MCB（ミニチュアサーキットブレーカ）–建設、作業、タイプ、およびアプリケーション

MCB（ミニチュアサーキットブレーカー）とは–構造、操作、タイプ、および アプリケーション

ミニチュアサーキットブレーカー（MCB）の概要

過去に仕事をしたことがある場合は、安全性と制御を向上させるために、すべてのヒューズをMCB「ミニチュアサーキットブレーカー」に交換する必要があります。ヒューズとは異なり、MCBは、回路に過大な電流が流れた場合に開く自動スイッチとして動作し、回路が正常に戻ると、手動で交換しなくても再び閉じることができます。

MCBは、ほとんどの回路でヒューズスイッチの代替として主に使用されます。現在、信頼性の高い保護手段として、家庭用、商用、および産業用アプリケーションのすべての分野で、10KAから16KAの遮断容量を備えた多種多様なMCBが使用されています。

ミニチュアサーキットブレーカー（MCB）とは何ですか？

MCBまたはミニチュアサーキットブレーカー は、成形された絶縁材料で完全なエンクロージャを具現化する電磁装置です。 MCBの主な機能は、回路を切り替えることです。つまり、MCBを通過する電流（MCB）が設定された値を超えると、回路（接続されている）を自動的に開きます。必要に応じて、通常のスイッチと同様に手動でオンとオフを切り替えることができます。

MCBは時間遅延トリップデバイスであり、過電流の大きさが動作時間を制御します。つまり、これらは、保護されている回路に危険をもたらすほど過負荷が存在する場合はいつでも動作します。

したがって、MCBは、スイッチのサージやモーターの始動電流などの一時的な負荷に応答しません。一般に、これらは短絡障害の場合は2.5ミリ秒未満で動作し、過負荷の場合は2秒から2分で動作するように設計されています（電流レベルによって異なります）。

MCBの典型的な外観を図に示します。 MCBは、単極、2極、3極、4極構造など、さまざまな障害電流レベルのさまざまな極バージョンで製造されています。

ほとんどの場合、MCBは2極および3極バージョンを提供するようにリンクされているため、1つの回線で障害が発生すると回路全体が切断されるため、回路が完全に分離されます。この機能は、三相モーター保護の単相の場合に役立ちます。

これらの定格は、DC電源で220V、AC電源（単相および三相）で240/415で、短絡電流容量が異なります。通常、単相デバイスの負荷電流範囲は最大100 Aです。一部のMCBには、トリップ電流容量を調整する機能がありますが、一部のデバイスは、一部の負荷電流と短絡定格に固定されています。

MCBは、ローカル制御スイッチ、障害に対するスイッチの分離、設置または特定の機器やアプライアンスの過負荷保護デバイスなど、多くの機能を実行するために使用されます。

MCBの構築

MCBは、成形された絶縁材料で完全なエンクロージャーを具体化します。これにより、機械的に強力で断熱されたハウジングが提供されます。

スイッチングシステムは、入力ワイヤと出力ワイヤが接続されている固定接点と可動接点で構成されています。金属または通電部品は、回路ブレーカーの定格に応じて、電解銅または銀合金で構成されています。

過負荷または短絡状態が発生した場合に接点が分離されると、電気アークが形成されます。最新のMCBはすべて、アークエネルギーの抽出とその冷却が金属製のアークスプリッタープレートによって提供されるアーク遮断プロセスを処理するように設計されています。

これらのプレートは、絶縁材料によって適切な位置に保持されます。また、アークランナーは、メイン接点間に生成されるアークを強制するために提供されています。

操作メカニズムは、磁気トリップと熱トリップの両方の配置で構成されています。

磁気トリップ装置は、基本的に、シリコン流体内に磁気スラグを備えたバネ式ダッシュポットと通常の磁気トリップを備えた複合磁気システムで構成されています。トリップ配置の通電コイルは、スラグをスプリングに対して固定ポールピースに向かって移動させます。そのため、コイルによって十分な磁場が生成されると、トリップレバーに磁力が発生します。

短絡または重度の過負荷の場合、スラグの位置に関係なく、コイル（ソレノイド）によって生成される強い磁場でトリップレバーのアーマチュアを引き付けるのに十分です。ダッシュポット。

サーマルトリップ装置は、電流の流れに応じて熱を発生させるためにヒーターコイルが巻かれたバイメタルストリップで構成されています。

ヒーターの設計は、電気回路の一部に影響を与えるバイメタルストリップに電流を流す場合は直接、またはバイメタルストリップに電流を運ぶ導体のコイルを巻く場合は間接にすることができます。バイメタルストリップのたわみは、特定の過負荷状態の場合にトリップメカニズムをアクティブにします。

バイメタルストリップは、通常は真ちゅうと鋼の2つの異なる金属で構成されています。これらの金属は、その長さに沿ってリベットで留められ、溶接されます。これらは、通常の電流ではストリップがトリップポイントまで加熱されないように設計されていますが、電流が定格値を超えて増加すると、ストリップが暖められ、曲がり、ラッチがトリップします。バイメタルストリップは、特定の過負荷の下で特定の時間遅延を提供するように選択されています。

MCBの動作と操作

通常の動作状態では、MCBは回路をオンまたはオフにするスイッチ（手動スイッチ）として動作します。過負荷または短絡状態では、負荷回路で電流遮断が発生するように、自動的に動作またはトリップします。

このトリップの視覚的表示は、操作ノブをオフの位置に自動的に動かすことで確認できます。この自動操作MCBは、MCBの構築で見たように2つの方法で取得できます。それらは磁気トリップと熱トリップです。

