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A ヒューズの動作時間-電流特性曲線（TCC） 過電流の増加に伴い動作時間がどのように変化するかを示します。読み取るには、対数軸である横軸で必要な電流値を見つけ、そこから垂直に移動して該当するヒューズ定格の曲線に合わせ、次に水平に移動して対数軸である縦軸から時間を読み取ります。必要な時間が分かっていて対応する電流を求める場合は、この手順を逆にたどります。.
この追跡方法は作業の半分に過ぎません。結果を使用する前に、そのシートが何を示しているかを確認してください。 最小溶断（アーク前）、平均溶断、または全遮断. 。公称平均溶断線は保証された遮断限界ではなく、TCCはヒューズの定格電圧、遮断容量、I²t、ピーク通過電流、またはメーカーの協調データに代わるものではありません。.
曲線を読み取る前に確認すべき6つの項目
軸から読み始めないでください。まずはドキュメントのタイトルブロックと凡例から確認してください。.
| チェック | 記録すべき事項 | 次の場合には停止してください： |
|---|---|---|
| ヒューズファミリー | メーカーおよび正確なシリーズまたはクラス | この曲線は異なるシリーズのものです |
| ヒューズ定格 | 特定のアンペア曲線または帯域 | 必要な定格が欠落しており、補間は許可されていません |
| カーブタイプ | 最小溶断、平均溶断、または全遮断 | 曲線タイプが記載されていないか、確認できません |
| 電流基準 | アンペア、キロアンペア、または定格電流の倍数 | 軸の単位が不明確です |
| 時間基準 | 秒、サイクル、またはその他の規定単位 | プロジェクトの要件をプロットされた単位に変換することはできません |
| 条件および注記 | AC/DC基準、試験電圧、周囲温度の前提条件、予備負荷、許容差、周波数、またはその他のメーカー注記 | 対象のシステムは公開されている条件の範囲外です |
外観が類似したヒューズから取得した曲線は代用になりません。定格電流が同じ2つのヒューズリンクであっても、使用カテゴリー、エレメント設計、時間-電流特性、および通過性能が異なる場合があります。 VIOXヒューズリンク用語ガイド では、交換可能なヒューズリンクとヒューズシステム全体を個別に指定する必要がある理由を説明しています。.
電流-時間特性の読み方（5ステップ）
設計上の疑問が次のような場合に、この手順を使用してください：
規定の電流において、このヒューズが溶断または遮断するまでにおよそどのくらいの時間がかかりますか？
ステップ1：正確な曲線を選択する
正しいヒューズファミリー内で、必要なアンペア定格がラベル付けされた線または帯を見つけます。1枚のシートに多くの定格がまとめて表示されている場合があります。対数グラフ上では特に、間隔が狭い曲線は混同しやすいため注意してください。.
期待される結果： 文書化されたメーカーの製品ファミリーおよびアンペア定格に関連付けられた、特定された1つの曲線または帯域。.
停止条件： メーカーがその手法を明示的に許可しているか、中間データを提供している場合を除き、隣接する定格間の曲線を推定しないでください。.
ステップ2：横軸上の電流を確認する
軸のラベルを注意深く読み取ってください。横軸には以下が表示されている場合があります：
- アンペア単位の実際の電流、;
- キロアンペア単位の予測電流、または
- 2 × Inや10 × Inのような、定格電流の倍数としての電流。.
軸が倍数を使用している場合は、チャートに入る前にその倍数を計算してください：
電流倍率 = 印加電流 / ヒューズ定格電流20 Aのヒューズに100 Aが流れる場合、印加電流は5 × Inとなります。この計算によって軸上の点が特定されますが、正しい曲線がなければ動作時間を予測することはできません。.
期待される結果： チャートと同じ単位で表された1つの電流値。.
停止条件： アンペアとInの倍数を混同しないようにしてください。.
ステップ3：曲線または帯域に向かって垂直に移動する
選択した電流値から、正しいヒューズ曲線に交差するまで垂直に線を引きます。.
グラフが単一の平均溶断線を示している場合、その交点が公称値となります。帯域、または最小溶断境界と全遮断境界が個別に示されている場合は、両方の交点を記録してください。.
期待される結果： 公称線の場合は1つの交点、時間範囲の場合は2つの交点。.
停止条件： 垂直線が複数のヒューズ定格と交差している場合は、作業を続行する前に凡例を再度確認してください。.
ステップ4：時間軸に向かって水平に移動します
交点からy軸に向かって水平にたどります。対数目盛を使用して時間を読み取ります。.
