電気配電盤における連鎖トリップの問題は何ですか

しばしば、最も下位のブレーカーがトリップしないのに、上流（より上位）のブレーカーがトリップするという状況が発生します！これにより大規模な停電が引き起こされます！なぜこのようなことが起こるのでしょうか？今日はこの問題について議論しましょう。

カスケード（意図しない上流）トリッピングの主な原因

• メインブレーカーの負荷容量がすべての下流ブランチブレーカーの合計負荷容量よりも小さい場合。

• メインブレーカーには漏電遮断器（RCD）が装備されているが、ブランチブレーカーには装備されていない場合。家電製品の漏れ電流が30mAに達したとき、またはそれ以上になると、メインブレーカーがトリップする。

• 2つのレベルのブレーカー間で保護調整が不適切—可能な限り同じメーカーのブレーカーを使用すること。

• 負荷下で頻繁にメインブレーカーを操作すると接触部が炭化し、接触不良、抵抗値の増加、電流の増大、過熱、最終的にはトリッピングにつながる。

• 下流ブレーカーには故障（たとえば、ゼロシーケンス保護がない単相接地障害など）を正しく識別するための適切な保護設定が欠けている。

• 老朽化したブレーカーは分岐トリップ動作時間が長くなるため、実際のトリップ時間が上流ブレーカーよりも短いブレーカーに交換すること。

カスケードトリッピングの解決策

上流の回路ブレーカーがカスケードによってトリップした場合：

• ブランチ保護リレーが動作したが、そのブレーカーがトリップしなかった場合は、まずそのブランチブレーカーを手動で開き、その後上流ブレーカーを復旧させる。

• どのブランチ保護も動作していない場合は、影響を受けたエリア内のすべての設備を故障点検する。故障が見つからない場合は、上流ブレーカーを閉じて各ブランチ回路を順次再供給する。特定のブランチを再供給したときに上流ブレーカーが再びトリップする場合は、そのブランチブレーカーが故障していると判断し、メンテナンスまたは交換のために隔離する。

ブレーカーがトリップするためには以下の2つの条件が必要です：

• 障害電流が設定された閾値に達する。

• 障害電流が設定された時間継続する。

したがって、カスケードトリッピングを防ぐためには、ブレーカーレベル間で電流設定と時間設定を適切に調整する必要があります。

例えば：

• 第1レベル（上流）ブレーカーは、0.6秒の時間遅延で700Aの過電流保護設定を持っている。

• 第2レベル（下流）ブレーカーは、より低い電流設定（たとえば630A）と短い時間遅延（たとえば0.3秒）を持つべきである。

この場合、第2レベルブレーカーの保護ゾーン内で障害が発生した場合でも、障害電流が上流ブレーカーの閾値を超えたとしても、下流ブレーカーが0.3秒で障害をクリアし、上流ブレーカーの0.6秒タイマーが完了する前に障害を解消するため、トリップを防ぎ、カスケードを避けることができる。

これによりいくつかの重要なポイントがあります：

• ショートサーキットや接地障害などのすべての障害タイプに対して、同様の原則が適用され、調整は電流の大きさと時間の継続に依存する。

• 時間調整は多くの場合、重要である。なぜなら、障害電流が複数のブレーカーの拾取設定を同時に超える可能性があるからである。

• 紙面上では設定が適切に調整されているように見えても、実際のパフォーマンスではカスケードトリッピングが発生することがある。なぜなら、障害クリアリング時間には保護リレーの動作時間だけでなく、ブレーカー自体の機械的な開放時間も含まれるからである。この機械的な時間はメーカーやモデルによって異なる。保護時間はミリ秒単位であるため、小さな違いでも調整が乱れることがある。

たとえば、上記の例では、第2レベルブレーカーは障害を0.3秒でクリアするはずである。しかし、その機械メカニズムが遅く、電流を完全に中断するのに0.4秒かかる場合、上流ブレーカーは障害が0.6秒継続していることを検出し、トリップしてしまう可能性がある—これがカスケードイベントを引き起こす。

したがって、適切な調整を行い、カスケードトリッピングを防ぐためには、実際のブレーカー動作時間をリレープロテクションテスト装置を使用して確認する必要がある。調整は理論的な設定ではなく、実測された総クリアリング時間に基づいて行うべきである。