サーキットブレーカーの選び方

回路ブレーカーを選択する際に考慮すべき基準はいくつかあり、電圧、周波数、遮断容量、連続電流定格、異常な動作条件、製品テストなどがあります。この記事では、特定のアプリケーションに適した回路ブレーカーを選択する方法について、段階的に説明します。

電圧定格
全体の電圧定格は、すべてのエンド ポートに適用できる最高電圧、配電タイプ、および回路ブレーカーがシステムに直接統合される方法によって計算されます。エンド アプリケーションを満たすのに十分な電圧容量を持つ回路ブレーカーを選択することが重要です。

最大 600 アンペアの回路ブレーカーは、50 ～ 120 Hz の周波数に適用できます。120 Hz を超える周波数では、ブレーカーの定格を下げる必要があります。周波数が高いプロジェクトでは、渦電流と鉄損によってサーマル トリップ コンポーネント内で発熱が大きくなるため、ブレーカーの定格を下げるか、特別に調整する必要があります。定格を下げる総量は、アンペア定格、フレーム サイズ、および電流周波数によって異なります。一般的な目安としては、特定のフレーム サイズでアンペア定格が高いほど、必要なディレーティングが大きくなります。600 アンペアを超える高定格ブレーカーはすべて、変圧器加熱バイメタルを備え、最大 60 Hz AC に適しています。最小 50 Hz AC アプリケーションでは、通常、特別なキャリブレーションが利用できます。ソリッド ステート トリップ ブレーカーは、50 Hz または 60 Hz アプリケーション用に事前キャリブレーションされています。ディーゼル ジェネレータ プロジェクトを実行する場合、周波数は 50 Hz または 60 Hz のいずれかになります。50 Hz プロジェクトを進める前に、事前に電気工事業者に確認して、キャリブレーション対策が実施されていることを確認することをお勧めします。

最大遮断容量
遮断定格は、ブレーカー コントロール パネル サーキット ブレーカーがシステム障害を引き起こすことなく遮断できる最大故障電流量として一般に認められています。システムによって供給される最大故障電流量は、いつでも計算できます。適切な回路ブレーカーを適用する際に従うべき絶対的なルールは、ブレーカーの遮断容量が、ブレーカーを適用するシステムポイントで供給できる故障電流の量と同等かそれ以上でなければならないということです。適切な遮断容量を適用しないと、ブレーカーが損傷します。

連続電流定格
連続電流定格に関しては、モールドケース回路ブレーカーは、特定の周囲温度でのアンペアで定格が付けられます。このアンペア定格は、ブレーカーが校正された周囲温度で流す連続電流です。回路ブレーカー製造業者の一般的な経験則は、標準ブレーカーを 104° F で校正することです。標準アプリケーションのアンペア定格は、負荷の種類とデューティ サイクルによってのみ決まります。アンペア定格は米国電気工事規定 (NEC) によって規定されており、電気工事業界における負荷サイクルに関する情報の主な情報源です。たとえば、照明回路やフィーダー回路では通常、導体の電流容量に応じて定格が付けられた回路ブレーカーが必要です。さまざまなサイズの導体と許容負荷に対するさまざまな標準ブレーカー電流定格を見つけるには、NEC 表 210.24 を参照してください。

非典型的な動作条件
回路ブレーカーを選択するときは、エンド ユーザーの所在地を念頭に置くことが重要です。ブレーカーはそれぞれ異なり、より過酷な環境に適したものもあります。以下に、使用する回路ブレーカーを決定する際に留意すべきシナリオをいくつか示します。耐候性制御パネルはコンポーネントを保護します

• 周囲温度が高い: 標準の熱磁気ブレーカーを 104° F を超える温度で使用する場合、ブレーカーの定格を下げるか、環境に合わせて再調整する必要があります。長年、すべてのブレーカーは 77° F に合わせて調整されていたため、この温度を超えるすべてのブレーカーの定格を下げる必要がありました。現実的には、ほとんどのエンクロージャの温度は約 104° F でした。このような状況には、一般的な特殊ブレーカーが使用されていました。1960 年代半ばに業界標準が変更され、すべての標準ブレーカーが 104° F の温度を考慮して調整されるようになりました。• 腐食と湿気: 湿気が一定である環境では、ブレーカーに特殊な湿気処理を施すことが推奨されます。この処理は、ユニットを腐食させるカビや菌類を防ぐのに役立ちます。湿度が高い環境では、エンクロージャ内でスペースヒーターを使用するのが最善の解決策です。可能であれば、ブレーカーは腐食しやすい場所から取り除く必要があります。これが現実的でない場合は、腐食に強い特別に製造されたブレーカーを利用できます。

