回路ブレーカーの基本制御回路機能図

回路ブレーカーの制御回路機能図の説明

• 回路ブレーカーの主接点：これらは制御回路の一部ではありません。主電気回路を遮断または確立するための主要な導電要素として機能します。

• 機械式操作機構：この機構は、主接点を開放位置と閉鎖位置の間で動かすために必要なエネルギーを放出します。これは制御回路から除外されます。物理的に主接点を動作させる役割が重要であり、これが回路ブレーカーの電流の遮断または通過の機能に不可欠です。

• エネルギーチャージングシステム：エネルギーチャージングシステムは、操作機構にエネルギーを供給します。油圧、バネ、または空気圧によるエネルギーストアシステムでは、通常、電動機、モータ駆動ポンプ、またはコンプレッサーで構成されています。このシステムは、操作機構が主接点の開閉などのタスクを実行するために必要なパワーや、回路ブレーカーが効果的に動作するためのエネルギーを確保します。

密度監視装置および密度監視接点：これらの装置は、絶縁体または消弧媒体（通常はSF6ガスまたは混合ガス）を監視する重要な役割を果たします。一般的には、温度補償圧力スイッチが使用されます。これらのスイッチと接点は、エンクロージャ内のSF6ガス密度が臨界レベル以下に低下した場合に回路ブレーカーのトリップや閉鎖を防ぐための補助リレーを動作させます。これらのスイッチと接点は以下の2つの重要な機能を持っています：

• 警告/アラーム機能：エンクロージャ内のSF6ガス密度が低下したがロックアウトレベルよりも上にある場合、警告またはアラームを発生させます。これにより、オペレーターは回路ブレーカーがロックアウトされ操作不能になる前に問題に対処する十分な時間が与えられます。

• 連錠/禁止機能：SF6ガス密度が「ロックアウトレベル」に達し安全な操作が不可能になると、これらの部品は回路ブレーカーの操作を連錠または禁止します。通常、オペレーターはこのレベルに達したときに自動的にトリップしてロックアウトする（「強制トリップ」オプション、これはいくつかの安全上のリスクがあります）か、現在の位置でロックアウトするように回路ブレーカーを設定することができます。

閉鎖コイル： 閉鎖コイルはソレノイドデバイスです。回路ブレーカーが有効な閉鎖信号を受け取ると、閉鎖コイルが励磁されます。この励磁により機構が解放され、回路ブレーカーの主接点が閉じます。回路ブレーカーが閉鎖位置に達すると、閉鎖回路の補助スイッチ接点が開き、閉鎖コイルが非励磁になります。通常、制御回路には単一の閉鎖コイルがあり、単一かつ調整された閉鎖操作を確保します。

開放コイル： 開放コイルもソレノイドデバイスです。回路ブレーカーが有効な開放信号を受け取ると、開放コイルが励磁されます。開放コイルの励磁により機構が解放され、回路ブレーカーの主接点が開きます。回路ブレーカーが開放位置に達すると、トリップコイル回路の補助スイッチ接点が開き、トリップコイルが非励磁になります。通常、独立した電源から動作する2つのトリップコイルがあります。1つのトリップコイルの動作だけで回路ブレーカーを開くことができます。2つのコイルを設けることで、トリップ失敗のリスクを最小限に抑え、回路遮断プロセスの信頼性を高めることができます。

• 位置補助スイッチ：回路ブレーカーの操作によって駆動されるこれらの接点は、複数の目的に使用されます。閉鎖およびトリップコイルの電流を中断して、操作（閉鎖または開放）が完了したらそれらを非励磁にします。また、回路ブレーカーの位置を示すとともに監視するためにも使用されます。さらに、ベイまたはステーションレベルでの連錠制御および保護操作において誤った切り替え操作を防ぐ役割も果たします。これらのスイッチは、回路ブレーカーの位置が重要なパラメータである任意の機能に利用できます。

• 反復防止機能：反復防止機能は、前回の閉鎖コマンドがまだアクティブな状態で回路ブレーカーが開いた後に再び閉鎖操作を行うことを防ぐように設計されています。この機構は、回路ブレーカーが繰り返し閉鎖と開放を繰り返すことによる損傷や安全上の危険を防ぎます。通常、閉鎖コマンドは補助スイッチ接点（通常オープン（NO）接点）を介して反復防止リレーを励磁します。反復防止リレーの1つの接点は閉鎖コイルへの回路を遮断し、2つ目の接点は閉鎖コマンドが回路から取り除かれるまで反復防止リレーを保持します。

