ソーラーコンバイナーボックス、モーター制御盤、または製造施設向けの機器を選定している際に、サプライヤーから「ヒューズホルダーが必要ですか、それともヒューズ開閉器が必要ですか？」という重要な質問を受けることがあります。最初にコストを考えるのは当然です。標準的なヒューズホルダーの価格は50～100円程度ですが、ヒューズ開閉器は200～400円程度します。多回路の設置では、この差は大きく感じられます。.
しかし、ここで問題となるのは、メンテナンスチームが機器の運転中にこのデバイスを開ける可能性があるということです。もし負荷がかかった状態で誤ったデバイスを開けると、持続的な電気アークが発生し、機器の損傷、人身事故のリスク、および規制違反につながる可能性があります。本当のコストは初期購入費用ではなく、法的責任です。.
負荷がかかった状態で操作できるかどうかは、IEC 60947-3規格によってデバイスがどのように評価されているかによって決まります。その違いを理解することが、設置とチームを保護することにつながります。.
負荷遮断操作の理解：アークの問題
電流が流れている状態で電気接点が分離すると、即座に危険な事態が発生します。 ギャップにアークが形成されます。. このアークは1000℃を超える温度を発生させ、接点を溶かし、機器を損傷させ、周囲の人員に怪我を負わせるのに十分な熱エネルギーと電気エネルギーを注入します。.
標準的なヒューズホルダーは、このアークを安全に管理できません。. 接点は、内部の封じ込めや抑制なしに、単純な機械的動作によって分離します。アークは50〜200ミリ秒持続し、接点の溶着、ピッティング、または内部損傷を引き起こす可能性があります。最悪の場合、アークは初期消弧後に再点弧し、危険な状態を引き起こす可能性があります。.
ヒューズ開閉器は、このアークを安全に消弧するように特別に設計されています。. 特殊な絶縁材料で満たされた内部アーク消弧室、高速スナップアクション機構、および強化された接点を通じて、危険なエネルギーが蓄積する前に、5〜10ミリ秒で回路を遮断します。.
これは理論的な区別ではありません。IEC 60947-3規格が存在するのは、実際のアークフラッシュ事故や機器の故障が、明確な安全要件を確立しているためです。適切なデバイスを選択することは、利便性ではなく、コンプライアンスと保護です。.
ヒューズホルダーとは？AC-20無負荷時のみ
A ヒューズホルダー は、回路内でヒューズを収納し接続するように設計された取り付けコンポーネントです。安全な機械的取り付け、信頼性の高い電気的接触、および簡素化されたヒューズ交換を提供します。ヒューズを所定の位置に配置し保持するコネクタと考えてください。.
重要な制限： ほとんどの標準的なヒューズホルダーは、 AC-20使用カテゴリ. を持っています。このIEC 60947-3の指定は、デバイスが「無負荷状態でのみ開閉可能」であることを意味します。実際には、電流が流れていないときに開けることができます。回路が通電され、電流が流れているときは、安全に開けることはできません。.
一般的な構造： 上下からスプリング接点を備えたセラミックまたはフェノール製の本体、真鍮製の端子ネジ、および最小限の内部構造。このシンプルさが、安価である理由であり、バックアップヒューズ保護や、負荷がかかった状態で手動で切り替えることのない個々の回路コンポーネントなどの低リスクアプリケーションに適している理由です。.
AC-20で十分な場合： ヒューズホルダーを開ける前に、別の 漏電ブレーカー または主電源スイッチを使用して回路の電源を切断します。メンテナンス手順では、常に最初に負荷を停止し、次に遮断デバイスを開き、次にヒューズにアクセスします。.
AC-20では不十分な場合： 施設設計では、回路が通電されている間にデバイスを開ける機能が必要です。たとえば、入力DCストリングを簡単に電源オフにできない太陽光発電コンバイナーボックスや、最初にモーターを停止することがすべてのシナリオで実用的ではないモーターフィーダーなどです。.
ヒューズ開閉器とは？負荷遮断機能
A ヒューズ付き開閉器 は、手動操作ハンドルによる可視絶縁、過電流保護のための統合ヒューズ、および 負荷遮断機能. の3つの機能を1つのエンクロージャーに組み合わせています。これは、電流が流れている間に回路を安全に開くことができることを意味します。.
AC-22B定格（小誘導負荷）： デバイスは、通常、抵抗負荷、ファンや小型モーターなどの小型誘導負荷、または定格電流までの混合負荷などの小型負荷を安全に遮断できます。遮断時間は通常10〜30ミリ秒で、アークはエンクロージャー内に安全に閉じ込められます。.
AC-23A/B定格（重モーター負荷）： 高度な設計では、モーター始動電流や突入電流の高い機器などの大きな誘導負荷を遮断するように評価されています。これらのデバイスは、強化されたスナップアクション機構とより大きな消弧室を備えています。.
