見積もり今
  • 更新：2025年11月19日

ACBとVCB：完全比較ガイド（IEC規格2024年版）

ACBとVCB：完全比較ガイド

あなたが15kVのスイッチギアプロジェクトのために2つの回路遮断器のデータシートを見ているとします。どちらも最大690Vまでの電圧定格を示しています。どちらも印象的な遮断容量をリストしています。紙の上では、それらは互換性があるように見えます。.

そうではありません。.

間違った方を選び、必要な場所に真空遮断器（VCB）の代わりに空気遮断器（ACB）を設置したり、その逆を行ったりすると、IEC規格に違反するだけでなく、アークフラッシュのリスク、メンテナンス予算、機器の寿命を賭けることになります。本当の違いはマーケティングパンフレットにあるのではなく、各遮断器がどのように電気アークを消弧するかの物理にあり、その物理が厳しい 電圧上限 を課しており、データシートの免責事項では覆すことができません。.

ここでは、実際にACBとVCBを区別するものと、システムに最適なものを選択する方法について説明します。.

簡単な答え：ACB対VCBの概要

コアの違い： 気中遮断器（ACB） 大気中の空気中で電気アークを消弧し、 最大1,000V ACの低電圧システム向けに設計されています （IEC 60947-2：2024に準拠）。真空遮断器（VCB）は、密閉された真空環境でアークを消弧し、 11kVから33kVの中電圧システムで動作します （IEC 62271-100：2021に準拠）。この電圧分割は、製品のセグメンテーションの選択ではなく、アーク遮断の物理によって決定されます。.

重要な仕様全体でどのように比較されるかを以下に示します。

仕様 気中遮断器（ACB） 真空遮断器（VCB）
電圧範囲 低電圧：400V〜1,000V AC 中電圧：11kV〜33kV（一部1kV〜38kV）
現在の範囲 高電流：800A〜10,000A 中程度の電流：600A〜4,000A
遮断容量 690Vで最大100kA MVで25kA〜50kA
アーク消弧媒体 大気圧の空気 真空（10^-2〜10^-6トル）
操作メカニズム アークシュートはアークを長くして冷却します 密閉された真空遮断器は、最初の電流ゼロでアークを消弧します
メンテナンス頻度 6か月ごと（年2回） 3〜5年ごと
接点寿命 3〜5年（空気への暴露が腐食を引き起こす） 20〜30年（密閉された環境）
代表的な用途 LV配電、MCC、PCC、商業/産業パネル MVスイッチギア、ユーティリティ変電所、HVモーター保護
IEC規格 IEC 60947-2：2024（≤1000V AC） IEC 62271-100：2021+A1：2024（>1000V）
初期費用 低い（通常$8K-$15K） 高い（通常$20K-$30K）
15年間の総コスト 〜$48K（メンテナンスあり） 〜$24K（最小限のメンテナンス）

1,000Vの明確な境界線に注目してください。それは 規格の分割であり、1kVを超えると、空気はアークを十分に速く消弧できないために存在します。物理が境界を設定し、IECがそれを成文化しただけです。.