1秒と10秒の中間点は5.5秒ではありません。10を底とする対数スケールでは、幾何学的な中間点は約3.16秒です。線形的な目視補間ではなく、実際のシートに記載されている補助目盛を使用してください。.
期待される結果： 公称時間または制限された時間範囲。その横に曲線タイプが記載されています。.
ステップ5：結果を修飾子とともに記録します
有用なエンジニアリングノートの例を以下に示します：
ヒューズ：[メーカー、シリーズ、定格]
印加電流：[AまたはInの倍数]
曲線タイプ：[最小溶断 / 平均溶断 / 全遮断]
読み取り結果：[時間または範囲]
ドキュメント：[データシート番号およびリビジョン]
条件/制限：[関連する注記]「ヒューズが0.2 sで開放する」とだけ記録してはなりません。曲線タイプと出典がなければ、他の読者はその0.2 sが最小溶断時間、公称溶断時間、あるいは最大全遮断時間のいずれであるかを判断できません。.
電流－時間特性の読み方
設計要件が逆になる場合があります：
このヒューズが目標時間内に動作するために必要な電流はどれくらいか？
縦軸の目標時間から開始し、水平方向に移動して選択した曲線または帯域に合わせ、次に垂直方向に下へ移動して電流軸を読み取ります。.
この方向（読み取り方）は、以下を確認する際に有用です：
- 既知の故障電流が目標とする動作時間領域に達しているかどうか;
- 短い突入パルスがヒューズの溶断領域に入っているかどうか;
- 同一ヒューズファミリー内で、定義された時間-電流要件に最も近い公開定格はどれか。.
その答えは、公開されている曲線タイプに依存します。平均溶断曲線から読み取った電流値は、その時間内での最大遮断を保証するものではありません。.
計算例：公開されているMersen AJT30曲線の読み取り
Mersenの1ページ資料 時間-電流曲線の読み方 は、AJTタイムディレイClass Jファミリーを使用しています。このシートには次のように記載されています。 溶断時間-電流データ, 、またMersenは、その連続曲線を公称平均溶断時間として説明しています。.
公開されている AJT30 曲線：
- x軸の 160 A.
- の位置から垂直に移動し、 30 A 曲線に合わせます。.
- 水平に移動して時間軸を確認します。.
- 公開されている読み取り値は 10秒.
逆方向に読み取る場合：
- y軸上の以下の値から入る： 0.1秒.
- 水平方向に移動して 30 A 曲線に合わせます。.
- 電流軸まで下方に移動する。.
- 公開されている読み取り値は 320 A.
| 質問 | 公開されている曲線経路 | Mersen社の例における結果 |
|---|---|---|
| 160 Aではどのくらいの時間がかかりますか？ | 160 A → AJT30曲線 → 時間軸 | 10 s |
| 0.1 sではどのくらいの電流になりますか？ | 0.1 s → AJT30曲線 → 電流軸 | 320 A |
これらの値は、当該メーカーの曲線の読み方を示すものです。これらは すべての30 Aヒューズに共通する値ではありません, 。また、これらは公開されている平均溶断特性を表すものであり、すべてのAJT30が正確にその時間で回路を完全に遮断することを一律に保証するものではありません。最終的な選定にあたっては、定格電圧、遮断容量、用途、およびその他のメーカーデータが引き続き適用されます。.
最小溶断時間、平均溶断時間、および全遮断時間はそれぞれ異なります
曲線の周囲にあるラベルが、その数値の意味を決定します。.
| 曲線または用語 | それが表すもの | 適切な使用方法 | それが証明しないこと |
|---|---|---|---|
| 最小溶断 / 最小プレアーク | 規定の電流においてヒューズエレメントが溶断する最も早い時間 | ライドスルーおよび協調境界の確認 | 最終遮断時間 |
| 平均溶断 | 公称または標準的な素子の溶断特性 | 一般的な比較および近似特性 | 保証最小値または最大値 |
| アーク時間 | 素子が溶断してから電流が遮断されるまでの時間 | 溶断から遮断までのギャップの理解 | 故障発生からの合計応答時間 |
| 合計遮断時間 | 溶断時間とアーク時間の合計 | 公表されている場合の最大遮断境界 | 通過エネルギーおよび耐量データを確認しない機器保護 |
| 許容誤差帯 | 関連する最小および最大曲線によって制限される範囲 | 保守的な時間範囲の解釈 | 単一の正確な動作時間 |
Eatonは遮断時間を、過電流の発生から最終的な回路遮断までの合計間隔と定義しており、これには溶断時間とアーク時間が含まれます。Mersenの選択協調ガイダンスも同様に、最小溶断曲線と全遮断曲線を区別しており、平均線ではなくそれらの境界を使用してデバイス間の分離を評価しています。.
