ミニチュア回路遮断器 [ MCB ]：それは何ですか
MCBとは何か
ミニチュア回路遮断器（Miniature Circuit Breaker、MCB）は、過電流やショートサーキットによって引き起こされる低電圧の電気回路の損傷から保護するための自動操作式の電気スイッチです。MCBは通常、最大125Aまでの電流を扱うことができ、調整可能なトリップ特性を持たず、熱式または熱磁気式で動作します。
ヒューズとMCB
現在、低電圧の電力ネットワークでは、ヒューズよりもミニチュア回路遮断器（MCB）がはるかに一般的に使用されています。MCBは、ヒューズと比較して多くの利点があります：
異常な状況（過負荷および故障条件）下で電気回路を自動的に切断します。MCBは、このような状況の検出においてより信頼性があり、電流の変化に対してより敏感です。
トリッピング時に操作ノブがオフ位置にくるため、電気回路の故障部分を容易に特定できます。一方、ヒューズの場合、ヒューズワイヤが切れている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けなければなりません。したがって、MCBが作動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あり、供給を復旧するにはヒューズを再接続または交換する必要があります。しかし、MCBの場合、スイッチをひっくり返す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、現代の低電圧電力ネットワークでは、ミニチュア回路遮断器がヒューズの代わりにほぼ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
ミニチュア回路遮断器の動作には2つの方式があります。1つは過電流による熱効果によるもの、もう1つは過電流による電磁効果によるものです。ミニチュア回路遮断器の熱動作は、連続的な過電流が流れるときに二重金属ストリップが加熱され曲がることで達成されます。
この二重金属ストリップの曲がりは機械的なラッチを開放します。この機械的なラッチは動作機構に付属しており、ミニチュア回路遮断器の接触部を開く原因となります。
しかし、ショートサーキット条件下では、急激に上昇する電流がMCBのトリップコイルまたはソレノイドに関連するプラグナの電磁気的移動を引き起こします。プラグナはトリップレバーに衝突し、ラッチ機構を即座に開放し、結果として回路遮断器の接触部を開きます。これがミニチュア回路遮断器の動作原理の簡単な説明です。
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堅牢でメンテナンスフリーです。通常、MCBは修理またはメンテナンスされません。必要に応じて新しいものに交換されます。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モールドされたケースです。これは他のコンポーネントを取り付けるための硬質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、手動で開閉操作を行う手段を提供します。「ON」、「OFF」、「TRIPPED」の3つの位置があります。MCBが過電流によってトリップした場合、外部のスイッチングラッチは「TRIPPED」位置になります。
手動でMCBをオフにすると、スイッチングラッチは「OFF」位置になります。MCBが閉じているとき、スイッチは「ON」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、または手動でオフにされているかを判断することができます。
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品です。MCBには主に2種類のトリップメカニズムが提供されています。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
単一のミニチュア回路遮断器には、それをオフにするために3つのメカニズムが提供されています。写真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。
写真に示されているミニチュア回路遮断器の電流経路は以下の通りです。最初は左側の電源端子 – その後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 – その後可動接触部 – その後固定接触部 – 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。
長時間過負荷状態が続くと、バイメタルストリップは過熱して変形します。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の可動接触部は、このラッチポイントにスプリング圧を使用して配置されており、ラッチのわずかな移動によりスプリングが解放され、可動接触部が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、そのコイルのMMFがプラグナを同じラッチポイントに衝突させ、ラッチを移動させるように配置されています。そのため、MCBは同様に開きます。
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、つまり手動でMCBをオフにすると、同じラッチポイントが移動し、可動接触部が固定接触部から分離するように動きます。
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る動作メカニズムに関わらず、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解放されます。これが最終的には可動接触部の動きの原因となります。可動接触部が固定接触部から分離すると、アーク発生の可能性が高くなります。
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。
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