あなたは15kV開閉装置プロジェクトの2つの遮断器データシートを見つめています。どちらも最大690Vの電圧定格を示しています。どちらも印象的な遮断容量をリストしています。紙の上では、それらは互換性があるように見えます。そうではありません。間違った選択をする—真空遮断器（VCB）が必要な場所に空気遮断器（ACB）を設置したり、その逆を行ったりすると、IEC規格に違反するだけではありません。アークフラッシュのリスク、メンテナンス予算、および機器の寿命を賭けていることになります。本当の違いはマーケティングパンフレットにはありません。それは、各遮断器がどのように電気アークを消弧するかという物理学にあり、その物理学は、データシートの免責事項が覆すことのできない厳しい電圧上限を課しています。ここに、ACBとVCBを実際に区別するもの—およびシステムに最適なものを選択する方法があります。簡単な回答：ACBとVCBの概要中核的な違い：空気遮断器（ACB）は大気中の空気中で電気アークを消弧し、最大1,000V ACの低電圧システム用に設計されています（IEC 60947-2:2024に準拠）。真空遮断器（VCB）は密閉された真空環境でアークを消弧し、11kVから33kVの中電圧システムで動作します（IEC 62271-100:2021に準拠）。この電圧分割は製品セグメンテーションの選択ではなく、アーク遮断の物理学によって決定されます。重要な仕様にわたる比較を以下に示します。仕様空気遮断器（ACB）真空遮断器（VCB）電圧範囲低電圧：400V〜1,000V AC中電圧：11kV〜33kV（一部1kV〜38kV）電流範囲高電流：800A〜10,000A中程度の電流：600A〜4,000A遮断容量最大690Vで100kA MVAで25kA〜50kAアーク消弧媒体大気圧の空気真空（10^-2〜10^-6トル）作動機構アークシュートがアークを長くして冷却します密閉された真空遮断器が最初の電流ゼロでアークを消弧しますメンテナンス頻度6か月ごと（年2回）3〜5年ごと接点寿命3〜5年（空気への暴露が腐食を引き起こす）20〜30年（密閉された環境）一般的なアプリケーションLV配電、MCC、PCC、商業/産業パネルMV開閉装置、ユーティリティ変電所、HVモーター保護IEC規格IEC 60947-2:2024（≤1000V AC）IEC 62271-100:2021+A1:2024（>1000V）初期費用低い（通常8K〜15Kドル）高い（通常20K〜30Kドル）15年間の総費用〜48Kドル（メンテナンスあり）〜24Kドル（最小限のメンテナンス）1,000Vでの明確な境界線に注目してください。それが規格分割です—そして、1kVを超えると、空気がアークを十分に速く消弧できないという理由で存在します。物理学が境界を設定し、IECがそれを成文化しただけです。図1：ACBおよびVCB技術の構造比較。ACB（左）は開放された空気中でアークシュートを使用し、VCB（右）はアーク消弧のために密閉された真空遮断器を使用します。アーク消弧：空気対真空（物理学が電圧上限を設定する理由）負荷がかかった状態で通電接点を分離すると、アークが形成されます。常に。そのアークはプラズマ柱です—イオン化されたガスが数千アンペアの電流を20,000°C（太陽の表面よりも高温）に達する温度で伝導します。回路遮断器の仕事は、接点を溶接したり、アークフラッシュイベントを引き起こしたりする前に、そのアークを消弧することです。それを行う方法は、接点を取り囲む媒体に完全に依存します。ACBが空気とアークシュートを使用する方法空気遮断器は大気中の空気中でアークを遮断します。遮断器の接点はアークシュートに収容されています—接点が分離するときにアークを遮断するように配置された金属板の配列。シーケンスは次のとおりです。アーク形成：接点が分離し、アークが空気中で発生アーク延長：磁力がアークをアークシュートに駆動アーク分割：シュートの金属板がアークを複数の短いアークに分割アーク冷却：表面積の増加と空気への暴露がプラズマを冷却アーク消弧：アークが冷却されて長くなると、抵抗が増加し、アークが次の電流ゼロでそれ自体を維持できなくなるまでこれが約1,000Vまで確実に機能します。その電圧を超えると、アークのエネルギーが大きすぎます。空気の絶縁耐力（破壊する前に耐えることができる電圧勾配）は大気圧で約3 kV/mmです。システム電圧が数キロボルトの範囲に上昇すると、アークは広がる接点ギャップを越えて再発火します。遮断器を小型車ほどのサイズにせずに、それを阻止するのに十分な長さのアークシュートを構築することはできません。それが電圧上限です。VCBが真空物理学を使用する方法真空遮断器は完全に異なるアプローチを取ります。接点は密閉された真空遮断器に囲まれています—10^-2から10^-6トル（大気圧の約100万分の1）の圧力に排気されたチャンバー。負荷がかかった状態で接点が分離すると：アーク形成：アークが真空ギャップで発生制限されたイオン化：ガス分子がほとんど存在しないため、アークには維持媒体がありません急速な脱イオン化：最初の自然な電流ゼロ（ACのすべての半サイクル）で、アークを再発火させるのに十分な電荷キャリアがありません瞬時の消弧：アークは1サイクル以内に消滅します（60 Hzシステムで8.3ミリ秒）真空は2つの大きな利点を提供します。第一に、絶縁耐力：わずか10mmの真空ギャップは最大40kVの電圧に耐えることができます—これは同じギャップ距離で空気よりも10〜100倍強力です。第二に、接点の保存：酸素が存在しないため、接点は空気にさらされたACB接点と同じ速度で酸化または腐食しません。それがシールド・フォー・ライフの利点です。適切にメンテナンスされた遮断器のVCB接点は20〜30年持続します。大気中の酸素とアークプラズマにさらされたACB接点？3〜5年ごとに交換することになります。ほこりや湿気の多い環境ではさらに早く交換することもあります。図2：アーク消弧メカニズム。ACBは、空気中でアークを長くし、分割し、冷却するために複数のステップを必要とします（左）。一方、VCBは、真空の優れた絶縁耐力により、最初の電流ゼロでアークを瞬時に消弧します（右）。プロのヒント1：電圧上限は交渉の余地はありません。ACBは、大気圧の空気中で1kVを超えるアークを確実に遮断することは物理的に不可能です。システム電圧が1,000V ACを超える場合は、VCBが必要です—「より良い」オプションとしてではなく、物理学とIEC規格に準拠する唯一のオプションとして。電圧と電流の定格：数値が実際に意味するもの電圧はデータシートの仕様行だけではありません。考慮できる遮断器の種類を決定する基本的な選択基準です。電流定格は重要ですが、2番目に来ます。数値が実際に意味することを以下に示します。ACB定格：高電流、低電圧電圧上限：ACBは400Vから最大1,000V ACまで確実に動作します（一部の特殊な設計では1,500V DCまで定格されています）。一般的なスイートスポットは、三相産業システムの場合は400Vまたは690Vです。1kV ACを超えると、空気の誘電特性により、信頼性の高いアーク遮断が非現実的になります—私たちが議論した電圧上限は設計上の制限ではありません。それは物理的な境界です。電流容量：ACBが支配的なのは、電流処理です。定格は、小型配電盤の場合は800Aから、主サービスエントランスアプリケーションの場合は最大10,000Aまでです。低電圧での高電流容量は、まさに低電圧配電が必要とするものです—モーターコントロールセンター（MCC）、電力制御センター（PCC）、および商業および産業施設の主配電盤を考えてください。遮断容量：短絡遮断定格は690Vで最大100kAに達します。それは印象的に聞こえます—そして、低電圧アプリケーションにとってはそうです。しかし、電力計算でそれを視野に入れてみましょう。遮断容量：690Vで100kA（線間）皮相電力：√3 × 690V × 100kA ≈ 119 MVAこれは、ACBが安全に遮断できる最大故障電力です。1.5 MVA変圧器と一般的なX/R比を備えた400V/690V産業プラントの場合、65kA遮断器で十分な場合がよくあります。100kAユニットは、ユーティリティスケールの低電圧配電または複数の大型変圧器が並列に接続された施設用に予約されています。一般的なアプリケーション：低電圧主配電盤（LVMDP）ポンプ、ファン、コンプレッサー用のモーターコントロールセンター（MCC）産業機械用の電力制御センター（PCC）発電機保護および同期パネル商業ビルの電気室（1kV未満）VCB定格：中電圧、中程度の電流電圧範囲：VCBは通常11kVから33kVの中電圧システム用に設計されています。一部の設計では、範囲が1kVまで、または38kVまで拡張されています（IEC 62271-100の2024年の修正では、15.5kV、27kV、および40.5kVで標準化された定格が追加されました）。密閉された真空遮断器の優れた絶縁耐力により、これらの電圧レベルはコンパクトなフットプリント内で管理可能になります。電流容量：VCBはACBと比較して中程度の電流を処理し、一般的な定格は600Aから4,000Aです。これは中電圧アプリケーションには完全に適切です。11kVで2,000Aの遮断器は38 MVAの連続負荷を運ぶことができます—これは数十台の大型産業用モーターまたは中規模産業施設全体の電力需要に相当します。遮断容量：VCBはそれぞれの電圧レベルで25kAから50kAまで定格されています。33kVで50kA VCBの同じ電力計算を実行してみましょう。遮断容量：33kVで50kA（線間）皮相電力：√3 × 33kV × 50kA ≈ 2,850 MVAこれは、690Vで100kA ACBよりも24倍多い遮断電力です。突然、その「低い」50kA遮断容量はそれほど控えめに見えなくなります。VCBは、ACBのアークシュートを蒸発させる電力レベルで故障電流を遮断しています。図3：電圧上限の視覚化。ACBは最大1,000Vまで確実に動作しますが、このしきい値を超えるアークを安全に遮断することはできません（赤色のゾーン）。一方、VCBは11kVから38kVの中電圧範囲を支配しています（緑色のゾーン）。一般的なアプリケーション：ユーティリティ配電変電所（11kV、22kV、33kV）産業用中電圧開閉装置（リングメインユニット、開閉盤）高電圧誘導モーター保護（>1,000 HP）変圧器一次保護発電施設（発電機回路遮断器）再生可能エネルギーシステム（風力発電所、太陽光インバーターステーション）プロのヒント2：キロアンペア単位だけで遮断容量を比較しないでください。MVA遮断電力（√3 × 電圧 × 電流）を計算します。33kVで50kA VCBは、690Vで100kA ACBよりもはるかに多くの電力を遮断します。遮断器の能力を評価する場合、電圧は電流よりも重要です。規格分割：IEC 60947-2（ACB）対IEC 62271-100（VCB）国際電気標準委員会（IEC）は、規格を安易に分割しません。IEC 60947-2が最大1,000Vの遮断器を管理し、IEC 62271-100が1,000Vを超える遮断器を引き継ぐ場合、その境界は私たちが議論してきた物理的な現実を反映しています。これが規格分割であり、設計の羅針盤です。空気遮断器のIEC 60947-2:2024範囲：この規格は、定格電圧が1,000V ACまたは1,500V DCを超えない遮断器に適用されます。ACB、モールドケース遮断器（MCCB）、およびミニチュア遮断器（MCB）を含む、低電圧回路保護の信頼できるリファレンスです。第6版は2024年9月に発行され、2016年版に取って代わりました。主な更新には以下が含まれます。絶縁への適合性：遮断器を絶縁スイッチとして使用するための要件を明確化分類の削除：IECは遮断媒体（空気、油、SF6など）による遮断器の分類を削除しました。なぜですか？電圧がすでに媒体を教えてくれるからです。690Vの場合、空気または密閉されたモールドケースを使用しています。古い分類システムは冗長でした。外部デバイスの調整：外部デバイスを介して過電流設定を調整するための新しい規定強化されたテスト：地絡リリースおよびトリップ位置での誘電特性のテストを追加EMCの改善：更新された電磁両立性（EMC）テスト手順と電力損失測定方法2024年の改訂により、規格はよりクリーンになり、最新のデジタルトリップユニットおよびスマート遮断器技術との整合性が高まりましたが、コア電圧境界—≤1,000V AC—は変更されていません。