用語は地域やメーカーによって異なる場合があります。「プリアーキング（Pre-arcing）」は、エレメントが溶断する前の期間を指す言葉として一般的に使用されますが、一部の文献では「溶断時間（melting time）」が使用されています。すべてのカタログが同一のラベルを使用していると想定せず、正確なデータソースに記載されている定義を確認してください。.
両軸が対数軸である理由
ヒューズの動作は、電流と時間の広範囲にわたります。1つのチャートで、長時間にわたる過負荷動作と、1サイクル未満の高電流動作の両方を表示する必要がある場合があります。対数軸を用いることで、それらの桁を読み取り可能なグラフに圧縮できます。.
10を底とする軸において：
| 主要間隔 | 一般的な中間値 |
|---|---|
| 1から10 | 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 |
| 10から100 | 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 |
| 0.01から0.1 | 0.02、0.03、0.04、0.05など |
10と20の間の視覚的な間隔は、20と30の間の間隔とは異なります。チャートの解像度が判断に不十分な場合は、小さな画像から推測するのではなく、メーカーのデジタルデータ、協調ソフトウェア、またはより鮮明な曲線を入手してください。.
曲線読み取りをエンジニアリングチェックに変換する
時間-電流特性の読み取りは、回路要件と比較して初めて有用となります。通常、3つのプロファイルが重要です。.
1. 通常負荷および突入電流プロファイル
予想される始動電流、励磁電流、充電電流、またはその他の過渡電流の大きさと持続時間をプロットまたは記述します。そのプロファイルが、必要な設計マージンおよび動作条件下で、メーカーの溶断境界の外側に留まることを確認してください。.
単にアンペア定格を上げるだけで誤動作を解決しようとしないでください。その変更は、導体や機器の保護を弱める可能性があります。ヒューズのファミリー、時間遅延特性、周囲条件、ホルダーの熱制限、および実際の突入電流波形を確認してください。.
2. 保護対象の導体または機器の制限
ヒューズの遮断境界と、適用される導体または機器の耐量情報を比較してください。ヒューズは、保護対象の許容熱限界または損傷限界を超える前に、損傷を及ぼす過電流を遮断する必要があります。.
一般的なTCC単独ではこれを確立できません。必要な制限値は、適用される設計手法、機器データ、または対象市場の当局から取得する必要があります。.
3. 上流および下流の保護
直列に接続された2つのヒューズの場合、従来の曲線チェックでは以下を使用します。 下流側デバイスの全遮断境界 そして 上流側デバイスの最小溶断境界. 。評価範囲全体において下流側の全遮断曲線が上流側の最小溶断曲線から分離している場合、そのプロット範囲内では下流側のヒューズが先に動作すると予測されます。.
これはスクリーニングルールであり、普遍的な協調証明ではありません。Mersen社は、電流制限デバイスや遮断器の瞬時動作が関与する場合、従来のTCC解析では選択性を正確に表現できない可能性があると指摘しています。メーカーの選択性表、試験済み組み合わせ、ピーク電流データ、I²tデータ、または正式な保護検討が必要となる場合があります。.
個別の技術比較については、VIOXの ヒューズ対MCB応答時間ガイドを使用してください. 。ブレーカーのB/C/D特性および電子式トリップ曲線については、 回路遮断器トリップ曲線ガイドを使用してください.
I²tが適用される範囲とTCCが終了する範囲
TCCは電流の大きさと時間との関係を示すものです。. I²t 時間に対する電流の二乗の積分を記述します：
I²t = ∫ i²(t) dt故障電流は遮断中に変化するため、積分値を用いる方が、想定される一定の電流値に時間を乗じるよりも正確です。.
ヒューズのデータは以下のように区別される場合があります：
- 溶断またはプレアークI²t： 素子が溶断するまでのエネルギー積分値。;
- アークI²t： アーク発生中のエネルギー積分値。;
- 全遮断I²t： 最終的な遮断までの合計積分値。.
メーカーの正確な定義および試験条件を使用してください。Eatonのヒューズ技術ガイダンスでは、パルスI²tとヒューズ溶断I²tの比較において、アプリケーションの波形および製品ガイダンスを考慮する必要があることが強調されています。また、Littelfuseは、時間-電流特性曲線とピーク通過電流曲線を分けており、後者は電流制限遮断中に実際に流れるピーク電流に対応しています。.
