電気回路遮断器を選ぶ際の基準は何ですか
電気回路遮断器の選択基準
適切な電気回路遮断器を選択することは、パワーシステムの安全かつ信頼性の高い動作を確保するために不可欠です。遮断器を選択する際には、その性能が特定のアプリケーション要件を満たすために複数の要素を考慮する必要があります。以下は、電気回路遮断器を選択するための主要な基準です。
1. 定格電圧
定義：遮断器の定格電圧とは、それが安全に動作できる最大電圧です。これは通常、低電圧（LV）、中電圧（MV）、高電圧（HV）の遮断器に分類されます。
選択時の考慮事項：遮断器の定格電圧は、システムの定格電圧以上である必要があります。遮断器の定格電圧がシステム電圧よりも低い場合、絶縁不良が生じ、故障リスクが増加します。
2. 定格電流 (In)
定義：定格電流とは、遮断器が正常な動作条件下で継続的に流せる最大電流です。
選択時の考慮事項：遮断器の定格電流は、システムの最大連続作業電流に基づいて選択する必要があります。一般的に、遮断器の定格電流はシステムの最大負荷電流よりも少し高く設定して、安全マージンを確保し、過負荷を防ぎます。
3. 短絡遮断容量 (Icn)
定義：短絡遮断容量とは、遮断器が短絡故障時に安全に遮断できる最大電流です。これは遮断器の保護能力を測る重要な指標です。
選択時の考慮事項：遮断器の短絡遮断容量は、システムの最大予想短絡電流以上である必要があります。システムの短絡電流は、短絡計算または短絡解析ソフトウェアを使用して決定できます。
4. 一時回復電圧 (TRV)
定義：一時回復電圧とは、遮断器が故障電流を遮断した後に遮断器の接点間に適用される電圧を指します。TRVの上昇率とピーク値は、遮断器の絶縁回復能力に大きく影響します。
選択時の考慮事項：遮断器は、システム内の最大の一時回復電圧に耐えられる必要があります。TRVが高い応用（誘導負荷スイッチングなど）では、真空遮断器のような高速絶縁回復可能な遮断器を選択する必要があります。
5. 動作頻度
定義：動作頻度とは、遮断器が正常な動作条件下で開閉操作を行う回数を指します。頻繁な操作は摩耗を加速させ、遮断器の寿命に影響を与えます。
選択時の考慮事項：頻繁な操作が必要な応用（モータ起動やコンデンサバンクスイッチングなど）では、高い動作頻度を持つ遮断器を選択する必要があります。プリインサーション抵抗やスナッバーサーキットなどの追加デバイスを使用することで、操作ストレスを軽減することもできます。
6. 環境条件
温度：遮断器の動作温度範囲は、設置場所の気候条件と互換性がある必要があります。極端な温度は遮断器の性能と寿命に影響を与えます。
湿度と腐食性ガス：湿気や腐食性ガスが多い環境では、湿気と腐食保護機能を持つ遮断器を選択するか、追加の保護措置を講じる必要があります。
振動と衝撃：顕著な振動（工業プラントや鉄道車両など）のある環境では、安定性と信頼性を確保するために、防振設計の遮断器を選択する必要があります。
7. 保護特性
トリップ曲線：遮断器のトリップ曲線は、異なる電流レベルに対する応答時間を決定します。一般的なタイプには熱磁気式と電子式があります。熱磁気式トリップユニットは過負荷と短絡保護に適しており、電子式トリップユニットはより精密な保護特性を提供します。
選択性保護：障害が最小限の設備に影響を与えるようにするために、遮断器は選択性保護機能を持つ必要があります。上流と下流の遮断器のトリップ曲線を適切に設定することで、障害を正確に位置づけ、隔離し、広範な停電を防ぐことができます。
8. 設置方法
固定式対引き出し式：固定式遮断器は直接スイッチギアに設置されますが、引き出し式遮断器は引き出し機構により容易にメンテナンスおよび交換できます。引き出し式遮断器は、頻繁なメンテナンスまたは交換が必要な応用に適しています。
屋外対屋内：屋外設置の遮断器は防水および防塵機能を持つ必要がありますが、屋内設置の遮断器は特定の環境要件に応じて設計できます。
9. コストとメンテナンス
初期コスト：異なるタイプの遮断器（真空式、SF6式、空気式など）の価格は異なります。遮断器を選択する際には、予算制約と性能要件のバランスを取りながら、最もコスト効果の高いオプションを選択することが重要です。
メンテナンスコスト：一部の遮断器は定期的なメンテナンスが必要（例えばSF6式遮断器はガス補充が必要）ですが、他の遮断器（真空式など）はほとんどメンテナンスフリーです。メンテナンスコストは選択過程において重要な要素です。
10. 認証と規格
国際規格：遮断器は関連する国際規格（低電圧スイッチギアと制御ギアのIEC 60947や高電圧スイッチギアと制御ギアのIEC 62271など）に準拠している必要があります。これらの規格は製品品質と安全性を確保します。
国内または地域規格：現地の規制に応じて、遮断器は中国のGB規格やヨーロッパのCEマークなどの国内または地域認証規格を満たす必要があります。
11. 特殊応用要件
DCシステム：DCシステムの場合、遮断器の選択には特別な注意が必要です。DCアークを消去することはACアークよりも困難です。DC応用向けに設計された遮断器を選択する必要があります。
再生可能エネルギーシステム：太陽光、風力などの再生可能エネルギーシステムでは、遮断器は変動する電源に対応し、迅速な応答と高い信頼性を提供する必要があります。
海事および航空宇宙応用：海事および航空宇宙環境では、遮断器は振動耐性、衝撃耐性、軽量化などの特定の環境要件を満たす必要があります。
結論
適切な電気回路遮断器を選択するには、定格電圧、定格電流、短絡遮断容量、一時回復電圧、動作頻度、環境条件、保護特性、設置方法、コストとメンテナンス、認証規格、特殊応用要件など、複数の要素を包括的に評価する必要があります。これらの基準を慎重に評価することで、選択された遮断器が現在の応用ニーズを満たすだけでなく、長期的な安定動作を確保し、パワーシステムの安全性と信頼性を保証することができます。