それを超えると、IEC 60947-2の管轄外になります。真空遮断器のIEC 62271-100:2021（修正1: 2024）範囲：この規格は、1,000Vを超える電圧の三相システム用に設計された交流遮断器を管理します。VCBが支配的な技術である（最高電圧クラスのSF6遮断器とともに）中電圧および高電圧の屋内および屋外開閉装置に特に適合しています。第3版は2021年に発行され、修正1は2024年8月にリリースされました。最近の更新には以下が含まれます。更新されたTRV（過渡回復電圧）値：実際のシステム動作と新しい変圧器設計を反映するために、複数のテーブルでTRVパラメータを再計算新しい定格電圧：地域システム電圧（特にアジアおよび中東）をカバーするために、15.5kV、27kV、および40.5kVで標準化された定格を追加改訂された端子故障定義：テスト目的で端子故障を構成するものを明確化誘電テスト基準：誘電テストの基準を追加。部分放電テストは、一般的なVCBではなく、GIS（ガス絶縁開閉装置）およびデッドタンク遮断器にのみ適用されることを明示的に記載環境への配慮：高度、汚染、および温度のディレーティング係数に関するガイダンスを強化2024年の修正は、規格をグローバルグリッドインフラストラクチャの変更に合わせて最新の状態に保ちますが、基本的な原則は変わりません。1,000Vを超える場合は、中電圧遮断器が必要であり、1kV〜38kVの範囲では、ほとんどの場合VCBを意味します。これらの規格が重複しない理由1,000Vの境界は恣意的ではありません。それは、大気中の空気が「適切なアーク消弧媒体」から「負債」に移行するポイントです。IECはより多くの本を販売するために2つの規格を作成したわけではありません。彼らはエンジニアリングの現実を形式化しました。1kV未満：空気ベースまたはモールドケースの設計が機能します。アークシュートは効果的です。遮断器はコンパクトで経済的です。1kVを超える：空気は非現実的に大きなアークシュートを必要とします。妥当なフットプリントで安全で信頼性の高いアーク遮断を行うには、真空（またはより高い電圧の場合はSF6）が必要になります。遮断器を仕様化する場合、最初の質問は「ACBですか、VCBですか？」ではありません。「システム電圧はいくつですか？」です。その答えは、正しい規格を指し示し、正しい遮断器の種類を指し示します。プロのヒント3：回路遮断器のデータシートを確認するときは、どのIEC規格に準拠しているかを確認してください。IEC 60947-2がリストされている場合は、低電圧遮断器（≤1kV）です。IEC 62271-100がリストされている場合は、中/高電圧遮断器（>1kV）です。規格準拠は、電圧クラスを即座に教えてくれます。アプリケーション：システムへの遮断器の種類の適合ACBとVCBのどちらを選択するかは、好みではありません。遮断器の物理的な能力を、システムの電気的特性と運用要件に適合させることです。遮断器の種類をアプリケーションにマッピングする方法を以下に示します。ACBを使用する場合空気遮断器は、コンパクトなサイズや長いメンテナンス間隔よりも高電流容量が重要な低電圧配電システムに最適です。理想的なアプリケーション：400Vまたは690V三相配電：ほとんどの産業および商業電気システムのバックボーンモーターコントロールセンター（MCC）：ポンプ、ファン、コンプレッサー、コンベヤー、およびその他の低電圧モーターの保護電力制御センター（PCC）：産業機械およびプロセス機器の主配電低電圧主配電盤（LVMDP）：建物および施設のサービスエントランスおよび主遮断器発電機保護：低電圧バックアップ発電機（通常480Vまたは600V）海洋およびオフショア：低電圧船電力配電（IEC 60092も適用される場合）ACBが経済的に理にかなっている場合：初期費用が優先される：資本予算が制約されており、社内メンテナンス能力がある場合高電流要件：ACBフォームファクターでより経済的な6,000A+定格が必要な場合既存のLV開閉装置への後付け：ACB用に設計されたパネルで同じものを交換する場合覚えておくべき制限：メンテナンスの負担：6か月ごとの検査と3〜5年ごとの接点交換を想定フットプリント：ACBはアークシュートアセンブリのために同等のVCBよりも大きく、重いノイズ：空気中のアーク遮断は密閉された真空よりも大きい限られた耐用年数：大規模なオーバーホール前に通常10,000〜15,000回の動作VCBを使用する場合真空遮断器は、信頼性、低メンテナンス、コンパクトなサイズ、および長い耐用年数が高い初期費用を正当化する中電圧アプリケーションを支配しています。理想的なアプリケーション：11kV、22kV、33kVユーティリティ変電所：一次および二次配電開閉装置産業用MV開閉装置：リングメインユニット（RMU）、金属クラッド開閉盤、パッドマウント変圧器高電圧モーター保護：1,000 HPを超える誘導モーター（通常3.3kV、6.6kV、または11kV）変圧器保護：配電および電力変圧器の一次側遮断器発電施設：発電機回路遮断器、ステーション補助電力再生可能エネルギーシステム：風力発電所コレクター回路、太陽光インバーター昇圧変圧器鉱業および重工業：ほこり、湿気、および過酷な条件がACBメンテナンスを問題にする場合VCBが唯一のオプションである場合：システム電圧>1kV AC：物理学およびIEC 62271-100には、中電圧定格の遮断器が必要頻繁なスイッチング動作：VCBは30,000回以上の機械的動作で定格されています（一部の設計では100,000回を超える動作）限られたメンテナンスアクセス：半年に一度のACB検査が非現実的なリモート変電所、オフショアプラットフォーム、屋上設置長いライフサイクルコストの焦点：20〜30年以上の総所有コストが初期資本コストを上回る場合過酷な環境での利点：密閉された真空遮断器は、ほこり、湿度、塩水噴霧、または高度の影響を受けません（ディレーティング制限まで）清掃または交換するアークシュートがない無音動作（占有された建物内の屋内変電所にとって重要）コンパクトなフットプリント（高価な不動産のある都市変電所で重要）意思決定マトリックス：ACBまたはVCB？システムの特性推奨される遮断器の種類主な理由電圧≤ 1,000V ACACBIEC 60947-2管轄; 空気消弧は適切です電圧> 1,000V ACVCBIEC 62271-100が必要; 空気はアークを確実に遮断できませんLVで高電流（>5,000A）ACB低電圧で非常に高い電流に対してより経済的頻繁なスイッチング（>20/日）VCB30,000回以上の動作で定格されています。ACBの10,000回と比較してください過酷な環境（ほこり、塩、湿度）VCB密閉された遮断器は汚染の影響を受けません限られたメンテナンスアクセスVCB3〜5年のサービス間隔。ACBの6か月スケジュールと比較してください20年以上のライフサイクルコストの焦点VCB初期費用が高いにもかかわらず、TCOが低い厳しいスペース制約VCBコンパクトな設計; アークシュートボリュームなし予算が制約された資本プロジェクトACB（≤1kVの場合）初期費用が低いですが、メンテナンス予算を考慮してください図5：回路遮断器の選択フローチャート。システム電圧は主要な意思決定基準であり、1,000Vの境界に基づいてACB（低電圧）またはVCB（中電圧）アプリケーションのいずれかに誘導します。プロのヒント4：システム電圧が1kVの境界に近い場合は、VCBを仕様化してください。ACBを最大電圧定格まで伸ばそうとしないでください。電圧上限は「定格最大値」ではなく、厳しい物理的制限です。マージンを考慮して設計してください。メンテナンス税：VCBが20年間でコストが低くなる理由その15,000ドルのACBは、25,000ドルのVCBと比較して魅力的に見えます。15年間で数値を実行するまで。メンテナンス税へようこそ—経済方程式を覆す隠れた経常費用。ACBメンテナンス：年2回の負担空気遮断器は、接点とアークシュートが開放された環境で動作するため、定期的で実践的なメンテナンスが必要です。メーカーおよびIEC 60947-2が推奨する一般的なメンテナンススケジュールを以下に示します。6か月ごと（年2回の検査）：ピッティング、腐食、または変色のための接点の目視検査アークシュートの清掃（炭素堆積物および金属蒸気残留物の除去）接点ギャップおよびワイプ測定機械的動作テスト（手動および自動）端子接続トルクチェック可動部品の潤滑（ヒンジ、リンケージ、ベアリング）過電流トリップユニット機能テスト3〜5年ごと（主要サービス）：接点の交換（腐食がメーカーの制限を超える場合）損傷がある場合はアークシュートの検査と交換絶縁抵抗テスト（メガーテスト）接点抵抗測定完全な分解と清掃摩耗した機械部品の交換コストの内訳（一般的、地域によって異なります）：年2回の検査：遮断器あたり600〜1,000ドル（請負業者の人件費：3〜4時間）接点の交換：2,500〜4,000ドル（部品+人件費）アークシュートの交換：1,500〜2,500ドル（損傷がある場合）緊急サービスコール（検査の間に遮断器が故障した場合）：1,500〜3,000ドル15年の耐用年数を持つACBの場合：年2回の検査：15年 × 2回の検査/年 × 平均800ドル = 24,000ドル接点の交換：（15年 ÷ 4年）× 3,000ドル = 9,000ドル（3回の交換）計画外の故障：1回の故障 × 2,000ドル = 2,000ドル15年間の総メンテナンス費用：35,000ドル初期購入費用（15,000ドル）を追加すると、15年間の総所有コストは約50,000ドルになります。それがメンテナンス税です。人件費、ダウンタイム、および消耗部品で、毎年、年に2回、遮断器の寿命の間、それを支払います。VCBメンテナンス：シールド・フォー・ライフの利点真空遮断器はメンテナンスの方程式を覆します。密閉された真空遮断器は、接点を酸化、汚染、および環境への暴露から保護します。結果：サービス間隔が大幅に延長されます。3〜5年ごと（定期検査）：外部の目視検査機械的動作回数の確認（カウンターまたはデジタルインターフェース経由）接点摩耗インジケーターの確認（一部のVCBには外部インジケーターがあります）動作テスト（開閉サイクル）制御回路機能テスト端子接続の検査10〜15年ごと（主要検査、ある場合）：真空完全性テスト（高電圧テストまたはX線検査を使用）接点ギャップの測定（一部のモデルでは部分的な分解が必要）絶縁抵抗テストリストにないものに注意してください：接点の清掃なし（密閉された環境）アークシュートのメンテナンスなし（存在しない）年2回の検査なし（不要）定期的な接点交換なし（20〜30年の寿命）コストの内訳（一般的）：定期検査（4年ごと）：遮断器あたり400〜700ドル（請負業者の人件費：1.5〜2時間）真空遮断器の交換（20〜25年後に必要な場合）：6,000〜10,000ドル同じ15年間の評価期間を持つVCBの場合：定期検査：（15年 ÷ 4年）× 平均500ドル = 1,500ドル（3回の検査）計画外の故障：非常にまれ; 0ドルを想定（VCBの故障率は10分の1）大規模なオーバーホール：15年以内に不要15年間の総メンテナンス費用：1,500ドル初期購入費用（25,000ドル）を追加すると、15年間の総所有コストは約26,500ドルになります。TCOクロスオーバーポイントそれらを並べてみましょう：コストコンポーネントACB（15年）VCB（15年）初期購入15,000ドル25,000ドル定期メンテナンス24,000ドル1,500ドル接点/コンポーネントの交換9,000ドル0ドル計画外の故障2,000ドル0ドル総所有コスト50,000ドル26,500ドル年間コスト3,333ドル/年1,767ドル/年VCBはメンテナンスの節約だけで元が取れます。しかし、ここにキッカーがあります：クロスオーバーは約3年後に発生します。0年目：ACB = 15Kドル、VCB = 25Kドル（ACBが10Kドル先行）1.5年目：最初の3回のACB検査 = 2,400ドル; VCB = 0ドル（ACBが7,600ドル先行）3年目：6回のACB検査 = 4,800ドル; VCB = 0ドル（ACBが5,200ドル先行）4年目：最初のACB接点交換 + 8回の検査 = 9,400ドル; VCB最初の検査 = 500ドル（ACBが900ドル先行）5年目：.

