回路遮断器における温度上昇の理解：なぜ重要なのか
すべての回路遮断器は、通常の動作中に熱を発生させます。電流が内部コンポーネント（接点、バイメタルストリップ、端子）を流れる際、抵抗によって熱エネルギーが生成されます。ある程度の発熱は避けられませんが、過度の温度上昇は絶縁劣化、接点の摩耗促進、不要なトリップを引き起こし、最終的には壊滅的な故障につながる可能性があります。.
電気エンジニアおよびパネルビルダーが仕様を決定するにあたり MCB そして MCCB, 、温度上昇制限を理解することは、単なるコンプライアンスの問題ではなく、長期的な信頼性と安全性を確保することです。IEC 60947-2（MCCB用）とUL 489（北米規格）の両方が、VIOXのようなメーカーが厳格な型式試験を通じて満たす必要のある、正確な熱性能要件を定めています。.
温度上昇 vs. 絶対温度：重要な区別
具体的な制限について掘り下げる前に、以下の違いを理解することが不可欠です。 温度上昇（ΔT） そして 絶対温度:
- 温度上昇（ΔT）：周囲温度を超える温度の上昇。単位は摂氏または華氏
- 絶対温度：コンポーネントの実際の測定温度。周囲温度と温度上昇の合計
ほとんどの規格では、標準校正温度40℃（104°F）を想定して温度上昇制限を規定しています。これは次のことを意味します。
絶対温度 = 周囲温度 + 温度上昇
例えば、50℃の上昇制限がある端子が40℃の周囲温度で動作する場合、絶対温度は90℃に達します。これは、多くの導体絶縁タイプの最大安全動作点です。.
UL 489 温度上昇要件
UL 489は、北米の設備で使用されるモールドケース回路遮断器に対する包括的な熱試験要件を定めています。この規格では、標準定格（80%連続）と100%定格の遮断器を区別しています。.
表1：UL 489 温度上昇制限の概要
| コンポーネント/場所 | 標準定格遮断器（80%） | 100%定格遮断器 | 参照条項 |
|---|---|---|---|
| 配線端子 | 50℃上昇（40℃周囲温度で90℃絶対温度） | 60℃上昇（40℃周囲温度で100℃絶対温度） | UL 489 §7.1.4.2.2 / §7.1.4.3.3 |
| 金属製ハンドル/ノブ | 最大絶対温度60℃ | 最大絶対温度60℃ | UL 489 §7.1.4.1.6 |
| 非金属製ハンドル/ノブ | 最大絶対温度85℃ | 最大絶対温度85℃ | UL 489 §7.1.4.1.6 |
| 内部接点 | 特定の制限なし（耐久性試験済み） | 特定の制限なし（耐久性試験済み） | UL 489 §8.7 |
| エンクロージャー表面 | 材料と場所によって異なる | 材料と場所によって異なる | UL 489 §7.1.4 |
重要な考察：標準定格と100%定格の遮断器間の端子温度上昇の10℃の差（50℃対60℃）は、定格電流で連続的に動作する場合の追加の熱ストレスを反映しています。これが 100%定格遮断器 が、強化された端子設計と放熱を必要とする理由です。.
IEC 60947-2 および IEC 60898-1 温度要件
国際規格は、熱性能に対して同様ですが、わずかに異なるアプローチを取っています。
表2：IEC 60947-2 vs IEC 60898-1 温度要件の比較
| パラメータ | IEC 60947-2（MCCB – 産業用） | IEC 60898-1（MCB – 住宅用） | 主な違い |
|---|---|---|---|
| 基準周囲温度 | 40℃（一部のアプリケーションでは30℃の場合あり） | 30℃標準基準 | 産業用 vs. 住宅用校正 |
| 端子温度上昇 | 端子タイプに応じて50〜70℃ | ネジ端子の場合60℃ | 材料固有の制限 |
| 操作ハンドル | 55℃上昇（金属製）、70℃上昇（絶縁性） | 同様の要件 | ユーザー接触安全性 |
| エンクロージャー表面 | 材料に応じて60〜80℃上昇 | 一般的に60℃上昇 | 汚染度によって異なる |
| 熱トリップ校正 | 定格電流、40℃周囲温度 | 定格電流、周囲温度30°C | 影響 ディレーティング係数 |
重要な注記：IEC 60947-2は以下に適用されます モールドケース回路遮断器（MCCB） より高い故障レベルとより厳しい環境条件を伴う産業用アプリケーション向けに設計されており、IEC 60898-1は住宅および軽商業用の小型回路ブレーカーを規定しています。.
