ミニチュア回路遮断器とは何か

ミニチュア回路遮断器とは何ですか？

MCBの定義

MCBは、過負荷またはショートサーキットによる過電流から低電圧回路を保護する自動操作スイッチとして定義されます。

ヒューズとMCB

現代では、ミニチュア回路遮断器（MCB）は、ヒューズよりも低電圧電気ネットワークでより一般的に使用されています。MCBにはヒューズと比較して多くの利点があります：

• ネットワークの異常状態（過負荷および故障条件）の際に電気回路を自動的に切ります。MCBは、このような状態の検出においてより信頼性が高く、電流の変化に対してより敏感です。

• トリップ時にスイッチ操作ノブがオフ位置に来るので、電気回路の故障ゾーンを簡単に特定できます。しかし、ヒューズの場合、ヒューズワイヤがブローしたことを確認するために、ヒューズグリップまたはカットアウトを開いてヒューズベースからヒューズワイヤをチェックする必要があります。そのため、MCBが動作したかどうかを確認するのはヒューズよりも簡単です。

• ヒューズの場合、供給の迅速な復旧は不可能です。なぜなら、ヒューズは再接続または交換する必要があるからです。しかし、MCBの場合、スイッチを切り替えるだけで迅速な復旧が可能です。

• MCBの取り扱いは、ヒューズよりも電気的に安全です。

• MCBは遠隔操作が可能ですが、ヒューズはできません。

これらの多くの利点により、現代の低電圧電気ネットワークでは、ミニチュア回路遮断器がヒューズよりもほとんど常に使用されています。MCBの唯一の欠点は、ヒューズシステムよりもコストが高いことです。

ミニチュア回路遮断器の動作原理

MCBは、過電流の熱効果と電磁効果の2つの方法で動作します。熱動作では、連続的な過電流がMCBを通過すると、バイメタルストリップが熱されて曲がります。

このバイメタルストリップの曲がりにより、機械的なラッチが開放されます。このラッチは動作機構に接続されているため、ミニチュア回路遮断器の接点を開きます。

ショートサーキット時には、急激な電流の上昇によりトリップコイル内のプラグナが動きます。この動きによりトリップレバーが打撃され、ラッチ機構がすぐに開放され、回路遮断器の接点が開きます。これがMCBの動作原理です。

ミニチュア回路遮断器の構造

ミニチュア回路遮断器の構造は非常に単純で頑丈でメンテナンスフリーです。通常、MCBは修理やメンテナンスを行うことはなく、必要に応じて新しいものに交換します。ミニチュア回路遮断器には通常、3つの主要な構造部品があります。これらは以下の通りです：

ミニチュア回路遮断器のフレーム

ミニチュア回路遮断器のフレームは成形ケースです。これは他の部品が取り付けられる堅牢で強固な絶縁ハウジングです。

ミニチュア回路遮断器の動作機構

ミニチュア回路遮断器の動作機構は、ミニチュア回路遮断器の手動での開閉操作を提供します。「オン」、「オフ」、「トリップ」の3つの位置があります。過電流によりMCBがトリップした場合、外部のスイッチングラッチは「トリップ」位置になります。

MCBを手動でオフにすると、スイッチングラッチは「オフ」位置になります。MCBが閉じているときは、スイッチは「オン」位置にあります。スイッチングラッチの位置を観察することで、MCBが閉じているか、トリップしているか、手動でオフにされているかを判断できます。

ミニチュア回路遮断器のトリップユニット

トリップユニットは、ミニチュア回路遮断器の適切な動作に責任を持つ主要な部分です。MCBには主に2種類のトリップ機構があります。バイメタルは過負荷電流に対する保護を提供し、電磁石はショートサーキット電流に対する保護を提供します。

ミニチュア回路遮断器の動作

ミニチュア回路遮断器をオフにするために、3つの機構が設けられています。もし画像を注意深く観察すると、主に1つのバイメタルストリップ、1つのトリップコイル、そして1つの手動オンオフレバーがあることがわかります。

画像に示すミニチュア回路遮断器の電流経路は以下の通りです。最初の左側の電源端子 – バイメタルストリップ – その後、電流コイルまたはトリップコイル – 移動接点 – 固定接点 – 最後に右側の電源端子。すべてが直列に配置されています。

長時間過負荷状態になると、バイメタルストリップは過熱し変形します。このバイメタルストリップの変形により、ラッチポイントが移動します。MCBの移動接点は、このラッチポイントによってスプリング圧力で配置されており、ラッチポイントのわずかな移動によりスプリングが開放され、移動接点がMCBを開くように動きます。

電流コイルまたはトリップコイルは、ショートサーキット障害時にそのコイルのMMFによりプラグナが同じラッチポイントを打撃し、ラッチが移動するように配置されています。そのため、MCBは同じ方法で開きます。

また、ミニチュア回路遮断器の操作レバーを手動で操作すると、つまりMCBを手動でオフ位置にすると、同じラッチポイントが移動し、移動接点が固定接点から分離されるのと同じように動作します。

動作機構に関係なく、例えばバイメタルストリップの変形、またはトリップコイルのMMFの増加、または手動操作により、同じラッチポイントが移動し、同じ変形したスプリングが開放されます。これにより最終的に移動接点が動きます。移動接点が固定接点から分離されたとき、アークが発生する可能性があります。

このアークは、アークランナーを通ってアークスプリッターに入り、最終的に消えます。MCBをオンにすると、実際には移動した動作ラッチを前のオン位置に戻し、MCBを次のオフまたはトリップ操作のために準備します。