設計がこれを実現する方法：
- アーク消弧室： 形成されたアークを迅速に消弧するセラミック粉末または同様の絶縁材料で満たされた内部空間
- スナップアクション機構： オペレーターの速度に関係なく、迅速に分離するスプリング式接点。一貫した遮断時間を保証します。
- 強化された接点： 溶着せずに高温に耐えるように設計された銀メッキ銅接点
- メカニカルインターロック： スイッチがONの位置にある間はドアを開けることができず、通電中に誤ってヒューズが露出するのを防ぎます。
結果： 可視絶縁 （メンテナンス担当者はハンドルがOFFのときにギャップを確認できます）と安全な負荷遮断機能の両方が、ロックアウト/タグアウト要件と規制基準を満たします。.
技術比較：ヒューズホルダー対ヒューズ開閉器
| 特徴 | ヒューズホルダー（AC-20） | ヒューズ開閉器（AC-22B/AC-23） |
|---|---|---|
| 電流下の負荷遮断 | ❌ 定格なし | ✅ 定格（AC-22B小負荷、AC-23重負荷） |
| アーク消弧 | なし。エアギャップのみ | ✅ 内部消弧室 |
| 接点分離速度 | 手動/可変 | ✅ スプリング式スナップアクション（5〜10ミリ秒） |
| メカニカルインターロック | なし | ✅ ドアはONの位置でロックされます |
| 可視絶縁 | No | ✅ はい（ハンドルOFF = 明確なギャップ） |
| 主要機能 | ヒューズによる過電流保護 | 絶縁 + 保護 + 負荷遮断 |
| 負荷開閉時のアーク継続時間 | 50～200ms (危険) | 5～10ms (安全) |
| 初期費用 | $50-$150 (30-60A) | $200-$400 (30-60A) |
| メンテナンスの複雑さ | 低 | 中程度（ヒューズ交換） |
| 一般的なIEC定格 | AC-20 | AC-22B または AC-23A/B |
| 最適 | 無負荷絶縁、バックアップ保護 | 負荷時開閉、モーター制御、太陽光発電 |
| 規制遵守 | 最初に手動での停電が必要 | 適切な定格であれば、負荷状態で開閉可能 |
実用的な例：
- 制御回路に30Aのヒューズホルダーを取り付けます。標準的な手順では、負荷を停止し、上流のブレーカーを開き、停電を確認してからヒューズにアクセスする必要があります。→ AC-20が適切です。.
- 3 HPモーターフィーダーに30Aのヒューズ付き断路スイッチを取り付けます。メンテナンスのためにモーターを隔離する必要がある場合、モーターが作動している可能性があります。AC-22Bスイッチを使用すると、モーターの作動中に安全に開閉できます（ただし、NECの最良事例では最初に停止することを推奨しています）。→ AC-22B/AC-23が適切です。.
IEC 60947-3 使用区分：規格が重要な理由
AC-20 (無負荷): 無負荷または非常に小さい負荷電流のみを開閉します。大きな負荷で開くと、アークが持続します。ほとんどの標準的なヒューズホルダーはこのカテゴリに分類されます。.
AC-22B (小誘導性負荷): 小型モーター、ソレノイド、または混合抵抗-誘導性負荷などの小型誘導性負荷を開閉します。遮断時のピーク電流は通常、定格電流の最大4倍ですが、デバイスはアークを安全に抑制します。HVAC機器、小型コンベヤー、または制御回路に適しています。.
AC-23A/B (重モーター負荷): 全電圧および全電流でモーター負荷を開閉します。遮断時のピーク電流は、定格電流の10倍を超える可能性があります（全線始動の場合）。これらのデバイスは最も堅牢な消弧機能を備えており、主モーターフィーダーに使用されます。AC-23AはACモーター用です。AC-23Bはソフトスターターで始動するACモーター用です。.
これが設置にとって重要な理由： 仕様で「AC-20ヒューズホルダーのみ」が要求されており、後で施設が負荷状態でデバイスを開く必要が生じた場合、安全上のリスクが生じます。AC-22Bヒューズ付き断路スイッチを指定すると、安全マージンを維持しながら、運用上の柔軟性を計画できます。.
安全および規制要件：NEC 430.102およびNFPA 70E
米国電気工事規程（NEC）では、モーターの断路スイッチは、モーターの「見やすい場所」、つまり、目に見える場所で50フィート以内に設置する必要があります。さらに重要なことに、, NEC 430.110では、モーター断路器はモーターに適した馬力定格を持つ必要があると規定されています。, これは通常、負荷遮断機能を必要とします。.
NFPA 70E（職場の電気安全に関する規格）は、負荷状態で回路を開く場合は、アークフラッシュハザードを認識して行う必要があることを強調しています。標準的なヒューズホルダー（AC-20）を使用し、負荷状態で開くと、制御されていないアークフラッシュハザードが発生します。.
ベストプラクティス： 開く前に必ず停電してください。ただし、設置設計で通電中にスイッチを開くことが許可されている（または必要な）場合は、そのサービス用に定格されたデバイス（最低AC-22B）を使用する必要があります。.