図1：ACBおよびVCB技術の構造比較。ACB（左）は開放された空気中でアークシュートを使用し、VCB（右）はアーク消弧のために密閉された真空遮断器を使用します。.

アーク消弧：空気対真空（物理が電圧上限を設定する理由）

負荷がかかった状態で通電接点を分離すると、アークが形成されます。常に。そのアークはプラズマ柱であり、20,000°Cに達する温度（太陽の表面よりも高温）で数千アンペアを伝導するイオン化されたガスです。回路遮断器の仕事は、接点が溶着したり、アークフラッシュイベントが発生したりする前に、そのアークを消弧することです。.

それをどのように行うかは、接点を取り囲む媒体に完全に依存します。.

ACBが空気とアークシュートを使用する方法

アン 空路ブレーカー は、大気中の空気中でアークを遮断します。遮断器の接点はアークシュートに収容されています。アークシュートは、接点が分離するときにアークを遮るように配置された金属板の配列です。シーケンスは次のとおりです。

  1. アーク形成： 接点が分離し、アークが空気中で発生します
  2. アークの伸長： 磁力がアークをアークシュートに押し込みます
  3. アークの分割： シュートの金属板がアークを複数の短いアークに分割します
  4. アークの冷却： 表面積の増加と空気への暴露がプラズマを冷却します
  5. アークの消弧： アークが冷却されて長くなると、抵抗が増加し、次の電流ゼロでアークがそれ自体を維持できなくなるまで増加します

これは約1,000Vまで確実に機能します。その電圧を超えると、アークのエネルギーが大きすぎます。空気の絶縁耐力（破壊する前に耐えることができる電圧勾配）は大気圧で約3 kV / mmです。システム電圧が数キロボルトの範囲に上昇すると、アークは広がる接点ギャップを越えて再発火します。遮断器を小型車ほどの大きさにせずに、それを止めるのに十分な長さのアークシュートを構築することはできません。.

ことになる 電圧上限.

VCBが真空物理を使用する方法

A 真空遮断器 は、まったく異なるアプローチを取ります。接点は、密閉された真空遮断器に収容されています。真空遮断器は、10^-2〜10^-6トル（大気圧の約100万分の1）の圧力まで排気されたチャンバーです。.

負荷がかかった状態で接点が分離すると：

  1. アーク形成： アークが真空ギャップで発生します
  2. 限定されたイオン化: ほとんどガス分子が存在しないため、アークを維持する媒体が不足している
  3. 急速な脱イオン化: 最初の自然電流ゼロ点（ACの各半サイクル）で、アークを再点弧させるのに十分な電荷キャリアがない
  4. 瞬時の消弧: アークは1サイクル以内（60 Hzシステムで8.3ミリ秒）に消滅する

真空は2つの大きな利点を提供する。まず、, 絶縁耐力: わずか10mmの真空ギャップで最大40kVの電圧に耐えることができる—これは同じギャップ距離の空気よりも10〜100倍強力である。次に、, 接点の保全: 酸素が存在しないため、接点は空気中にさらされたACB接点と同じ速度で酸化または腐食しない。それは 寿命保証の利点.

適切にメンテナンスされた遮断器のVCB接点は、20〜30年持続する可能性がある。大気中の酸素とアークプラズマにさらされたACB接点はどうだろうか？3〜5年ごとに交換が必要になり、ほこりや湿気の多い環境ではさらに早く交換が必要になる場合がある。.

Arc quenching mechanisms

図2：アーク消弧メカニズム。ACBは、空気中でアークを長くし、分割し、冷却するために複数のステップを必要とする（左）一方、VCBは真空の優れた絶縁耐力により、最初の電流ゼロ点で瞬時にアークを消弧する（右）。.