さまざまな周囲条件下での絶対最大温度
実際の設置環境が標準の40°Cの校正温度で動作することは稀です。さまざまな周囲条件下での絶対温度制限を理解することは、適切なアプリケーションにとって非常に重要です。.
表3：さまざまな周囲条件下での絶対最大温度
| 周囲温度 | 標準定格端子（50°C上昇） | 100%定格端子（60°C上昇） | 金属製ハンドル（最大60°C） | 非金属製ハンドル（最大85°C） |
|---|---|---|---|---|
| 19.5V – 24.2V | 75°C (167°F) | 85°C (185°F) | 60°C (140°F) | 85°C (185°F) |
| 30°C (86°F) | 80°C (176°F) | 90°C (194°F) | 60°C (140°F) | 85°C (185°F) |
| 17.5V – 22.0V | 90°C (194°F) | 100°C (212°F) | 60°C (140°F) | 85°C (185°F) |
| 50°C (122°F) | 100°C (212°F) ⚠️ | 110°C (230°F) ⚠️ | 60°C (140°F) | 85°C (185°F) |
| 60°C (140°F) | 110°C (230°F) ❌ | 120°C (248°F) ❌ | 60°C (140°F) | 85°C (185°F) |
⚠️ = ディレーティングまたは強化された冷却が必要
❌ = 一般的な導体絶縁定格を超える（90°C THHN/XHHW）
重要：周囲温度が高い場合、端子は標準の75°Cまたは90°Cの導体絶縁の温度定格を超える可能性があります。これが 温度による電気的ディレーティング が高温環境で重要になる理由です。.
熱試験手順と校正
UL 489とIEC 60947-2の両方で、メーカーは広範な熱試験を実施する必要があります。
- 試験設定：ブレーカーは、意図された構成（密閉または開放）で取り付けられ、定格電流まで負荷されます
- 安定化期間：熱平衡に達するまで、最低3時間の連続運転
- 測定ポイント：熱電対を端子、ハンドル、およびエンクロージャー表面に配置
- 周囲温度制御：試験は40°Cの周囲温度（UL 489）またはメーカーが宣言した基準温度（IEC）で実施
- 合格/不合格基準：すべての測定ポイントは、指定された温度上昇制限を下回る必要があります
VIOXはすべての 回路ブレーカー設計 について、認定された研究所で熱試験を実施し、IECとULの両方の要件への準拠を保証しています。この二重認証により、当社の製品は自信を持ってグローバル市場にサービスを提供できます。.
赤外線サーモグラフィー：実用的な温度監視
赤外線（IR）サーモグラフィーは、非侵襲的な回路ブレーカー温度監視の業界標準となっています。ただし、適切な解釈には、技術と規格の両方の理解が必要です。.