各デバイスの使用時期
標準的なヒューズホルダー（AC-20）を使用する場合：
- メンテナンス前に常に停電される個々の回路コンポーネント
- 主回路ブレーカーまたはスイッチが負荷遮断を処理するバックアップヒューズ保護
- 負荷状態で開く誘惑がない低リスクアプリケーション
- コンプライアンスが無負荷絶縁のみを必要とするコスト重視の設置
ヒューズ付き断路スイッチ（AC-22B/AC-23）を使用する場合：
- NEC 430.110が適用され、馬力定格が必要なモーターフィーダー
- DCストリングを簡単に停電できない太陽光発電コンバイナーボックス
- 負荷状態で隔離するオプションが重要な重要なシステムにサービスを提供するHVAC機器
- 負荷遮断の柔軟性により、運用上の安全性と稼働時間が向上する産業用制御アプリケーション
- メンテナンス担当者が回路に通電中にデバイスを開く必要がある可能性のあるアプリケーション
よくある質問
Q1：緊急時に標準的なヒューズホルダーを負荷状態で開くことはできますか？
安全ではありません。物理的には可能ですが、接点、下流の機器を損傷し、人員を負傷させる可能性のある持続的なアークが発生します。最新の設置では、負荷状態での動作の可能性がある場合は、常に負荷遮断定格のデバイスを含める必要があります。負荷遮断が適切なデバイス（回路ブレーカーまたは ヒューズ付き断路スイッチ）によってデフォルトで行われるようにシステムを設計します。.
Q2：AC-20、AC-22B、およびAC-23の違いは何ですか？
これらはIEC 60947-3に規定される使用区分であり、開閉器が回路を遮断（開放）する際に安全に処理できる負荷特性を規定するものです。AC-20 = 無負荷; AC-22B = 小さな誘導性/抵抗性負荷; AC-23A/B = 重いモータ負荷。上位のカテゴリほど、より堅牢なアーク消弧設計が必要です。実際のアプリケーション要件に合致するカテゴリを使用してください。.
Q3：ヒューズ付き断路スイッチを使用する場合でも、上流の回路ブレーカーは必要ですか？
過電流保護に関して、断路器内のヒューズは回路遮断器と同等の保護を提供します。ただし、他の機能（モータスタータの過負荷保護など）については、システム設計に応じて追加の保護デバイスが必要になる場合があります。モータ分岐回路の要件については、NEC第430条を参照してください。.
Q4：負荷遮断定格の機器を使用すると、コストはどれくらい高くなりますか？
初期ハードウェアコストは通常2～3倍高い（30Aデバイスの場合、$200-400と$50-150の比較）。ただし、総所有コストには、設置、適合性検証、メンテナンス、およびダウンタイム回避が含まれます。計画外の停止やアークフラッシュ事故が1件発生すると、機器コストの差をはるかに上回ります。仕様とメンテナンスのコストに関する影響は、通常、最初に回避されたインシデントで回収されます。.
Q5：ヒューズ付き断路スイッチは、手動絶縁の必要性をなくしますか？
いいえ。負荷遮断定格のスイッチであっても、日常的な作業として負荷状態で開くべきではありません。代わりに、最初に停電することが現実的でない、またはシステム設計で柔軟な絶縁が必要なメンテナンスシナリオに対して安全な機能を提供します。最初に停電する手順を設計し、負荷遮断スイッチを制御されたバックアップ機能として使用します。.
Q6：すべてのヒューズホルダーがAC-20ですか、それとも負荷遮断バージョンはありますか？
ほとんどのモジュール式ヒューズホルダーはAC-20です。ただし、一部の最新のモジュール式設計ではAC-22B定格が適用されています。銘板を確認してください。一般に、デバイスが単純なスプリング接点設計で、内部消弧機能がない場合は、AC-20です。アーク抑制機能とスナップアクション機構が含まれている場合は、AC-22B以上です。モーターまたは負荷が重要なアプリケーションの場合は、常にデバイスの銘板で使用区分を指定して確認してください。.
要点
- 標準的なヒューズホルダー（AC-20）は、負荷状態での開閉用に定格されていません。. 電流が流れている間に開くと、アークが持続し、機器の損傷リスクと安全上の危険が生じます。.
- ヒューズ付き断路スイッチ（AC-22B/AC-23）は、安全な負荷遮断動作のために設計されています。. 内部アーク抑制およびスナップアクション機構により、アークが閉じ込められ、遮断時間が5〜10ミリ秒に制限されます。.
- 選択は、デバイスの使用方法によって異なります。. 手順で常に最初に停電する場合は、ヒューズホルダーで十分な場合があります。運用上の柔軟性またはシステム設計で負荷状態での開閉が必要な場合は、最低AC-22Bを指定してください。.
- 仕様とトレーニングが重要です。. メンテナンスチームが違いを理解し、それに応じて手順に従うようにしてください。適切なデバイスへの$300の投資は、機器の損傷または負傷による規制上の責任よりも安価です。.
- すべてのスイッチの銘板にあるIEC 60947-3使用区分を確認してください。. 憶測せず、設置された機器がお客様の運用要件に適合していることを確認してください。.
特定のアプリケーションにおける負荷開閉定格についてご不明な点がありますか？VIOX Electricの技術チームにご連絡いただき、お客様の設置要件についてご相談ください。IECおよびNEC規格への準拠を保証します。.
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