電気工事請負業者、配電盤メーカー、および商業施設や産業施設の管理者にとって、80%定格と100%定格の回路ブレーカーの違いを理解することは、安全性、法規遵守、およびコスト最適化のために非常に重要です。これらの定格は広く使用されているにもかかわらず、電気パネル設計において最も誤解されている側面の一つです。この包括的なガイドでは、両方のブレーカータイプの技術的な違い、規制要件、および実際のアプリケーションについて明確に説明します。.
80%定格および100%定格の回路ブレーカーとは？
基礎：UL 489試験規格
すべて モールドケース回路遮断器（MCCB） 北米で製造される回路ブレーカーは、成形ケース回路ブレーカーおよび回路ブレーカーエンクロージャーの安全規格であるUL 489に準拠する必要があります。この規格の下では、80%または100%のラベルが付いているかどうかにかかわらず、すべての回路ブレーカーは、制御された実験室条件下（周囲温度40°C（104°F）の自由空気中）で、定格電流の100%を無期限に流せるように設計および試験されています。.
ただし、実際の設置環境は実験室条件とは大きく異なります。回路ブレーカーは通常、換気が制限された密閉されたパネル内に、他の発熱コンポーネントと並んで設置され、周囲温度が試験条件を超える可能性のある環境で使用されます。この熱の蓄積は、ブレーカーの熱トリップ機構に影響を与えます。これが、米国電気工事規程（NEC）が追加のサイズ要件を課している理由です。.
80%定格回路ブレーカー：標準
80%定格回路ブレーカーは業界標準であり、住宅および商業アプリケーションにおけるブレーカーの大部分を占めています。「80%」という指定は、ブレーカーが定格の80%しか流せないという意味ではありません。むしろ、一般的な密閉されたパネルに取り付けられた場合、ブレーカーが銘板定格の80%で連続負荷を安全に処理できることを示しています。.
この制限は、過電流保護デバイスを連続負荷の最小125%と非連続負荷の100%でサイズ設定する必要があるというNEC第210.20(A)条に由来します。80%は125%の数学的な逆数であるため、これらのブレーカーは一般に「80%定格」と呼ばれます。“
例 標準ブレーカーで100Aの連続負荷を保護するには、ブレーカーを125A（100A × 1.25 = 125A）でサイズ設定する必要があります。125Aブレーカーは、その容量の80%（100A ÷ 125A = 80%）で動作します。.
100%定格回路ブレーカー：例外
100%定格回路ブレーカーは、特定のエンクロージャー構成に取り付けられた場合に、その銘板定格全体を連続的に流せることを検証するために、UL 489セクション7.1.4に従って追加のテストを受けています。これらのブレーカーは、強化された熱管理機能を備えて製造されており、以下に関する厳格なメーカー仕様に従って設置する必要があります。
- 最小エンクロージャーサイズと寸法
- 必要な換気口（通常、上下に7平方インチ）
- 導体仕様（75°Cの許容電流で定格90°Cの絶縁）
- 端子トルク仕様
- 隣接するコンポーネントからの適切な間隔
これらの条件が満たされ、アセンブリが100%動作としてリストされている場合、NEC第210.20(A)条の例外により、ブレーカーを連続負荷の正確に100%と非連続負荷の100%でサイズ設定できます。つまり、125%の乗数を排除できます。.