表4：IRサーモグラフィー解釈ガイド
| 温度上昇（ΔT） | 熱的特徴 | 推奨される措置 | 緊急度 |
|---|---|---|---|
| 周囲温度より0〜10°C高い | 熱画像上の緑/青 | 通常動作。ベースラインを文書化 | 定期 |
| 周囲温度より10〜20°C高い | 熱画像上の黄色 | 傾向を監視。負荷が定格内にあることを確認 | 低優先度 |
| 周囲温度より20〜30°C高い | 熱画像上のオレンジ色 | 接続を調査。端子トルクを確認。導体サイズを確認 | 中優先度 |
| 周囲温度より30〜40°C高い | 熱画像上の赤色 | 直ちに検査をスケジュール。接続の緩み、腐食、または過負荷を確認 | 高優先度 |
| 周囲温度より40℃超 | サーモグラフィーで濃い赤/白 | 即時対応が必要; 潜在的な安全上の危険; 交換計画 | 致命的 |
IRスキャンのためのベストプラクティス:
- スキャン前に最低3時間の定常状態運転を許可する
- 正確なΔT計算のために周囲温度を別途測定する
- 同様の負荷条件下で類似のブレーカーを比較して、異常値を特定する
- 経時的な測定値を記録して、劣化傾向を特定する
- 放射率設定を考慮する（通常、塗装面で0.95、むき出しの銅で0.3〜0.5）
ホットサーキットブレーカーのトラブルシューティング
サーモグラフィーまたは物理的な検査で温度上昇が明らかになった場合、体系的なトラブルシューティングが不可欠です。.
表5：トラブルシューティングガイド–温度と問題の診断
| 症状 | 考えられる原因 | 診断手順 | 液 |
|---|---|---|---|
| ホット端子のみ | 接続不良、導体サイズ不足、高抵抗ジョイント | トルク仕様を確認する; 腐食を検査する; 導体の許容電流を確認する | 端子を再トルクする; 接点を清掃する; 必要に応じて導体を大きくする |
| ホットブレーカー本体 | 過負荷状態、バイメタルの劣化、内部接点の摩耗 | 実際の負荷電流を測定する; ブレーカーの定格と比較する; トリップカーブを確認する | 負荷を減らす; 寿命末期に近い場合はブレーカーを交換する |
| ホットハンドル | 接点/バイメタルからの内部熱伝達（ある程度は正常） | ハンドルの温度を確認する <60°C (metallic) or <85°C (non-metallic) | 制限内であれば、対応不要; 超えている場合は、ブレーカーを交換する |
| パネル全体がホット | 換気不足、過度のグループ化、高い周囲温度 | エンクロージャーの換気を確認する; パネル内の周囲温度を測定する; レビュー ディレーティング係数 | 換気を改善する; 冷却を追加する; NEC/IECに従ってブレーカーをディレーティングする |
| 1つのブレーカーが、同一の隣接ブレーカーよりも著しく高温 | 内部欠陥、接点の劣化、校正のずれ | 同様の負荷条件下で類似のブレーカーの温度を比較する | 疑わしいブレーカーを交換する; 根本原因を調査する |
交換時期：ブレーカーが適切な負荷条件下でも、温度上昇制限を超えて一貫して動作する場合は、交換が必須です。過熱したブレーカーを継続して動作させると、絶縁不良、火災、または過電流保護の喪失のリスクがあります。詳細については、 悪い回路ブレーカーの識別.
導体絶縁の適合性
温度上昇制限の重要な側面でありながら、見過ごされがちなのは、導体絶縁定格との関係です。NECおよびIEC規格では、導体絶縁の温度定格が端子温度以上である必要があります。.
一般的な導体絶縁の種類:
- 60°C (140°F)：TW、UF（古い設備）
- 75°C (167°F)：THW、THWN、RHW、USE
- 90°C (194°F)：THHN、THWN-2、XHHW-2、RHH、RHW-2
50°C上昇（周囲温度40°Cで絶対温度90°C）の標準定格ブレーカーの場合、90°C絶縁は適切なマージンを提供します。ただし、60°C絶縁は不適切であり、早期に故障する可能性があります。.
重要なルール：常に、導体絶縁の温度定格が、予想される最大周囲条件下での端子の絶対温度以上であることを確認してください。これは、高温環境または 100%定格遮断器.