Proチップ#1: 電圧上限は交渉の余地がない。ACBは、大気圧下で空気中で1kVを超えるアークを確実に遮断することが物理的に不可能である。システムの電圧が1,000V ACを超える場合は、VCBが必要である—「より良い」オプションとしてではなく、物理学およびIEC規格に準拠する唯一のオプションとして。.

電圧および電流定格：数値が実際に意味するもの

電圧は、データシートの単なる仕様行ではない。どの遮断器タイプを検討できるかを決定する基本的な選択基準である。電流定格は重要だが、それは二の次である。.

数値が実際に意味することは次のとおりである。.

ACB定格：大電流、低電圧

電圧上限： ACBは、400Vから1,000V ACまで（一部の特殊な設計では1,500V DCまで定格）で確実に動作する。一般的なスイートスポットは、三相産業システムの場合、400Vまたは690Vである。1kV ACを超えると、空気の絶縁特性により、信頼性の高いアーク遮断が非現実的になる—それは 電圧上限 前述したように、設計上の制限ではなく、物理的な境界である。.

電流容量： ACBが優位に立つのは、電流処理である。定格は、小型配電盤用の800Aから、主サービスエントランスアプリケーション用の最大10,000Aまでである。低電圧での大電流容量は、まさに低電圧配電に必要なものである—モーターコントロールセンター（MCC）、電力制御センター（PCC）、および商業施設および産業施設の主配電盤を考えてほしい。.

破断能力： 短絡遮断定格は、690Vで最大100kAに達する。それは印象的に聞こえる—そして、低電圧アプリケーションにとってはそうである。しかし、電力計算でそれを考慮に入れてみよう：

  • 遮断容量：690V（線間）で100kA
  • 皮相電力：√3 × 690V × 100kA ≈ 119 MVA

それは、ACBが安全に遮断できる最大故障電力である。1.5 MVAの変圧器と典型的なX/R比を備えた400V/690Vの産業プラントの場合、65kAの遮断器で十分な場合が多い。100kAユニットは、ユーティリティスケールの低電圧配電または複数の大型変圧器が並列に接続された施設用に予約されている。.

一般的なアプリケーション：

  • 低電圧主配電盤（LVMDP）
  • ポンプ、ファン、コンプレッサー用のモーターコントロールセンター（MCC）
  • 産業機械用の電力制御センター（PCC）
  • 発電機保護および同期パネル
  • 商業ビルの電気室（1kV未満）

VCB定格：中電圧、中電流

電圧範囲： VCBは、通常11kV〜33kVの中電圧システム用に設計されている。一部の設計では、範囲が1kVまで、または38kVまで拡張されている（IEC 62271-100の2024年の修正では、15.5kV、27kV、および40.5kVの標準定格が追加された）。密閉された真空遮断器の優れた絶縁耐力により、これらの電圧レベルはコンパクトなフットプリント内で管理可能になる。.

電流容量： VCBは、ACBと比較して中程度の電流を処理し、一般的な定格は600A〜4,000Aである。これは、中電圧アプリケーションには完全に適切である。11kVで2,000Aの遮断器は、38 MVAの連続負荷を運ぶことができる—これは、数十台の大型産業用モーターまたは中規模の産業施設全体の電力需要に相当する。.

破断能力： VCBは、それぞれの電圧レベルで25kA〜50kAで定格されている。33kVで50kAのVCBについて、同じ電力計算を実行してみよう：

  • 遮断容量：33kV（線間）で50kA
  • 皮相電力：√3 × 33kV × 50kA ≈ 2,850 MVA

ことになる 690Vで100kAのACBよりも24倍多い遮断電力 。突然、その「低い」50kAの遮断容量はそれほど控えめには見えない。VCBは、ACBのアークシュートを蒸発させる電力レベルで故障電流を遮断している。.

the Voltage Ceiling visualization

図3：電圧上限の視覚化。ACBは最大1,000Vまで確実に動作するが、このしきい値を超えるアークを安全に遮断することはできない（赤色のゾーン）一方、VCBは11kV〜38kVの中電圧範囲を支配する（緑色のゾーン）。.

一般的なアプリケーション：

  • ユーティリティ配電変電所（11kV、22kV、33kV）
  • 産業用中電圧スイッチギア（リングメインユニット、配電盤）
  • 高電圧誘導モーター保護（>1,000 HP）
  • 変圧器一次保護
  • 発電施設（発電機回路遮断器）
  • 再生可能エネルギーシステム（風力発電所、太陽光インバータステーション）

Proチップ#2: キロアンペア単位の遮断容量だけを比較しないでください。MVA遮断電力（√3 × 電圧 × 電流）を計算します。33kVで50kAのVCBは、690Vで100kAのACBよりもはるかに多くの電力を遮断します。遮断器の能力を評価する場合、電流よりも電圧が重要です。.

規格の分割：IEC 60947-2（ACB）対IEC 62271-100（VCB）

国際電気標準会議（IEC）は、規格を安易に分割しない。IEC 60947-2が最大1,000Vの遮断器を管理し、IEC 62271-100が1,000Vを超える遮断器を引き継ぐ場合、その境界は私たちが議論してきた物理的な現実を反映している。これは 規格の分割, であり、それはあなたの設計コンパスである。.

IEC 60947-2：2024（大気遮断器）

適用範囲： この規格は、定格電圧が 1,000V ACまたは1,500V DCを超えない. 回路遮断器に適用される。これは、ACB、モールドケース回路遮断器（MCCB）、およびミニチュア回路遮断器（MCB）を含む、低電圧回路保護の信頼できるリファレンスである。.

第6版は 2024年9月, に発行され、2016年版に取って代わった。主な更新には以下が含まれる：

  1. 絶縁への適合性： 回路遮断器を遮断スイッチとして使用する場合の要件の明確化
  2. 分類の削除： IECは、遮断媒体（空気、油、SF6など）による遮断器の分類を廃止しました。なぜでしょうか？それは、 電圧がすでに媒体を示しているからです。. 690Vであれば、空気または密閉されたモールドケースを使用しています。古い分類システムは冗長でした。.
  3. 外部デバイス調整： 外部デバイスを介して過電流設定を調整するための新しい規定
  4. 試験の強化： 地絡リリースおよびトリップ位置での絶縁耐力に関する試験の追加
  5. EMCの改善： 電磁両立性（EMC）試験手順および電力損失測定方法の更新

2024年の改訂により、規格はより明確になり、最新のデジタルトリップユニットおよびスマート遮断器技術との整合性が高まりましたが、コアとなる電圧境界—≤1,000V AC—は変更されていません。それを超えると、IEC 60947-2の管轄外となります。.

IEC 62271-100:2021（修正1: 2024）真空遮断器の場合

適用範囲： この規格は、以下のために設計された交流回路遮断器を対象としています。 1,000Vを超える電圧の三相システム. 。特に、VCBが主要な技術である（最高電圧クラスのSF6遮断器と並んで）中電圧および高電圧の屋内および屋外開閉装置向けに調整されています。.

第3版は2021年に発行され、 修正1は2024年8月にリリースされました。. 最近の更新には以下が含まれます。

  1. 更新されたTRV（過渡回復電圧）値： 実際のシステム動作と新しい変圧器設計を反映するために、複数の表でTRVパラメータを再計算
  2. 新しい定格電圧： 以下の定格が追加されました。 15.5kV、27kV、および40.5kV 地域システム電圧（特にアジアおよび中東）をカバーするため
  3. 改訂された端子故障の定義： 試験目的で端子故障を構成するものを明確化
  4. 絶縁耐力試験基準： 絶縁耐力試験の基準を追加。部分放電試験は、GIS（ガス絶縁開閉装置）およびデッドタンク遮断器にのみ適用され、一般的なVCBには適用されないことを明示的に記載
  5. 環境への配慮： 高度、汚染、および温度のディレーティング係数に関するガイダンスの強化

2024年の修正は、規格をグローバルなグリッドインフラストラクチャの変更に対応させますが、基本的な原則は変わりません。 1,000Vを超える場合は、中電圧遮断器が必要です。, そして、1kV〜38kVの範囲では、ほとんどの場合VCBを意味します。.