80%定格ブレーカーと100%定格ブレーカーの主な違い
| 特徴 | 80%定格ブレーカー | 100%定格遮断器 |
|---|---|---|
| 連続負荷容量 | 銘板定格の80% | 銘板定格の100% |
| NECサイズ要件 | 連続負荷の125% + 非連続負荷の100% | 連続負荷の100% + 非連続負荷の100% |
| 100A連続負荷の例 | 125Aブレーカーが必要 | 100Aブレーカーが必要 |
| エンクロージャー要件 | 標準パネル設置 | 特定の換気を備えたリストされたアセンブリ |
| 導体要件 | 標準75°C定格 | 75°Cの許容電流で定格90°Cの絶縁 |
| 試験基準 | UL 489基本試験 | UL 489 + 追加の100%定格試験 |
| 代表的な用途 | 住宅、軽商業 | 産業、データセンター、24時間365日の運用 |
| コスト | イニシャルコストの低減 | 10〜30%高いコスト |
| 空室状況 | すべての定格で広く利用可能 | 通常400Aフレーム以上 |
| パネルスペースの節約 | より大きなフレームが必要になる場合がある | より小さなフレームサイズが可能 |
連続負荷と非連続負荷の理解
連続負荷と非連続負荷の区別は、適切なブレーカー選択の基本です。NEC第100条によると、 NEC第625条に基づき、EV充電は は、最大電流が3時間以上継続すると予想される負荷として定義されます。これには以下が含まれます。
- ピークシーズン中に稼働するHVACシステム
- 24時間365日稼働の製造施設における産業機械
- データセンターのサーバーラックと冷却システム
- 小売店またはオフィススペースの商業照明
- 食品加工工場における冷凍装置
- 拡張充電セッション中のEV充電ステーション
非連続負荷 は、最大電流で3時間未満動作します。例：
- デューティサイクルを備えた家庭用電化製品
- 断続的なモーター動作
- 仮設建設機器
- ほとんど作動しないバックアップシステム
80%定格回路ブレーカーを使用する場合
標準の80%定格ブレーカーは、多くのアプリケーションにとって最も経済的な選択肢です。
理想的な用途
- 主に非連続負荷: 負荷が3時間未満で動作する場合、125%のサイジング要件は適用されず、80%ブレーカーが費用対効果に優れます。.
- 住宅設備: ほとんどの住宅回路は、断続的な負荷（家電製品、占有変動のある照明）に対応しており、100%定格ブレーカーの追加コストはメリットをもたらしません。.
- 混合負荷回路: 連続負荷と非連続負荷を別々の回路に分離できる場合、非連続回路の80%定格ブレーカーはコスト削減になります。.
- より小さいアンペア数の要件: 400A未満では、100%定格ブレーカーは一般的ではなく、潜在的な節約額と比較して高価です。.
- 標準パネル構成: 100%定格アセンブリとしてリストされていない、事前設計されたパネルボードまたはロードセンターを使用する場合。.
コストに関する考慮事項：
160Aの非連続負荷を持つ200Aサービスの場合、200A 80%定格ブレーカーは、同一の保護を提供しながら、200A 100%定格ブレーカーよりも大幅に安価です。.
100%定格回路ブレーカーを使用する場合
100%定格ブレーカーの追加コストは、具体的なシナリオで明確なメリットが得られる場合に正当化できます。
理想的な用途
- 高い連続負荷: モーター、HVAC、またはプロセス機器が24時間年中無休で稼働する産業施設は、125%のサイジングペナルティを排除することでメリットが得られます。.
- スペースが限られたパネル: パネルスペースが限られている場合、100%定格ブレーカーを使用すると、次の大きなフレームサイズへの移行を回避できます。たとえば、250A 100%定格ブレーカーは、300A 80%定格ブレーカー（400Aフレームが必要）を置き換えることができ、パネルスペースを大幅に節約できます。.
- データセンターおよびサーバー室: 連続冷却およびサーバー負荷が、オーバーサイズなしで信頼性の高い100%容量を必要とする場合。.
- より高いアンペア数でのコスト最適化: 400A以上では、フレームサイズ間のコスト差により、100%定格ブレーカーは、次のフレームへのオーバーサイズよりも経済的になる可能性があります。.
- 高温環境での設置: 屋外エンクロージャー、屋上機器、または周囲温度の高い場所は、100%定格アセンブリの強化された熱性能からメリットが得られます。.