• 衝撃の可能性が高い: 機械的衝撃の可能性が高い場所に回路ブレーカーを設置する場合は、特別な耐衝撃装置を設置する必要があります。耐衝撃装置は、通常の衝撃状態でトリップ バーをラッチで固定するセンター ポール上の慣性カウンターウェイトで構成されます。このウェイトは、過負荷または短絡シナリオで熱または磁気トリップ ユニットが機能するのを妨げないように設置する必要があります。米国海軍は、すべての戦闘艦艇に要求される耐衝撃性の高いブレーカーの最大のエンド ユーザーです。

• 高度: 高度が 6,000 フィートを超える地域では、回路ブレーカーの電流容量、電圧、遮断容量の定格を下げる必要があります。高度では、空気が薄いため、低高度の空気のように電流を流すコンポーネントから熱を逃がしません。過熱に加え、空気が薄くなると、通常の大気圧で発生するのと同じ電圧レベルに耐えられるほど速く誘電電荷を蓄積できなくなります。高度の問題により、ほとんどの使用済み発電機やその他の発電機器の性能が低下することもあります。購入する前に、発電の専門家に相談することをお勧めします。

• 休止位置: ほとんどの場合、ブレーカーは、トリップ機構や遮断容量に影響を与えることなく、水平または垂直の任意の位置に取り付けることができます。強風地域では、ブレーカーをエンクロージャー (ほとんどのユニットはエンクロージャー付き) に入れて、風で少し揺れる表面に設置することが不可欠です。回路ブレーカーを柔軟性のない表面に取り付けると、強風にさらされたときに回路が中断される可能性があります。

メンテナンスとテスト
品質保証のため、UL テスト済みのブレーカーを購入することをお勧めします。UL テストされていない製品では、ブレーカーの正しいキャリブレーションが保証されないことに注意してください。UL に登録されているすべての低電圧モールドケース ブレーカーは、UL 規格 489 に従ってテストされています。UL 規格 489 は、工場テストと現場テストの 2 つのカテゴリに分かれています。

• UL 工場テスト: すべての UL 規格モールドケース ブレーカーは、UL 規格 489 に基づいて、広範な製品テストとキャリブレーション テストを受けています。UL 認定ブレーカーには、工場で密封されたキャリブレーション システムが含まれています。密封が破られていないということは、ブレーカーが正しくキャリブレーションされており、改ざんや変更が行われておらず、製品が UL 仕様に従って動作することを保証します。密封が破られている場合、UL 保証は無効になり、すべての保証も無効になります。

• 現場テスト: 現場で取得したデータが公開情報と異なることはごく普通のことです。多くのユーザーは、現場データに欠陥があるか、公開情報が特定のモデルと一致していないか混乱します。データの違いは、工場でのテスト条件が現場よりも大幅に異なることです。工場でのテストは、一貫した結果を生み出すように設計されています。温度、高度、気候制御された環境、テスト対象の製品専用に設計されたテスト機器の使用はすべて、結果に影響します。NEMA 出版物 AB4-1996 は、現場テストの優れたガイドです。このガイドは、現場テストの通常の結果について、ユーザーにより良いバリエーションを提供します。一部のブレーカーには独自のテスト手順が付属しています。手順がない場合は、信頼できる回路ブレーカー サービス会社を使用してください。

• メンテナンス: ほとんどの場合、モールド ケース ブレーカーは、ユニットが密閉されているという事実により、優れた信頼性の実績を誇っています。密閉されていると、汚れ、湿気、カビ、ほこり、その他の封じ込め物や改ざんへの露出が最小限に抑えられます。適切なメンテナンスの一部は、すべての端子接続とトリップ ユニットが、メーカーが設定した適切なトルク値で締め付けられていることを確認することです。時間の経過とともにこれらの接続が緩み、締め直す必要があります。ブレーカーは定期的に清掃する必要もあります。導体の清掃が不適切であったり、端子に間違った導体が使用されていたり、端子が緩んでいたりすると、ブレーカーが過熱して弱くなることがあります。手動で操作するブレーカーでは、接点が清潔で、リンクが自由に動作することだけが必要です。定期的に使用しないブレーカーの場合は、ブレーカーを断続的に起動してシステムをリフレッシュする必要があります。いつものように、認定電気技師に相談して、発電機の用途に適したブレーカーのタイプを正確に判断するのが最善です。発電機とブレーカーの安全で適切な操作に影響を与える要因は現場によって異なり、資格を持つ専門家だけが適切な機器を指定できます。