これらの規格が重複しない理由

1,000Vの境界は恣意的ではありません。それは、大気中の空気が「適切なアーク消弧媒体」から「責任」に移行するポイントです。IECは、より多くの本を販売するために2つの規格を作成したわけではありません。彼らはエンジニアリングの現実を形式化しました。

  • 1kV未満： 空気ベースまたはモールドケース設計が機能します。アークシュートは効果的です。遮断器はコンパクトで経済的です。.
  • 1kV以上： 空気は非現実的に大きなアークシュートを必要とします。真空（またはより高い電圧の場合はSF6）が、妥当なフットプリントで安全で信頼性の高いアーク遮断に必要になります。.

遮断器を仕様化する場合、最初の質問は「ACBかVCBか？」ではありません。「システムの電圧は？」です。その答えが正しい規格を示し、正しい遮断器タイプを示します。.

Proチップ#3: 回路遮断器のデータシートを確認する際は、どのIEC規格に準拠しているかを確認してください。IEC 60947-2が記載されている場合は、低電圧遮断器（≤1kV）です。IEC 62271-100が記載されている場合は、中/高電圧遮断器（>1kV）です。規格への準拠により、電圧クラスがすぐにわかります。.

アプリケーション：システムへの遮断器タイプの適合

ACBとVCBの選択は、好みによるものではありません。遮断器の物理的な能力を、システムの電気的特性および運用要件に適合させることです。.

遮断器タイプをアプリケーションにマッピングする方法を以下に示します。.

ACBを使用する場合

エアサーキットブレーカーは、以下の用途に最適です。 低電圧配電システム コンパクトなサイズや長いメンテナンス間隔よりも、高い電流容量が重要な場合。.

理想的なアプリケーション：

  • 400Vまたは690V三相配電： ほとんどの産業用および商業用電気システムのバックボーン
  • モーターコントロールセンター（MCC）： ポンプ、ファン、コンプレッサー、コンベヤー、およびその他の低電圧モーターの保護
  • 電力制御センター（PCC）： 産業機械およびプロセス機器の主配電
  • 低電圧主配電盤（LVMDP）： 建物および施設のサービスエントランスおよび主遮断器
  • 発電機保護： 低電圧バックアップ発電機（通常480Vまたは600V）
  • 海洋とオフショア 低電圧船舶電力配電（IEC 60092も適用される場合）

ACBが経済的に理にかなう場合：

  • 初期コストの低減が優先される場合： 資本予算が制約されており、社内に保守能力がある場合
  • 高電流要件： 6,000A以上の定格が必要で、ACBのフォームファクタの方が経済的な場合
  • 既存のLV配電盤への後付け： ACB用に設計されたパネルで、同等のものを交換する場合

覚えておくべき制限事項：

  • 保守の負担：6ヶ月ごとの点検と3〜5年ごとの接点交換を想定してください
  • フットプリント：ACBは、アークシュートアセンブリのため、同等のVCBよりも大きく、重くなります
  • 騒音：空気中でのアーク遮断は、密閉された真空状態よりも大きくなります
  • 限定的な耐用年数：大規模なオーバーホールを行うまでに通常10,000〜15,000回の動作

VCBを使用する場合

真空遮断器が主流 中電圧アプリケーション 信頼性、低メンテナンス、コンパクトなサイズ、および長い耐用年数が初期コストの高さに見合う場合。.

理想的なアプリケーション：

  • 11kV、22kV、33kVのユーティリティ変電所： 一次および二次配電盤
  • 産業用MV配電盤： リングメインユニット（RMU）、金属閉鎖形配電盤、パッドマウント変圧器
  • 高電圧モーター保護： 1,000 HPを超える誘導モーター（通常3.3kV、6.6kV、または11kV）
  • 変圧器保護: 配電および電力変圧器の一次側ブレーカー
  • 発電施設： 発電機回路ブレーカー、所内補助電源
  • 再生可能エネルギーシステム： 風力発電所コレクター回路、太陽光インバーター昇圧変圧器
  • 鉱業および重工業： 粉塵、湿気、および過酷な条件により、ACBのメンテナンスが困難になる場合

VCBが唯一の選択肢である場合：

  • システム電圧> 1kV AC： 物理学およびIEC 62271-100は、中電圧定格のブレーカーを必要とします
  • 頻繁なスイッチング操作： VCBは30,000回以上の機械的動作定格です（一部の設計では100,000回を超える動作が可能です）
  • 制限されたメンテナンスアクセス： 半年ごとのACB点検が非現実的な遠隔変電所、オフショアプラットフォーム、屋上設置
  • 長いライフサイクルコストの重視： 20〜30年間の総所有コストが初期資本コストを上回る場合

過酷な環境での利点：

  • 密閉された真空遮断器は、粉塵、湿度、塩水噴霧、または高度の影響を受けません（ディレーティング制限まで）
  • 清掃または交換するアークシュートはありません
  • 静かな動作（占有されている建物内の屋内変電所にとって重要）
  • コンパクトなフットプリント（不動産が高価な都市部の変電所では重要）

意思決定マトリックス：ACBまたはVCB？

システムの特性 推奨ブレーカータイプ 主な理由
電圧≤1,000V AC ACB IEC 60947-2管轄; 空気消弧で十分です
電圧> 1,000V AC VCB IEC 62271-100が必要; 空気はアークを確実に遮断できません
LVでの高電流（> 5,000A） ACB 低電圧で非常に高い電流の場合、より経済的です
頻繁なスイッチング（> 20回/日） VCB ACBの10,000回に対して30,000回以上の動作定格
過酷な環境（粉塵、塩、湿度） VCB 密閉された遮断器は汚染の影響を受けません
制限されたメンテナンスアクセス VCB ACBの6ヶ月のスケジュールに対して3〜5年のサービス間隔
20年以上のライフサイクルコストの重視 VCB より高い初期コストにもかかわらず、より低いTCO
厳しいスペース制約 VCB コンパクトな設計; アークシュートの容積なし
予算が制約された資本プロジェクト ACB（≤1kVの場合） より低い初期費用、ただしメンテナンス予算を考慮してください

Circuit breaker selection flowchart

図5：遮断器選定フローチャート。システム電圧が主要な判断基準となり、1,000Vの境界に基づいてACB（低圧）またはVCB（中圧）のいずれかのアプリケーションに誘導します。.

Proチップ#4: システム電圧が1kVの境界に近い場合は、VCBを指定してください。ACBを最大電圧定格まで無理に引き伸ばそうとしないでください。 電圧上限 定格最大値ではなく、物理的な限界です。余裕を持って設計してください。.

メンテナンス税：VCBが20年間でコストが低くなる理由

あの15,000ドルのACBは、25,000ドルのVCBに比べて魅力的に見えます。15年以上にわたって数値を計算するまでは。.

ようこそ メンテナンスコスト—経済的な方程式を覆す隠れた経常費用へ。.