実際のコスト分析の例：
シナリオ 製造施設向けの250A連続負荷
オプション1 – 80%定格ブレーカー：
- 必要なブレーカーサイズ：250A × 125% = 312.5A → 350Aブレーカー
- 必要なフレームサイズ：400Aフレーム
- 電線サイズ：350 kcmil銅線
- 見積もりコスト：$1,200（ブレーカー）+ $2,800（電線）= $4,000
オプション2 – 100%定格ブレーカー：
- 必要なブレーカーサイズ：250A × 100% = 250Aブレーカー
- 必要なフレームサイズ：250Aフレーム
- 電線サイズ：250 kcmil銅線
- 見積もりコスト：$1,400（ブレーカー）+ $2,200（電線）= $3,600
節約： $400（10%削減）プラスより小さいパネルフットプリント
100%定格ブレーカーの設置要件
100%定格を達成するには、メーカーの仕様を厳守する必要があります。標準パネルに100%定格ブレーカーを取り付けるだけでは、100%の性能は保証されません。アセンブリ全体がリストされている必要があります。.
重要な要件：
- リストされたアセンブリ: 完全な設置（ブレーカー+エンクロージャー+電線）は、100%動作について、国家的に認められた試験所（NRTL）によってリストされている必要があります。.
- エンクロージャ仕様:
- メーカーごとの最小エンクロージャー寸法
- 必要な換気口（通常、上部と下部に最小7平方インチ）
- ブレーカーとエンクロージャーの壁の間の適切な間隔
- 明確にマークされた温度制限
- 導体要件:
- 90°Cの絶縁定格が必須
- NEC表310.16の75°Cの欄で計算された許容電流
- メーカーの仕様ごとの適切な終端トルク
- 検証済みの端子温度定格
- ドキュメンテーション:
- メーカーの設置手順に正確に従う必要があります
- リストラベルをエンクロージャーに貼付する必要があります
- 検査機関はコンプライアンスを確認する必要があります
一般的な誤解と間違い
誤解1：「100%定格ブレーカーはより強力である」“
現実には: 同じアンペア数の80%定格ブレーカーと100%定格ブレーカーは、どちらも同一の短絡定格と遮断容量を持っています。違いは、密閉された条件下での連続電流容量のみにあります。.
誤解2：「80%ブレーカーを100%ブレーカーと交換できる」“
現実には: 100%定格は、ブレーカーだけでなく、完全なアセンブリに適用されます。リストされていないエンクロージャーに100%定格ブレーカーを取り付けると、80%動作に戻ります。.
誤解3：「80%定格ブレーカーは全負荷を運ぶことができない」“
現実には: 80%定格ブレーカーは、非連続負荷（3時間未満）の場合、定格の100%を運ぶことができます。80%の制限は、連続動作にのみ適用されます。.
誤解4：「すべての負荷は連続的である」“
現実には: 多くの負荷には、デューティサイクルまたは断続的な動作があります。負荷を適切に分類することで、不必要なオーバーサイズを回避できます。.
誤解5：「100%定格ブレーカーは電線サイズを必要としない」“
現実には: 電線は、75°Cの許容電流で90°Cの絶縁を使用して、NEC第310条に従ってサイズを決定する必要があります。ブレーカー定格は、電線の許容電流要件を上書きしません。.
