マイクロサーキットブレーカーのサイズが大きすぎるか小さすぎるかを判断することは、電気システムの設計とメンテナンスにおいて重要な作業です。のサプライヤーとしてマイクロサーキットブレーカー, サイズの間違いは驚くほど頻繁に見られますが、通常は選択プロセスを単純化しすぎることが原因です。この投稿では、実際のエンジニアリング上の考慮事項について説明します。
サーキットブレーカーが実際に何を保護するのかについての簡単な説明
これは私が遭遇する最も一般的な誤解です。サーキットブレーカーの主な仕事は、接続された負荷を保護することではなく、下流の配線とケーブルを保護することです。機器自体に独自の過電流保護機能が備わっているか、その規模の回路で使用できるようにリストされている必要があります。それがうまくいけば、ブレーカーのサイジングはより意味のあるものになります。
マイクロサーキットブレーカーの基本を理解する
マイクロサーキットブレーカーは、電流が導体絶縁の安全レベルを超えたときに回路を遮断するように設計された熱磁気または電子デバイスです。定格電流 (アンペア単位) は、基準周囲温度 (規格に応じて通常 30 °C または 40 °C) でトリップすることなく流すことができる連続電流を示します。
マイクロサーキットブレーカーのサイジングに影響を与える要因
負荷電流と導体電流容量 - 本当の出発点
最初の最も制約される要素は、回路内の最小の導体の電流容量です。必要な軽減係数 (周囲温度、グループ化、設置方法) を適用した後、ケーブルの電流容量を超えないブレーカー定格を選択します。これは、IEC 60364 または NEC 表 310.16 に準拠しています。
最大許容ブレーカー サイズを設定した後でのみ、それが負荷に適切に対応しているかどうかを確認します。式 I = P/V は、期待される負荷電流に役立つ値を示しますが、主要な制約ではありません。 230 V で 4.35 A の負荷の場合、ケーブル サイズに応じて 6 A または 10 A のブレーカーが両方とも使用できる可能性があります。 「4.35 A をわずかに超える」を自動的に選択することはありません。ケーブルがブレーカーの定格に対応できるかどうかを確認してください。
突入電流
一部の負荷 (モーター、変圧器、LED ドライバー) は、通電時に大きな励磁突入電流を示し、通常は数ミリ秒続きます。標準的なサーマル磁気ブレーカーは、その反時間熱特性により、これらのサージに対してある程度の耐性を持っていますが、深刻な場合には、C カーブ (5 ～ 10x In) または D カーブ (10 ～ 20x In) のトリップ特性が必要になる場合があります。これは曲線の選択に関するものであり、アンペア定格を大きくしすぎるものではありません。突入電流に対処するために電流定格を単に上げるのは誤りであり、継続的な故障に対して回路が十分に保護されないままになります。
短絡電流定格 (Icn / Icu)
すべてのブレーカーには定格短絡遮断容量があり、工業用グレードでは通常 6 kA、10 kA、またはそれ以上です。これは、設置場所で利用可能な予想短絡電流 (PSCC) と等しいかそれを超えている必要があります。故障電流がブレーカーの遮断定格を超えると、デバイスが致命的な故障を起こす可能性があります。これは交渉の余地のないものであり、連続電流定格とはまったく別のものです。
サイズが大きすぎるマイクロサーキットブレーカーの兆候
ケーブルの保護の欠如
20 A のブレーカーが定格 13 A のケーブルを保護する場合、過負荷が継続するとブレーカーがトリップする前にケーブルが過熱します。これは、サイズ超過と火災の危険性を示す最も明確な指標です。ブレーカーの電流定格は、ケーブルの定格電流以下である必要があります。
故障状態時のトリップの失敗
著しく大型のブレーカーは、（磁気動作による）重大な短絡で最終的にトリップする可能性がありますが、時間の経過とともに依然として絶縁に損傷を与える中程度の過電流では決してトリップしない可能性があります。
サイズが小さいマイクロサーキットブレーカーの兆候
頻繁に起こる迷惑なつまずき