ACBのメンテナンス：年2回の負担

大気遮断器は、接点とアークシュートが開いた環境で動作するため、定期的な手作業によるメンテナンスが必要です。以下は、メーカーおよびIEC 60947-2によって推奨される一般的なメンテナンススケジュールです。

6ヶ月ごと（半期検査）：

  • 接点のピッティング、腐食、または変色の目視検査
  • アークシュートの清掃（カーボンデポジットおよび金属蒸気残留物の除去）
  • 接点ギャップとワイプの測定
  • 機械的動作テスト（手動および自動）
  • 端子接続トルクのチェック
  • 可動部品の潤滑（ヒンジ、リンケージ、ベアリング）
  • 過電流トリップユニットの機能テスト

3〜5年ごと（主要なサービス）：

  • 接点の交換（腐食がメーカーの制限を超える場合）
  • アークシュートの検査と、損傷がある場合の交換
  • 絶縁抵抗試験（メガーテスト）
  • 接触抵抗測定
  • 完全な分解と清掃
  • 摩耗した機械部品の交換

コストの内訳（一般的、地域によって異なります）：

  • 半期検査：遮断器あたり600〜1,000ドル（請負業者の人件費：3〜4時間）
  • 接点交換：2,500〜4,000ドル（部品+人件費）
  • アークシュートの交換：1,500〜2,500ドル（損傷がある場合）
  • 緊急サービスコール（検査の合間に遮断器が故障した場合）：1,500〜3,000ドル

15年の耐用年数を持つACBの場合：

  • 半期検査：15年×2回の検査/年×平均800ドル= $24,000
  • 接点交換：（15年÷4年）×3,000ドル= $9,000 （3回の交換）
  • 計画外の故障：1回の故障×2,000ドルと仮定= $2,000
  • 15年間の総メンテナンス費用：35,000ドル

初期購入費用（15,000ドル）を追加すると、 15年間の総所有コストは約50,000ドルになります.

それが メンテナンス税. です。遮断器の寿命の間、毎年、年に2回、人件費、ダウンタイム、および消耗部品で支払います。.

VCBのメンテナンス：密閉された寿命の利点

真空遮断器は、メンテナンスの方程式を覆します。密閉された真空遮断器は、接点を酸化、汚染、および環境への暴露から保護します。結果：サービス間隔が大幅に延長されます。.

3〜5年ごと（定期検査）：

  • 外観の目視検査
  • 機械的動作回数チェック（カウンターまたはデジタルインターフェース経由）
  • 接点摩耗インジケーターのチェック（一部のVCBには外部インジケーターがあります）
  • 動作テスト（開閉サイクル）
  • 制御回路の機能テスト
  • 端子接続の検査

10〜15年ごと（主要な検査、もしあれば）：

  • 真空度試験（高電圧試験またはX線検査を使用）
  • 接点ギャップの測定（一部のモデルでは部分的な分解が必要）
  • 絶縁抵抗試験

リストに ない ないものに注目してください：

  • 接点の清掃なし（密閉された環境）
  • アークシュートのメンテナンスなし（存在しない）
  • 半期検査なし（不要）
  • 定期的な接点交換なし（20〜30年の寿命）

コストの内訳（一般的）：

  • 定期検査（4年ごと）：遮断器あたり400〜700ドル（請負業者の人件費：1.5〜2時間）
  • 真空遮断器の交換（20〜25年後に必要な場合）：6,000〜10,000ドル

同じ15年間の評価期間を持つVCBの場合：

  • 定期検査：（15年÷4年）×平均500ドル= $1,500 （3回の検査）
  • 計画外の故障：非常にまれ。0ドルと仮定（VCBの故障率は10分の1）
  • 大規模なオーバーホール：15年以内は不要
  • 15年間の総メンテナンス費用：1,500ドル

初期購入費用（25,000ドル）を加えると、 15年間の総所有コストは約26,500ドルになります。.

TCOクロスオーバーポイント

比較してみましょう：

コスト要素 ACB（15年間） VCB（15年間）
初期購入費用 $15,000 $25,000
定期メンテナンス $24,000 $1,500
接点/部品交換 $9,000 $0
計画外の故障 $2,000 $0
総所有コスト $50,000 $26,500
年間コスト 3,333ドル/年 1,767ドル/年

VCBはメンテナンス費用の削減だけで元が取れます。さらに重要な点は： クロスオーバーは3年目頃に発生します.

  • 0年目： ACB = 15,000ドル、VCB = 25,000ドル（ACBが10,000ドル先行）
  • 1.5年目： ACBの最初の3回の点検 = 2,400ドル、VCB = 0ドル（ACBが7,600ドル先行）
  • 3年目： ACBの6回の点検 = 4,800ドル、VCB = 0ドル（ACBが5,200ドル先行）
  • 4年目： ACBの最初の接点交換 + 8回の点検 = 9,400ドル、VCBの最初の点検 = 500ドル（ACBが900ドル先行）
  • 5年目： ACBの総メンテナンス費用 = 12,000ドル、VCB = 500ドル（VCBがコスト削減を開始)
  • 15年目： ACBの合計 = 50,000ドル、VCBの合計 = 26,500ドル（VCBは23,500ドル節約)

5-Year Total Cost of Ownership (TCO) analysis

図4：15年間の総所有コスト（TCO）分析。初期費用は高いものの、VCBはメンテナンス要件が大幅に低いため、3年目までにACBよりも経済的になり、15年間で23,500ドル節約できます。.

スイッチギアを20年間（一般的な産業施設の場合）使用する予定がある場合、節約額はさらに拡大し、 ブレーカーあたり35,000ドル以上. 。10個のブレーカーを備えた変電所の場合、 ライフサイクル全体で350,000ドルの節約.

請求書に記載されていない隠れたコスト

上記のTCO計算は、直接コストのみを対象としています。忘れてはならないのは：

ダウンタイムのリスク：

  • 点検と点検の間のACBの故障は、計画外の停止を引き起こす可能性があります
  • VCBの故障はまれです（適切な使用でMTBFは30年を超えることがよくあります）

労働力の可用性：

  • 業界がVCBに移行するにつれて、ACBメンテナンスの資格のある技術者を見つけるのが難しくなっています
  • 半年ごとのメンテナンス期間には、生産停止または慎重なスケジュール設定が必要です

安全だ：

  • メンテナンス中のACBアークフラッシュ事故は、VCB事故よりも一般的です（開放接点と密閉遮断器の比較）
  • アークフラッシュPPE要件は、ACBメンテナンスの方が厳格です

環境要因:

  • ほこり、湿気、または腐食性の環境にあるACBは、 より 頻繁なメンテナンスが必要です（半年ごとではなく四半期ごと）
  • VCBは影響を受けません。密閉された遮断器は外部条件を気にしません

プロのヒント5（最も重要なこと）： 初期投資コストだけでなく、予想されるスイッチギアの寿命（15〜25年）にわたる総所有コストを計算します。中電圧アプリケーションの場合、VCBはほとんどの場合、TCOで優位に立ちます。低電圧アプリケーションでACBを使用する必要がある場合は、メンテナンスのためにブレーカーあたり年間2,000〜3,000ドルの予算を立ててください。また、メンテナンススケジュールを遅らせないでください。点検を怠ると、壊滅的な故障につながります。.

よくある質問：ACB対VCB

Q：定格を下げるか、外部アーク抑制を追加すれば、1,000Vを超えるACBを使用できますか？

A：いいえ。ACBの1,000V制限は、定格を下げることで解決できる熱的または電気的ストレスの問題ではなく、基本的なアーク物理学の制限です。1kVを超えると、ブレーカーをどのように構成しても、大気中の空気は安全な時間枠内でアークを確実に消弧できません。IEC 60947-2は、ACBを≤1,000V ACに明示的に規定しており、その範囲外での動作は規格に違反し、アークフラッシュの危険性を生み出します。システムが1kVを超える場合は、法的かつ安全に中電圧ブレーカー（IEC 62271-100に基づくVCBまたはSF6ブレーカー）を使用する必要があります。.