法令遵守と規制の枠組み
NEC要件の概要：
第210.20(A)条 – 分岐回路の過電流保護：
“「分岐回路が連続負荷、または連続負荷と非連続負荷の組み合わせに電力を供給する場合、過電流保護装置の定格は、非連続負荷に連続負荷の125パーセントを加えた値以上でなければならない。」”
検査のためだけに構築するのではなく、その後の20年間の運用のために構築してください。
“「分岐回路を保護する過電流保護装置を含むアセンブリが、定格の100パーセントで動作するようにリストされている場合、過電流保護装置のアンペア定格は、連続負荷と非連続負荷の合計以上であることが許可される。」”
この例外規定は、NEC全体に以下のように記載されています。
- 第215.2(A)条 – フィーダー
- 第230.42(A)条 – サービス導体
- 第430.62条 – モーターフィーダー導体
UL 489試験要件：
標準試験（すべてのブレーカー）：
- 40°Cの自由空気中で100%定格電流
- 熱動トリップ校正検証
- 短絡遮断容量試験
- 耐久試験（6,000回動作）
追加の100%定格試験：
- 100%電流での密閉運転
- 特定のエンクロージャーサイズと換気の検証
- 端子温度上昇測定
- 導体絶縁互換性試験
- 周囲温度変動試験
アプリケーションに適したブレーカーの選択
意思決定フレームワーク:
ステップ1：負荷分析
- 合計接続負荷を計算する
- 連続負荷と非連続負荷の識別
- 負荷の持続時間（>3時間 = 連続）の決定
- 電流定格を選択する際は、将来の負荷増加を考慮してください。
ステップ2：法規遵守計算
について 80%定格ブレーカー：
ブレーカーサイズ = (連続負荷 × 1.25) + 非連続負荷
について 100%定格ブレーカー：
ブレーカーサイズ = 連続負荷 + 非連続負荷
ステップ3：経済分析
- ブレーカーコストの比較（80% vs. 100%）
- 導体コストの差の計算
- パネルスペース要件の評価
- 設置作業員の検討
ステップ4：技術検証
- 必要なサイズの100%定格ブレーカーの入手可能性の確認
- 100%定格とのエンクロージャーの互換性の検証
- 導体温度定格の確認
- メーカーの設置要件の確認
ステップ5：長期的な考慮事項
- メンテナンスのしやすさ
- 将来の拡張容量
- 交換部品の入手可能性
- 使用環境条件
実用的なアプリケーションの例
例1：データセンターサーバー室
負荷： 180A連続（サーバー+冷却）
稼働時間： 24/7/365
80%ソリューション：
- ブレーカー：225A（180A × 1.25）
- フレーム：250A
- 導体：4/0 AWG銅線
- パネルスペース：3極
- コスト：~1,800ドル
100%ソリューション：
- ブレーカー：200A（180A × 1.0）
- フレーム：225A
- 導体：3/0 AWG銅線
- パネルスペース：3極
- コスト：~1,650ドル
- 節約：150ドル+より小さなフットプリント
例2：業務用HVACシステム
負荷： 120A連続（夏季のチラー運転）
稼働時間： 1日12時間、年間4ヶ月
分析： チラーは1日に3時間以上稼働しますが、季節的な性質と毎日のサイクルにより、これは境界線上のケースとなります。150Aの80%定格ブレーカーは、100%定格アセンブリよりも低コストで簡単な設置で適切な保護を提供します。.
おすすめ： 150A 80%定格ブレーカー
例3：製造生産ライン
負荷： 400A連続（モーター、コンベヤー、プロセス機器）
稼働時間： 週末を除く24時間365日
80%ソリューション：
- ブレーカー：500A（400A×1.25）
- フレーム：600A
- 電線：（2）相ごとに500kcmil
- コスト：〜$4,500
100%ソリューション：
- ブレーカー：400A（400A×1.0）
- フレーム：400A
- 電線：（2）相ごとに350kcmil
- コスト：〜$3,800
- 節約額：$700 + パネルスペースの大幅な削減
比較表：80%定格ブレーカー vs. 100%定格ブレーカー
| 負荷シナリオ | 80%定格ソリューション | 100%定格ソリューション | 推奨される選択肢 |
|---|---|---|---|
| 100A連続 | 125Aブレーカー、125A電線 | 100Aブレーカー、100A電線 | 100%定格（入手可能な場合） |
| 100A非連続 | 100Aブレーカー、100A電線 | 適用できない | 80%定格（標準） |
| 50A連続 + 50A非連続 | 125Aブレーカー [(50×1.25)+50] | 100Aブレーカー [50+50] | 80%定格（よりシンプル） |