以下の判断が必要な場合、TCCのみでは不十分です：
- 半導体またはパワーエレクトロニクス機器の耐量；;
- 電流制限領域における高い想定短絡電流；;
- ピーク電磁機械的ストレス；;
- カスケード接続、バックアップ保護、または試験済みの選択的組み合わせ；;
- 回路遮断器の瞬時領域に入るヒューズと回路遮断器の混在システム；;
- プロジェクト固有の選択性要件への適合。.
そのような場合は、メーカーのI²tテーブル、ピーク通過電流チャート、選択性テーブル、正確なデバイス曲線、および必要な調査データを取得してください。.
一般的な読み取りエラーと是正措置
| エラー | なぜ失敗するのか | 是正措置 |
|---|---|---|
| 正確な定格ではなく、最も近いヒューズ定格を読み取ってしまう | 隣接する定格では曲線が大きく異なる場合がある | 正確な定格曲線を取得すること |
| 平均線を保証された限界値として扱う | 平均溶断時間は許容誤差を含んでおらず、アーク時間も含まれていない可能性がある | 最小溶断時間および全遮断時間の境界を使用すること |
| 対数軸を線形として読み取ること | 推定値が公開値から大きく乖離する可能性があること | ラベル付けされた対数目盛に従うこと |
| アンペアとInの倍数を混同すること | 曲線を読む前にx軸のポイントが誤ったものになること | 単位を明示的に変換すること |
| 「遮断（opens）」が常に全遮断を意味すると想定すること | メーカーの用語や曲線のラベルは異なります | 文書内の正確な用語を記録してください |
| 関連性のない試験基準に基づく曲線の比較 | 見かけ上の分離が同一条件を表しているとは限りません | 互換性のあるメーカーまたはプロジェクトのデータを使用してください |
| 限流領域においてTCCのみを使用する場合 | ピーク電流およびエネルギーが結果を左右する可能性があります | I²t、ピーク通過電流、および選択性データを確認してください |
| アンペア定格のみで選定すること | 電圧、遮断容量、クラス、ホルダ、および用途が未解決のままです | ヒューズの仕様を完全に記入してください |
ヒューズTCC読み取りワークシート
この表を設計記録または調達レビューにコピーしてください。.
| フィールド | プロジェクト入力 |
|---|---|
| メーカー | |
| ヒューズファミリー / シリーズ | |
| カタログ番号 | |
| 定格電流 | |
| 定格電圧およびAC/DC基準 | |
| 遮断容量 | |
| 曲線図面および改訂 | |
| カーブタイプ | |
| 横軸の単位 | |
| 縦軸の単位 | |
| 印加電流または要求時間 | |
| 溶断時間の値または範囲を読み取る | |
| 全遮断時間の値または範囲を読み取る | |
| 負荷/突入電流プロファイルの確認済み | はい / いいえ |
| 保護対象機器または導体の制限を確認済み | はい / いいえ |
| 上流/下流の協調を確認済み | はい / いいえ |
| I²tデータが必要であり、確認済み | はい / いいえ / 該当なし |
| ピーク通過電流データが必要であり、確認済み | はい / いいえ / 該当なし |
| メーカーの選択遮断表または検討が必要 | はい / いいえ / 該当なし |
| 前提条件および未解決事項 |
完全なヒューズ仕様には、適切な利用カテゴリーまたはヒューズクラス、物理的形状、ホルダーの互換性、および適用条件も必要です。まずは以下から始めてください。 VIOX電気ヒューズガイド （より広範なデバイスおよび選定の背景については、以下を使用してください） IEC 60269ヒューズ選定ガイド （IECクラスおよびシステム境界については、以下を使用してください。その後、以下を製品ファミリー評価の商業的ルートとして使用してください） VIOXヒューズ製品ページ 製品カタログ.
ヒューズを承認する前の最終確認
妥当性のあるTCC結果は、以下の5つの質問すべてに回答できるものである必要があります。
- これは正確なメーカーの製品ファミリーおよびアンペア定格ですか？
- 結果は最小溶断、平均溶断、または全遮断のいずれを示していますか？
- 対数目盛は正しい単位で読み取られましたか？
- そのヒューズは意図した負荷プロファイルに耐え、適用される損傷境界に達する前に遮断しますか？
- TCCだけでは不十分な場合、I²t、ピーク通過電流、選択性表、およびその他の定格は確認済みですか？
回答が不確かな場合は、選定を暫定的なものとしてください。確認可能な製品問い合わせについては、システム電圧、AC/DCデューティ、通常電流、突入電流プロファイル、想定短絡電流、ヒューズクラス、必要な動作時間、ホルダー形式、および協調要件を以下に送付してください。 [email protected].