Q：VCBは、何か問題が発生した場合、ACBよりも修理費用が高くなりますか？

A：はい、ただし、VCBの故障頻度ははるかに低くなっています。VCB真空遮断器が故障した場合（まれ）、通常、6,000〜10,000ドルで密閉ユニット全体の工場交換が必要になります。ACB接点とアークシュートは、2,500〜4,000ドルで現場で修理できますが、VCBの寿命中に3〜4回交換することになります。計算では、VCBの方が有利です。25年間で1回のVCB遮断器交換と、15年間で3回のACB接点交換、さらに継続的な メンテナンス税 半年ごと。.

Q：頻繁なスイッチング（コンデンサバンク、モーター始動）には、どちらのブレーカータイプが適していますか？

A：VCBが圧倒的に優れています。真空遮断器は、大規模なオーバーホール前に30,000〜100,000回以上の機械的操作が可能です。ACBは通常、10,000〜15,000回の操作が可能です。コンデンサバンクの切り替え、バッチプロセスでのモーターの始動/停止、負荷伝達方式など、頻繁な切り替えを伴うアプリケーションの場合、VCBはACBよりも操作回数で3：1〜10：1長持ちします。さらに、VCBの高速アーク消弧（1サイクル）により、各スイッチングイベント中の下流機器へのストレスが軽減されます。.

Q：VCBには、初期費用以外にACBと比較して欠点はありますか？

A：3つの小さな考慮事項があります。（1） 過電圧リスク 容量性または誘導性負荷を切り替える場合—VCBの高速アーク消弧は、過渡的な過電圧を発生させる可能性があり、敏感な負荷にはサージアレスタまたはRCスナバが必要になる場合があります。（2） 修理の複雑さ　—真空遮断器が故障した場合、現場での修理は不可能で、ユニット全体の交換が必要です。(3) 可聴ハム音　—一部のVCB設計では、作動機構から低周波のハム音が発生しますが、これはACBのアーク爆発音よりもはるかに静かです。アプリケーションの99%において、これらの欠点は利点に比べて無視できるほどです（「Sealed-for-Life Advantage」の項を参照）。 シールド・フォー・ライフの利点 　セクション）。.

Q: 既存のACB開閉装置パネルにVCBを後付けできますか？

A: 可能な場合もありますが、常に可能とは限りません。VCBはACBよりもコンパクトであるため、物理的なスペースが問題になることはほとんどありません。課題は次のとおりです。(1) 取り付け寸法　—ACBとVCBでは取り付け穴のパターンが異なるため、アダプタープレートが必要になる場合があります。(2) 母線 構成　—VCB端子が、改造なしに既存のACB母線と整列しない場合があります。(3) 制御電圧　—VCBの作動機構では、異なる制御電源（例：110V DC vs 220V AC）が必要になる場合があります。(4) 保護協調　—遮断器の種類を変更すると、短絡遮断時間と協調曲線が変わる可能性があります。後付けを行う前に、必ず開閉装置メーカーまたは資格のある電気エンジニアにご相談ください。新規設置では、中電圧にはVCB、低電圧にはACB（またはMCCB）を最初から指定する必要があります。 MCCB）を低電圧用に指定する必要があります。.

Q: なぜメーカーは中電圧（11kV、33kV）用のACBを作らないのですか？

A: 彼らは試みました。中電圧ACBは20世紀半ばに存在しましたが、巨大でした—部屋サイズの遮断器で、アークシュートは数メートルもの長さがありました。空気の絶縁耐力（〜3 kV/mm）が比較的低いため、33kV遮断器には、ミリメートル単位ではなく、メートル単位で測定される接点ギャップとアークシュートが必要でした。サイズ、重量、メンテナンスの負担、および火災のリスクにより、それらは非現実的でした。1960年代から1970年代に真空遮断器技術が成熟すると、中電圧ACBは廃止されました。今日、真空遮断器とSF6遮断器が中電圧市場を支配しているのは、物理学と経済学の両方が1kVを超える密閉遮断器設計を支持しているためです。それは製品の決定ではなく、エンジニアリングの現実です。 電圧上限 それは製品の決定ではなく、エンジニアリングの現実です。.

結論：電圧が最初、その他はすべてそれに続く

冒頭の2つのデータシートを覚えていますか？どちらも最大690Vの電圧定格をリストしていました。どちらも堅牢な遮断容量を主張していました。しかし、今ではご存知でしょう。 電圧は単なる数字ではなく、遮断器技術の境界線です。.

ここに、3つの部分からなる意思決定の枠組みがあります。

1. 電圧が遮断器の種類を決定する（電圧上限）

  • システム電圧≤1,000V AC → 空気遮断器（ACB）、IEC 60947-2:2024に準拠
  • システム電圧>1,000V AC → 真空遮断器（VCB）、IEC 62271-100:2021+A1:2024に準拠
  • これは交渉の余地はありません。物理学が境界を設定し、規格がそれを形式化しました。.

2. 規格が分割を形式化する（規格分割）

  • IECは市場セグメンテーションのために2つの別々の規格を作成したのではなく、空気ベースのアーク遮断が1kVを超えると失敗するという現実を成文化しました。
  • システム電圧によって、どの規格が適用されるかがわかり、どの遮断器技術を指定するかがわかります。
  • 遮断器のIEC準拠マークを確認してください：60947-2 = 低電圧、62271-100 = 中電圧

3. メンテナンスがライフサイクル経済性を決定する（メンテナンス税）

  • ACBは初期費用が安いですが、半年に一度の検査と接点交換で年間2,000〜3,000ドルの費用がかかります。
  • VCBは初期費用が高いですが、3〜5年ごとの検査のみで済み、接点の寿命は20〜30年です。
  • TCOのクロスオーバーは約3年後に発生します。15年後には、VCBは遮断器あたり20,000〜25,000ドル節約できます。
  • 中電圧アプリケーション（いずれにせよVCBを使用する必要がある場合）では、コスト上の利点はボーナスです。
  • 低電圧アプリケーション（ACBが適切な場合）では、メンテナンス税の予算を立てて、検査スケジュールを遵守してください。 メンテナンス税 検査スケジュールを遵守してください。

データシートには、電圧定格が重複して表示される場合があります。マーケティングパンフレットでは、それらが互換性があることを示唆している場合があります。しかし、物理学は交渉しませんし、あなたもそうすべきではありません。.

システム電圧に基づいて選択してください。. その他すべて—電流定格、遮断容量、メンテナンス間隔、フットプリント—最初の選択を正しく行うと、すべてが適切になります。.

適切な遮断器の選択でお困りですか？

VIOXのアプリケーションエンジニアリングチームは、世界中の産業、商業、およびユーティリティアプリケーション向けのACBおよびVCBの仕様に関する数十年の経験があります。新しい400V MCCの設計、11kV変電所のアップグレード、または頻繁な遮断器の故障のトラブルシューティングのいずれの場合でも、システム要件を確認し、パフォーマンス、安全性、およびライフサイクルコストのバランスが取れたIEC準拠のソリューションを推奨します。.

今すぐVIOXにお問い合わせください。 今日 のために：

  • 遮断器の選択とサイズ計算
  • 短絡協調調査
  • 開閉装置の改修可能性評価
  • メンテナンスの最適化とTCO分析

遮断器の種類を間違えると、費用がかかるだけでなく、危険だからです。.

著絵

こんにちは、私はジョー、専用のプロフェッショナルで12年以上の経験を電気産業です。 でVIOX電気、私は高品質の電気的ソリューションのニーズに応えております。 私の専門知識に及ぶ産業用オートメーション、住宅の配線は、商用電気システム。お問い合わせ[email protected] がることができます。

テーブルの内容
    Ajouter un en-tête pour commencer à générer la table des matières
    今すぐ見積もりを依頼する