通常の障害のない負荷条件下でブレーカーが定期的にトリップする場合は、連続電流に対してサイズが小さすぎる可能性があります。 8 A 負荷上の 5 A ブレーカーは繰り返しトリップします。これは動作を中断し、回路の負荷を軽減するか、より大きな導体とより高い定格のブレーカーにアップグレードする必要があることを示しています。
端子の過熱
小さすぎるブレーカーが定格以上で継続的に動作すると、端子とバイメタル ストリップで過剰な熱が発生します。これにより、ブレーカーの内部が劣化し、分電盤のコンポーネントが損傷する可能性があります。
マイクロサーキットブレーカーの正しいサイズを決定する方法
ステップ 1 - ケーブルの電流容量を確認する
導体の断面積、絶縁の種類、設置条件を決定します。表に記載された通電容量を計算または検索します。周囲温度、グループ化、および断熱に対してディレーティング係数を適用します。これにより、許容される絶対最大ブレーカー定格が確立されます。
ステップ 2 - 負荷の互換性を確認する
連続負荷 (NEC によると、3 時間以上動作する負荷として定義) では、負荷電流がブレーカー定格の 80% を超えないようにしてください。非連続負荷の場合、ブレーカーのサイズは負荷電流の 100% に設定できます。
ステップ 3 - 適切なトリップ曲線を選択する
トリップ特性を負荷のタイプに合わせます。
- B カーブ (3 ～ 5 インチ): 抵抗負荷、照明、一般用途。
- C カーブ (5 ～ 10 インチ): 中程度の誘導負荷、小型モーター、変圧器。
- D カーブ (10 ～ 20 インチ): 高い突入負荷、溶接機、大型モーター。
ステップ 4 - 遮断容量の確認
ブレーカーの短絡遮断定格 (IEC 60898 に基づく Icn または IEC 60947-2 に基づく Icu) が、設置時点で計算された予想故障電流を超えていることを確認します。
電気規定および規格を参照する
電気規定と規格は、超小型回路ブレーカーなどの電気部品のサイズに関するガイドラインを提供します。これらの規定と規格は、電気システムの安全性と信頼性を確保するために設計されています。アプリケーションに適したサーキット ブレーカーのサイズを決定するには、地域の関連する電気規定と規格を参照してください。
たとえば、米国電気工事規程 (NEC) は、負荷の種類、配線方法、その他の要因に基づいて回路ブレーカーのサイズを決定するための詳細な要件を規定しています。これらの規定と規格に従うことで、電気システムが準拠し、安全であることを保証できます。
専門家のアドバイスを求める
マイクロサーキットブレーカーのサイズを決定する方法がわからない場合は、専門家のアドバイスを求めることをお勧めします。電気技師または資格のある電気技術者は、電気システムの特定の要件に基づいて回路ブレーカーの正しいサイズを決定するのに役立ちます。また、回路ブレーカーの設置とメンテナンスに関するガイダンスを提供して、回路ブレーカーが適切に動作するようにすることもできます。
結論
マイクロサーキットブレーカーのサイズが大きすぎるか小さすぎるかを判断することは、電気システムの安全性と信頼性にとって非常に重要です。負荷電流、突入電流、短絡電流などの要因を考慮し、このブログ投稿で概説した方法に従うことで、アプリケーションに適したサーキット ブレーカーのサイズを選択できます。
のサプライヤーとしてマイクロサーキットブレーカー、当社はお客様に高品質の製品と技術サポートを提供することに尽力しています。ご質問がある場合、またはプロジェクトに適したマイクロサーキットブレーカーの選択に関してサポートが必要な場合は、調達およびさらなる議論についてお気軽にお問い合わせください。お客様の電気システムの最適なパフォーマンスを確保するために、お客様と協力できることを楽しみにしています。
参考文献
- IEC 60364-4-43、低電圧電気設備 - 過電流に対する保護。
- IEC 60898-1、電気付属品 – 家庭用および同様の設備向けの過電流保護用サーキットブレーカー。
- 米国電気工事規程 (NFPA 70)、第 240 条 - 過電流保護。
