サーキットブレーカー

電圧クラス、構造タイプ、遮断タイプなどの機能に基づいて、回路ブレーカーの多くの分類を行うことができます。 、および構造上の特徴。

低電圧編集

低電圧（1,000 VAC未満）タイプは、家庭用、商用、および産業用アプリケーションで一般的であり、次のものが含まれます。

• ミニチュアサーキットブレーカ（MCB）-最大125Aの定格電流。トリップ特性は通常調整できません。熱または熱磁気操作。上に示したブレーカーはこのカテゴリに含まれます。
• モールドケースサーキットブレーカー（MCCB）-最大定格電流1,600A。熱または熱磁気動作。トリップ電流は、より大きな定格で調整できる場合があります。
• 低電圧電源回路ブレーカーは、低電圧配電盤または開閉装置キャビネットの多層に取り付けることができます。

低電圧回路ブレーカーの特性は、IEC 947などの国際規格によって規定されています。これらの回路ブレーカーは、多くの場合、開閉装置を分解せずに取り外しおよび交換できる引き出し式エンクロージャーに取り付けられます。

大型低電圧成形ケースおよび電源回路ブレーカーには電気モーターオペレーターが付いている場合があり、リモートコントロールで開閉できます。これらは、待機電力用の自動転送スイッチシステムの一部を形成する場合があります。

低電圧回路ブレーカーは、地下鉄回線のDCなどの直流（DC）アプリケーション用にも作られています。アークは連続的であるため、直流には特別なブレーカーが必要です。半サイクルごとに消える傾向があるACアークとは異なり、直流回路ブレーカーには、アークを急速に伸ばす磁場を生成するブローアウトコイルがあります。小型サーキットブレーカーは、機器に直接設置するか、ブレーカーパネルに配置します。

DINレールに取り付けられた熱磁気ミニチュアサーキットブレーカは、ヨーロッパ中の現代の国内消費者向けユニットおよび商用分電盤で最も一般的なスタイルです。この設計には、次のコンポーネントが含まれています。

1. アクチュエータレバー-回路ブレーカーを手動でトリップおよびリセットするために使用されます。回路ブレーカーのステータス（オンまたはオフ/トリップ）も示します。ほとんどのブレーカーは、レバーが「オン」の位置に保持またはロックされている場合でもトリップできるように設計されています。これは、「フリートリップ」または「ポジティブトリップ」操作と呼ばれることもあります。
2. アクチュエータメカニズム-接点を強制的に結合または離します。
3. 接点-接触時に電流を流し、離れたときの電流。
4. 端子
5. バイメタリックストリップ-より小さく、より長期間の過電流に応答して接点を分離します
6. 校正ネジ-メーカーは正確に調整できます組み立て後のデバイスのトリップ電流。
7. ソレノイド-高過電流に応答して接点を迅速に分離します
8. アークディバイダー/消火器

ソリッドステート編集

デジタルサーキットブレーカとも呼ばれるソリッドステートサーキットブレーカは、機械レベルから電気レベルへの高度なサーキットブレーカ技術を約束する技術革新です。これにより、マイクロ秒単位で回路を切断したり、回路負荷をより適切に監視したり、寿命を延ばしたりするなど、いくつかの利点が約束されます。

MagneticEdit

磁気回路ブレーカーは、ソレノイド（電磁石）を使用します。力は電流とともに増加します。特定の設計では、ソレノイドの力に加えて電磁力を利用します。回路ブレーカーの接点は、ラッチによって閉じたままになっています。ソレノイドの電流が回路ブレーカーの定格を超えて増加すると、ソレノイドのプルがラッチを解放し、ばねの作用によって接点が開きます。これらは、米国で最も一般的に使用されている回路ブレーカーです。

Thermal-magneticEdit

熱磁気回路ブレーカーは、ヨーロッパや同様の配線配置を持つ国のほとんどの配電盤に見られるタイプであり、電磁石が電流の大きなサージ（短絡）に瞬時に応答し、バイメタルストリップが応答するという両方の技術を組み込んでいます回路ブレーカーの熱部分は時間応答機能を提供し、回路ブレーカーをより早くトリップしてより大きな過電流を発生させますが、より小さな過負荷をより長く持続させることができます。これにより、短電流が可能になります。モーターがoのときに生成されるようなスパイクr他の非抵抗性負荷がオンになっています。短絡時に非常に大きな過電流が発生すると、磁気要素が意図的に追加の遅延なしに回路ブレーカーをトリップします。