• エネルギーリミット接点：エネルギーリミット接点は、機構内に蓄積されたエネルギーが操作または損失により枯渇したときに作動します。通常、モータを起動して機構のエネルギーを正常な動作レベルに戻すために、これらの接点がトリガーされます。例えば、バネを再圧縮したり、油圧または空気圧を補充したりします。バネ機構の場合、通常、各閉鎖操作後に再充電が行われますが、他の機構タイプではいくつかの操作を行ってから再充電が必要になることがあります。空気圧および油圧システムには、圧力を監視し、圧力が臨界レベル以下に下がったときにコンプレッサーを励磁するスイッチがあります。エネルギーレベルが回復すると、スイッチが開きモータが停止します。モータには通常、熱過負荷保護と時間制限リレーが装備されており、故障時にはモータ（またはモータ駆動ポンプまたはコンプレッサー）を停止します。エネルギーを監視するスイッチまたは接点は以下の機能を果たします：

• 閉鎖ロックアウト：回路ブレーカーが安全に閉鎖および再開放するのに十分なエネルギーがない場合、閉鎖操作をロックアウトします。

• 開放ロックアウト：回路ブレーカーが安全に開放するのに十分なエネルギーがない場合、開放操作をロックアウトします。これは特に油圧または空気圧回路ブレーカーに適用されますが、バネ操作ブレーカーでは同じように適用されない場合があります。バネ操作ブレーカーでは、成功した閉鎖が開放バネを充電します。

• チャージング制御：エネルギー貯蔵装置（例えばバネ）のチャージング回路を制御（開始と停止）します。

• ローカル/リモートスイッチ：これは、オペレーターがリモート制御を無効にして回路ブレーカーをローカルのみで操作できるようにする選択スイッチです。メンテナンス中のリモート操作を防ぐ安全機能として、メンテナンススタッフの安全を確保します。

• 切断/ヒューズ要素：これらのデバイスは、メンテナンス作業中または制御回路に障害があるときに制御系への電源供給を遮断するために使用されます。切断は通常、ナイフスイッチまたは取り外し可能なヒューズ/リンクで行われ、制御回路が開いていることを視覚的に確認できます。また、不正な再接続を防ぐために、オープン位置でロックすることもできます。短絡保護が必要な場合は、ミニ回路ブレーカー（MCB）を単純なヒューズの代わりに使用することもあります。

• ローカル制御および表示：この機能は、回路ブレーカーの位置とローカル/リモート制御施設の状態を示します。これらのインジケーターは主にメンテナンス用途または緊急操作のために使用され、地元の安全規制に基づいて、作業員が迅速に回路ブレーカーの状態を評価できるようにします。

• ポール不一致/ポール不一致回路：独立ポール操作（IPO）回路ブレーカーの場合、各相に独自の操作機構があるため、回路ブレーカーの1つの相が他の相とは異なる位置（開放または閉鎖）にある可能性があります。これをポール不一致またはポール不一致と言います。これは一次電流の非対称性につながります。ポール不一致が発生した場合、各相の補助スイッチ接点を使用してタイムディレイリレーを励磁します。予定されたタイムディレイ（通常1.5秒から5秒、具体的な電力網条件と非対称一次回路操作の許容持続時間、これは1相自動再閉時間よりも長く、負の位相シーケンス保護よりも短い必要があります）が過ぎても不一致が続く場合、回路ブレーカーのすべての相をトリップしようと試みます。ポール不一致が1つの相の閉鎖失敗によるものであれば、トリップは成功する可能性が高いです。しかし、最初の不一致が開放失敗によるものであれば、失敗した相はその後の開放コマンドに応答しないかもしれませんので、他の回路ブレーカーを開くことが必要となることがあります。

• ヒーター：各操作機構および制御ハウジングには通常、スペースヒーターが設置されています。これらの目的は、凝結を減らし、設備の腐食や故障を防ぐことで、回路ブレーカーの部品が信頼性を持って動作するようにすることです。