遮断器の操作（動作時間とトリップ時間）
電気回路遮断器の主な機能は、電流を通過させる接触点の開閉を行うことです。これは非常に単純に見えますが、実際には、回路遮断器はその寿命の大半を閉じた状態で過ごします。接触点の開閉操作が必要になるのは非常に稀です。
そのため、回路遮断器の動作は遅延や鈍さなく信頼性が求められます。この信頼性を達成するために、回路遮断器の動作機構は最初に考えられたよりも複雑になります。
動作中の接触点間の開閉距離と移動接触点の速度は、回路遮断器の設計時に考慮する最も重要なパラメータです。
接触ギャップ、移動接触点の移動距離およびその速度は、消弧媒体の種類、電流、電圧定格によって決定されます。
下のグラフに示すように、典型的な回路遮断器の動作特性曲線があります。
ここで、X軸はミリ秒単位の時間、Y軸はミリメートル単位の距離を表しています。
時刻T0で閉鎖コイルに電流が流れ始めます。時刻T1で移動接触点が固定接触点に向かって動き始めます。時刻T2で移動接触点が固定接触点に触れ、時刻T3で移動接触点が閉鎖位置に到達します。T3 – T2はこれらの二つの接触点（移動接触点と固定接触点）の過負荷期間です。時刻T3以降、移動接触点は少しバウンスしてから再び固定閉鎖位置に戻り、時刻T4で安定します。
次にトリッピング動作について説明します。時刻T5で回路遮断器のトリップコイルに電流が流れ始めます。時刻T6で移動接触点が後方に動き始め、接触点を開きます。時刻T7で移動接触点が最終的に固定接触点から離れます。時間（T7 – T6）は重複期間です。
時刻T8で移動接触点は最終的な開放位置に戻りますが、ここでは機械的な振動により最終的な静止位置にはなりません。時刻T9で移動接触点は最終的に静止位置に落ち着きます。これは標準的な回路遮断器と遠隔制御回路遮断器の両方に当てはまります。
回路遮断器の開放動作要件
回路遮断器は可能な限り早く開放位置にすることが望まれます。これは接触部の摩耗を制限し、故障電流をできるだけ速く遮断するためです。しかし、移動接触点の全行程は故障電流の遮断の必要性だけでなく、開放位置にあるときの通常の絶縁ストレスや雷衝撃電圧に対応するための接触ギャップが必要だからです。
連続電流の供給と回路遮断器内のアークに対する耐久性のために、導電性の高い材料（銅など）で作られた主接触点と、アーク抵抗性の高い材料（タングステンやモリブデンなど）で作られたアーク接触点の二組の接触点を使用する必要があります。アーク接触点は主接触点よりも導電性が低くなります。
開放回路遮断器の動作中、主接触点はアーク接触点よりも前に開きます。しかし、主接触点とアーク接触点の電気抵抗とインダクタンスの違いにより、完全な電流の切り替え（主接触点からアーク接触点への切り替え）には一定の時間がかかります。
したがって、移動接触点が閉鎖位置から開放位置へ移動し始めるとき、接触ギャップは徐々に増加し、ある時点で最小の導電ギャップが必要となる臨界接触位置に達します。これは次のゼロクロス後の再アークを防ぐために必要なものです。
残りの行程は、接触ギャップ間の十分な絶縁強度を維持し、減速の目的で必要です。
回路遮断器の閉鎖動作要件
回路遮断器の閉鎖動作中に以下のことが要求されます。
移動接触点は、前アーク現象を防ぐのに十分な速度で固定接触点に向かって移動しなければなりません。接触ギャップが減少すると、接触点が最終的に閉じる前にアークが発生する可能性があります。
接触点の閉鎖中に、接触点間の媒体が置き換えられるため、この回路遮断器の動作中に十分な機械的な力を供給して、アーク室の絶縁媒体を圧縮する必要があります。
固定接触点に当たった後、移動接触点は反発力によりバウンスする可能性がありますが、これは望ましくありません。したがって、障害時の閉鎖動作による反発力を克服するのに十分な機械エネルギーを供給する必要があります。
スプリング・スプリング機構の場合、一般的に閉鎖動作中にトリッピングまたは開放スプリングが充電されます。したがって、開放スプリングを充電するのに十分な機械エネルギーも供給する必要があります。
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