磁気油圧編集

磁気油圧回路ブレーカーはソレノイドを使用します接点を開くための操作力を提供するコイル。磁気油圧ブレーカーには、粘性流体を使用した油圧時間遅延機能が組み込まれています。ばねは、電流がブレーカーの定格を超えるまでコアを拘束します。過負荷の間、ソレノイドの動きの速度は流体によって制限されます。遅延により、モーターの始動、機器への通電など、通常の実行電流を超える短時間の電流サージが可能になります。短絡電流は、コアの位置に関係なくラッチを解放するのに十分なソレノイド力を提供するため、遅延機能をバイパスします。周囲温度は時間遅延に影響しますが、磁気ブレーカーの定格電流には影響しません。

1000ボルトを超える回路に適用される大電力回路ブレーカーは、接点操作メカニズムに油圧要素を組み込む場合があります。油圧エネルギーは、ポンプによって供給されるか、アキュムレータに保存されます。これらは、オイルがアーク消火媒体であるオイル充填サーキットブレーカーとは異なるタイプを形成します。

一般的なトリップ（ギャング）ブレーカー編集

いずれか1つの障害から複数の回路を同時に遮断するために、回路ブレーカーを連動アセンブリとして作成できます。これは、三相システムの非常に一般的な要件であり、遮断は3極または4極（ソリッドまたはスイッチニュートラル）のいずれかです。一部のメーカーは、必要に応じて単相ブレーカーのグループを相互接続できるようにギャングキットを作成しています。

単相電源が一般的である米国では、複数の活線がある分岐回路では、各活線が必要です。ブレーカーポールで保護されています。ポールがトリップしたときにすべての活線が確実に遮断されるようにするには、「共通トリップ」ブレーカーを使用する必要があります。これらは、1つのケース内に2つまたは3つのトリップメカニズムを含む場合があります。または、小さなブレーカーの場合は、操作ハンドルを介してポールを外部で結合する場合があります。 2極の共通トリップブレーカーは、240ボルトの負荷（主要な電化製品または追加の分電盤を含む）が2本の活線にまたがる120/240ボルトのシステムで一般的です。 3極共通トリップブレーカーは通常、大型モーターやその他の配電盤に三相電力を供給するために使用されます。

ニュートラルが切断されている間にニュートラルが切断されると、ライブとニュートラルに別々の回路ブレーカーを使用しないでください。活線が接続されたままになると、非常に危険な状態が発生します。回路はオフになっているように見えますが（アプライアンスは機能しません）、配線は活線のままであり、誰かが活線に触れた場合、一部の残留電流デバイス（RCD）がトリップしない場合があります（一部のRCDはトリップするために電力を必要とします）。これが、中性線の切り替えが必要な場合に一般的なトリップブレーカーのみを使用する必要がある理由です。

シャントトリップユニット編集

シャントトリップユニットは同様に見えます通常のブレーカーに接続され、移動するアクチュエーターは通常のブレーカーメカニズムに「連動」して同様の方法で一緒に動作しますが、シャントトリップは電流ではなく外部の定電圧信号によって動作することを目的としたソレノイドです。ローカル主電源電圧またはDC。これらは多くの場合私たちです火災や洪水警報などの危険性の高いイベント、または過電圧検出などの別の電気的状態が発生したときに電力を遮断するために使用されます。シャントトリップは、標準のブレーカーにユーザーが取り付けるアクセサリであるか、回路ブレーカーの不可欠な部分として提供されます。

中電圧編集

定格1〜中電圧サーキットブレーカー72 kVは、屋内で使用するために金属で囲まれた開閉装置のラインナップに組み立てることも、屋外の変電所に設置する個々のコンポーネントにすることもできます。エアブレイクサーキットブレーカーは、屋内用途のオイル充填ユニットに取って代わりましたが、現在は真空サーキットブレーカー（最大約40.5 kV）に取って代わられています。以下に説明する高電圧回路ブレーカーと同様に、これらも変流器を介して動作する電流検出保護リレーによって動作します。 MVブレーカーの特性は、IEC 62271などの国際規格によって規定されています。中電圧回路ブレーカーは、ほとんどの場合、内蔵の熱または磁気過電流センサーに依存するのではなく、個別の電流センサーと保護リレーを使用します。

