提供していきたい。

＜お問い合わせ先＞ NTTファシリティーズ 事業推進本部 マルチメディアエンジニアリング室 E-mail :minaku22＠bn.ntt-f.co.jp