過負荷状態では、バイメタルを流れる電流によってバイメタルの温度が上昇します。バイメタル自体の内部で発生する熱は、金属の熱膨張によるたわみを引き起こすのに十分です。このたわみにより、トリップラッチがさらに解放されるため、接点が分離します。

一部のMCBでは、コイルによって生成された磁場により、コイルがバイメタルを引っ張って、たわみによってトリップメカニズムがアクティブになります。

短絡または重度の過負荷状態では、磁気トリップの配置が問題になります。通常の作業条件下では、コイルによって生成される磁場がラッチを引き付けるのに十分でないため、スラグは軽いばねによって所定の位置に保持されます。

障害電流が流れると、コイルによって生成される磁場は、スラグを所定の位置に保持するばね力に打ち勝つのに十分です。したがって、スラッグが移動し、トリップメカニズムが作動します。

ほとんどのミニチュアサーキットブレーカには、磁気トリップメカニズムと熱トリップメカニズムの両方の組み合わせが実装されています。磁気トリップ操作と熱トリップ操作の両方で、接点が分離し始めるとアークが形成されます。このアークは、アークランナーを介してアークスプリッタープレートに押し込まれます。

これらのアークスプリッタープレートはアークシュートとも呼ばれ、アークが一連のアークに形成されると同時に、エネルギーが抽出されて冷却されます。したがって、この配置によりアークの消滅が達成されます。

ミニチュアサーキットブレーカー（MCB）の種類

サーキットブレーカには多くの種類がありますが、MCBは瞬間的なトリップ電流に応じて3つの主要な種類に分類されます。彼らは

1. タイプBMCB
2. タイプCMCB
3. タイプDMCB

タイプBMCB

このタイプのMCBは、定格電流の3〜5倍の速度で瞬時にトリップします。これらは通常、スイッチングサージが非常に小さい抵抗性または小さな誘導性負荷に使用されます。したがって、これらは住宅用または軽商用車の設置に適しています。

タイプCMCB

このタイプのMCBは、定格電流の5〜10倍の速度で瞬時にトリップします。これらは通常、小型の電気モーターや蛍光灯など、スイッチングサージが高い高誘導負荷に使用されます。

このような場合、より高い値の短絡電流を処理するには、タイプCMCBが推奨されます。したがって、これらは誘導性の高い商業用および産業用の設置に適しています。

タイプDMCB

このタイプのミニチュア回路ブレーカーは、定格電流の10〜25倍の速度で瞬時にトリップします。これらは通常、高い突入電流が非常に頻繁に発生する非常に高い誘導性負荷に使用されます。

これらは、特定の産業用および商用アプリケーションに適しています。このようなアプリケーションの一般的な例には、X線装置、UPSシステム、産業用溶接装置、大型巻線モーターなどがあります。

上記の3種類のMCBは、10分の1秒以内に保護を提供します。これらのMCBの最小および最大トリップ電流は、以下の表形式で示されています。ここで、「Ir」はMCBの定格電流です。

MCBは、単極、2極、3極、4極のMCBなどの極の数に基づいて分類することもできます。

さまざまな負荷に対して適切なMCBを選択する方法

特定のアプリケーション用に特定のMCBを選択することは、過負荷や短絡に対する信頼性の高い保護を確保するための慎重な作業です。回路要件に応じて選択しないと、不要なトリップが頻繁に発生する可能性があります。

詳細を説明する前に、MCB、MCCB、ELCBとRCB、RCDまたはRCCBサーキットブレーカーの違いと、それに印刷されているMCBネームプレートデータの読み方を知っておく必要があります。

サイズが小さい場合（MCB定格が公称負荷電流よりも小さい場合）、MCBの公称電流が原因で、MCBは頻繁にトリップし、接続されている負荷への電流を遮断します。負荷の公称電流値よりも小さいです。

同様に、サイズが大きすぎる（MCB定格が公称負荷電流よりも大きい）場合、接続されている負荷は効率的に保護されません。このような場合、負荷に過電流が流れていても、MCBはトリップしません。

特定のアプリケーションに適切なMCBを選択するために考慮すべき3つの要素は次のとおりです。

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1。サーキットブレーカの公称定格

これは、MCBの定格電流定格です。この値は、配線システムの電流容量よりも低く、配線システムの最大全負荷電流以上である必要があります。一般に、この定格は、連続負荷の125％と非連続負荷の定格を処理できるようなものにする必要があります。通常、これは次のように表すことができます

システムの最大全負荷電流 ≤ MCBの現在の評価 ≤ ケーブル定格

2。 kA定格または遮断容量

この評価は、短絡状態で回路をトリップまたは中断できるMCBの機能を示します。キロアンペア（KA）で表されます。この定格は、予想される短絡電流を下回ってはなりません。

予想される短絡電流は、短絡状態の間に回路に存在する最大電流です。住宅設備では6KAMCBで十分ですが、商用および軽工業用途では10KA以上の定格MCBが必要です。サーキットブレーカの容量がMVAで評価され、現在はkAとkVで評価されている理由についてもっと読む

3。 MCBのタイプ

特定のアプリケーションに必要なMCBのタイプは、負荷を瞬時に動作させるためにさまざまな定格電流が必要となるような動作特性によって決定されます。上記のさまざまなアプリケーション向けのさまざまなタイプのMCBについてはすでに説明しました。

MCB（ミニチュアサーキットブレーカー）のアプリケーション

主な機能とアプリケーションは上記のステートメントですでに説明されているため、非常に基本的なMCBの使用 次の場合に回路（配線、接続された負荷、機器など）を保護するために使用されます。

• 短絡
• 過電流
• 過負荷