中電圧回路ブレーカーは、アークを消すために使用される媒体によって分類できます。

• 真空回路ブレーカー-定格電流が最大6,300A以上で、発電機回路ブレーカーの用途（最大16,000） & 140 kA）。これらのブレーカーは、真空容器（別名「ボトル」）内でアークを生成および消滅させることによって電流を遮断します。長寿命ベローズは、接点が分離しなければならない6〜10mmを移動するように設計されています。これらは通常、約40,500 Vまでの電圧に適用されます。これは、電力システムの中電圧範囲にほぼ対応します。真空遮断器は、他の遮断器よりもオーバーホール間の平均寿命が長くなります。さらに、地球温暖化係数はSF6サーキットブレーカーよりもはるかに低くなっています。
• エアサーキットブレーカー-発電機サーキットブレーカーの定格電流は最大6,300A以上です。多くの場合、トリップ特性は、構成可能なトリップしきい値や遅延など、完全に調整可能です。通常は電子制御されますが、一部のモデルは一体型電子トリップユニットを介してマイクロプロセッサ制御されます。多くの場合、メンテナンスを容易にするためにブレーカーが引き出し式エンクロージャーに配置されている大規模な産業プラントの主配電に使用されます。
• SF6回路ブレーカーは、六フッ化硫黄ガスで満たされたチャンバー内でアークを消します。

中電圧回路ブレーカーは、特に屋外の開閉所では、バスバーまたはワイヤーへのボルト接続によって回路に接続できます。スイッチギアラインナップの中電圧回路ブレーカーは、多くの場合、引き出し構造で構築されており、モーター操作または手動クランク機構を使用してブレーカーをエンクロージャーから分離することにより、電源回路接続を妨げることなくブレーカーを取り外すことができます。

高電圧編集

電力伝送ネットワークは、高電圧ブレーカーによって保護および制御されます。高電圧の定義はさまざまですが、国際電気標準会議（IEC）による最近の定義によれば、送電作業では通常72.5kV以上であると考えられています。高電圧ブレーカーはほとんどの場合ソレノイドで動作し、電流検出保護リレーは変流器を介して動作します。変電所では、保護リレースキームが複雑になる可能性があり、さまざまなタイプの過負荷や地絡または地絡から機器やバスを保護します。

高電圧ブレーカーは、アークの消火に使用される媒体によって大きく分類されます。

• バルクオイル
• 最小オイル
• エアブラスト
• 真空
• SF6
• CO2

絶縁油の流出に関する環境とコストの懸念から、ほとんどの新しいブレーカーはSF6ガスを使用してアークをクエンチします。

サーキットブレーカーはライブタンクとして分類できます。 、遮断メカニズムを含むエンクロージャーがライン電位にある場合、またはエンクロージャーがアース電位にあるデッドタンク。最大定格765kVの高電圧AC回路ブレーカーが日常的に利用可能です。シーメンスは2011年11月に1,200kVのブレーカーを発売し、翌年の4月にはABBを発売しました。

送電システムで使用される高圧回路ブレーカーは、三相線の単極を可能にするように配置できます。 3つの極すべてをトリップする代わりに、トリップします。一部のクラスの障害では、これによりシステムの安定性と可用性が向上します。

2015年現在、高電圧直流回路ブレーカーはまだ研究分野です。このようなブレーカーは、HVDC送電システムを相互接続するのに役立ちます。

六フッ化硫黄（SF6）高電圧編集

六フッ化硫黄回路ブレーカーは、六フッ化硫黄ガスに囲まれた接点を使用してアークをクエンチします。それらは、トランスミッションレベルの電圧に最も頻繁に使用され、コンパクトなガス絶縁開閉装置に組み込むことができます。寒冷地では、SF6ガスの液化により、回路ブレーカーの追加の加熱またはディレーティングが必要になる場合があります。

切断回路ブレーカー（DCB）編集

切断回路ブレーカー（DCB）は2000年に導入され、SF6ブレーカーをモデルにした高電圧サーキットブレーカーです。これは、切断機能が遮断室に統合され、個別の断路器の必要性を排除する技術的解決策を提示します。最新のサーキットブレーカのメンテナンス間隔は15年ですが、屋外切断スイッチのメイン接点は2〜6年ごとにメンテナンスが必要なため、これにより可用性が向上します。 DCBソリューションを実装すると、個別の断路器がないため、変電所内のスペース要件も削減され、信頼性が向上します。

変電所の必要スペースをさらに削減し、設計を簡素化するため変電所のエンジニアリングでは、光ファイバー電流センサー（FOCS）をDCBと統合できます。FOCSが統合された420kV DCBは、材料が削減され、追加の断熱材がないため、断路器と変流器を備えたライブタンクブレーカーの従来のソリューションと比較して、変電所の設置面積を50％以上削減できます。

二酸化炭素（CO2）高電圧編集

2012年、ABBは、アークを消すための媒体として二酸化炭素を使用する75kV高電圧ブレーカーを発表しました。二酸化炭素ブレーカーは SF6ブレーカーであり、断路器ブレーカーとしても製造できます。SF6からCO2に切り替えることで、製品のライフサイクル中にCO2排出量を10トン削減することができます。