| 400A連続 | 500Aブレーカー（600Aフレーム） | 400Aブレーカー（400Aフレーム） | 100%定格（コスト削減） |
| 住宅サービス | 負荷計算に基づく標準的なサイジング | まれに適用可能 | 80%定格（標準） |
| 産業用フィーダー | 連続部分の125% | アセンブリがリストされている場合は100% | 個別分析 |
メンテナンスと運用上の考慮事項
80%定格設置の場合：
- 標準的なメンテナンス手順を適用
- ピーク負荷時の熱画像診断を推奨
- 端子の過熱の兆候を監視
- 負荷が80%定格容量を超えていないことを確認
100%定格設置の場合：
- 換気口が塞がれていないことを確認
- エンクロージャーの改造がリスティングを損なっていないことを確認
- メーカー指定の間隔で電線終端をチェック
- 100%定格アセンブリのリスティングに関するドキュメントを維持
- 周囲温度条件を監視
- 運転中の適切なエアフローを検査
業界標準と参考文献
次の規格およびコードは、回路ブレーカーの定格とアプリケーションを規定しています。
- UL 489: モールドケース回路ブレーカーおよび回路ブレーカーエンクロージャーの安全規格
- NFPA 70（NEC）: 米国電気工事規程、第210条、215条、230条、430条
- CSA C22.2 No. 5: カナダ規格協会 – モールドケース回路ブレーカー
- IEC 60947-2: 低電圧開閉装置および制御装置 – 回路ブレーカー（国際規格）
- NEMA AB 1: モールドケース回路ブレーカーおよびモールドケーススイッチ
- IEEE 1584: アークフラッシュハザード計算の実施に関するガイド
今後の動向と展開
電気業界は進化を続けており、いくつかのトレンドが回路ブレーカーの定格に影響を与えています。
- スマート・ブレーカー: デジタル監視機能は、リアルタイムの熱管理を提供し、100%定格アプリケーションを拡大する可能性があります。.
- 高効率機器: 最新の電子負荷は発熱量が少ないため、一部のアプリケーションでは100%定格ブレーカーの必要性が低下する可能性があります。.
- 再生可能エネルギーの統合: 連続的な充電/放電を伴う太陽光発電およびバッテリーストレージシステムは、100%定格ソリューションの需要を増加させる可能性があります。.
- データセンターの成長: 高密度コンピューティング施設の継続的な拡張により、省スペースな100%定格アセンブリの需要が高まっています。.
- 整合規格: NEC、IEC、およびその他の国際規格を整合させる継続的な取り組みは、将来の定格評価方法に影響を与える可能性があります。.
要点
- すべての回路ブレーカーは、理想的な条件（自由空気、周囲温度40℃）下で定格の100%を流せるように設計されています。 ただし、実際の密閉された設置では、連続負荷のためにディレーティングが必要です。.
- 80%定格のブレーカーは、125%のサイズ選定が必要です。 NECに基づく連続負荷の場合、コストが主な懸念事項である非連続または混合負荷アプリケーションに適しています。.
- 100%定格のブレーカーは、125%のサイズ選定のペナルティを排除します。 ただし、定格を維持するには、特定のエンクロージャ構成、適切な換気、および90℃の導体が必要です。.
- 「100%定格」は、完全なアセンブリに適用されます。, ブレーカー自体だけでなく、80%定格のブレーカーを100%定格のブレーカーに交換するだけで、100%の性能を期待することはできません。.
- 100%定格のブレーカーの経済的利点は、アンペア数が増加するにつれて大きくなります。400A以上では、次の大きなフレームサイズを回避することによるコスト削減が、ブレーカーのコスト上昇を正当化することがよくあります。.
- 連続負荷は、3時間以上の動作として定義されます。正しいブレーカーの選択と規格への準拠には、負荷を適切に分類することが不可欠です。.
- 100%定格アセンブリの設置要件は厳格です。換気、導体仕様、およびエンクロージャのサイズ選定は、製造元の指示に正確に従う必要があります。.
- 省スペース効果は大きくなる可能性があります。100%定格のブレーカーを使用すると、フレームサイズを小さくできるため、スペースが限られた設置でのパネルのフットプリントを削減できます。.
- どちらのブレーカータイプも、同一の短絡保護を備えています。定格の違いは、遮断性能ではなく、連続電流容量にのみ影響します。.
- ドキュメントとリスティングは重要です。100%定格アセンブリは、NRTLによって適切にリストされ、検査承認のためにリスティングラベルがエンクロージャに貼付されている必要があります。.
よくある質問
Q: 標準パネルで100%定格のブレーカーを使用できますか？
A: いいえ。100%定格は、ブレーカーが100%定格アセンブリとしてテストおよびリストされているエンクロージャに取り付けられている場合にのみ適用されます。リストされていないエンクロージャに100%定格のブレーカーを取り付けると、連続負荷に対して80%で適用する必要があります。.
Q: 100%定格のブレーカーは、80%定格のブレーカーよりも信頼性が高いですか？
A: 必ずしもそうではありません。どちらのタイプも厳格なUL 489テストを受けており、定格内で適切に適用されると、同じ信頼性があります。違いは、全体的な信頼性や品質ではなく、密閉された条件下での連続電流容量にあります。.
Q: 100%定格のブレーカーには特別な導体が必要ですか？
A: はい。NECは90℃の絶縁の導体を必要としますが、許容電流はNEC表310.16の75℃の列を使用して計算されます。これにより、導体が連続100%負荷によって生成される熱を処理できるようになります。.
Q: パネルが100%定格動作でリストされているかどうかを知るにはどうすればよいですか？
A: エンクロージャに「100%定格動作でリストされている」または同様の文言が明記されているNRTLリスティングラベルを確認してください。製造元の設置手順には、100%定格の要件も記載されています。不明な点がある場合は、パネルの製造元にお問い合わせください。.
Q: 同じパネルに80%定格と100%定格のブレーカーを混在させることはできますか？
A: はい、ただし、各ブレーカーは定格に従って適用する必要があります。100%定格のブレーカーは、すべてのアセンブリ要件（換気、間隔など）を満たす必要があり、80%定格のブレーカーは標準の設置方法に従います。各回路は、ブレーカーのタイプに合わせて適切にサイズ選定する必要があります。.
Q: 100%定格のブレーカーは、住宅サイズ（15A〜50A）で入手できますか？
A: まれです。100%定格は、400A以上の産業用および商業用ブレーカーで最も一般的です。400A未満では、100%定格アセンブリのコストと複雑さが、通常、一般的なアプリケーションの利点を上回ります。ほとんどの住宅および軽商業施設では、標準の80%定格のブレーカーを使用しています。.
Q: 80%定格のブレーカーを80%を超えて連続的に過負荷にするとどうなりますか？
A: 熱トリップ要素が最終的に作動し、ブレーカーがトリップします。タイミングは過負荷の程度によって異なります。100%の連続負荷では、80%定格のブレーカーは、周囲温度とエンクロージャの条件に応じて、トリップするまでに30〜60分かかる場合があります。これが、安全性と運用上の信頼性の両方にとって、適切なサイズ選定が不可欠である理由です。.
Q: 100%定格のブレーカーは、メンテナンスコストが高くなりますか？
A: メンテナンスコストは一般的に似ていますが、100%定格の設置では、換気が妨げられていないこと、およびアセンブリがリスト要件を満たしていることを追加で確認する必要があります。エンクロージャへの変更は、100%定格を無効にする可能性があります。.
関連リソース
回路保護と配電の詳細については、これらのVIOXリソースをご覧ください。
- サーキット・ブレーカーの種類
- モールドケース遮断器（MCCB）とは
- パネル用MCCBの選択方法
- MCBとMCCB：主な違いを理解する
- 回路遮断器の定格：ICU、ICS、ICW、ICM
- 回路ブレーカーのkA定格を理解する
- 電気安全のためのMCCB銘板の読み方
VIOXについて
VIOX Electricは、電気機器の大手B2Bメーカーであり、産業、商業、および住宅アプリケーション向けの高品質の回路保護デバイス、配電機器、および電気部品を専門としています。数十年にわたるエンジニアリングの専門知識と安全基準への取り組みにより、VIOXは世界中の電気専門家向けに信頼性の高いソリューションを提供しています。.
技術サポートまたは製品に関するお問い合わせは、当社のエンジニアリングチームにお問い合わせいただくか、以下をご覧ください。 viox.com.