IECとUL規格：主な違い
IEC 60947-2とUL 489は同様の目的を共有していますが、製品の選択に影響を与えるいくつかの重要な違いがあります。
| 側面 | IEC 60947-2 | UL 489 | インパクト |
|---|---|---|---|
| 基準周囲温度 | 40°C（変動する可能性あり） | 40°C（固定） | IECはメーカーが宣言した基準を許可する |
| 端子温度上昇制限 | 材料依存（50〜70°C） | 固定（標準50°C、100%の場合は60°C） | IECは端子構造に基づいてより柔軟 |
| エンクロージャー試験 | 代表的なエンクロージャーで試験 | 最小の可能性のあるエンクロージャーで試験 | ULの方が潜在的に保守的 |
| 連続定格 | 100%はデフォルトで連続 | 80%は100%とマークされていない限り連続 | IECブレーカーは一般的に連続使用に対してより堅牢 |
| ディレーティングに関するガイダンス | メーカー提供のカーブ | NECによる適用ガイダンス | 高温環境へのさまざまなアプローチ |
グローバル市場に対応するパネルメーカー向けに、VIOXは両方の規格で認証された回路ブレーカーを提供し、設置場所に関係なくコンプライアンスを保証します。当社の 品質保証プロセス 最も厳しい要件に対する熱性能を検証します。.
実用的なアプリケーションガイドライン
パネルメーカー向け:
- ブレーカーの温度定格がアプリケーション環境と一致することを常に確認してください
- エンクロージャーの加熱効果を考慮してください。内部の周囲温度は室温より10〜20°C高くなる可能性があります
- 試運転中に熱画像を使用して、基準温度を確立します
- 予防メンテナンスプログラムの一環として、定期的なIRスキャンを実施します
- 傾向分析のために、すべての温度測定値を文書化します
施設管理者向け:
- 重要な配電機器の年次熱調査をスケジュールします
- メンテナンス担当者をトレーニングして、異常な熱パターンを認識させます
- 調査を開始する温度しきい値を確立します（通常、ΔT > 20°C）
- IRスキャンの記録を保持して、劣化傾向を特定します
- 熱劣化を示しているブレーカーのプロアクティブな交換のために予算を立てます
電気工事請負業者向け:
- 取り付け中に端子トルクの仕様を確認します。緩い接続は、高温端子の一般的な原因です
- アルミニウム導体に酸化防止剤を使用して、高抵抗の接合を防ぎます
- 熱放散を促進するために、パネル内のブレーカー間に適切な間隔を空けます
- 考慮する 周囲温度によるディレーティング 高温環境下で
- 将来の参照のために、設置条件を文書化します
FAQ：回路ブレーカーの温度上昇
Q：回路ブレーカー端子の最大安全温度はどれくらいですか？
A：UL 489に基づく標準定格のブレーカーの場合、端子は絶対温度90°C（周囲温度40°Cを超える50°Cの上昇）を超えてはなりません。100%定格のブレーカーの場合、制限は絶対温度100°C（60°Cの上昇）です。IEC 60947-2にも同様の制限がありますが、端子の材質と構造によって異なる場合があります。必ず特定のブレーカーのデータシートを確認してください。.
Q：回路ブレーカーが過熱しているかどうかをどのように知ることができますか？
A：赤外線サーモグラフィーを使用して、周囲温度を超える温度上昇を測定します。ΔTが30°Cを超える場合は、直ちに調査してください。物理的な兆候には、端子付近の絶縁体の変色、焦げ臭い臭い、または ブーンという音/ハム音. が含まれます。ブレーカーのハンドルが触って不快なほど熱い場合（金属の場合は>60°C、プラスチックの場合は>85°C）、通常のパラメータ外で動作している可能性があります。.
Q：温度上昇と絶対温度の違いは何ですか？
A：温度上昇（ΔT）は周囲温度を超える上昇であり、絶対温度は実際に測定された温度です。たとえば、周囲温度40°Cで85°Cの端子は、45°Cの温度上昇があります。規格は周囲条件が異なるため、上昇制限を指定しますが、絶対温度は絶縁体の適合性を決定します。.
Q：回路ブレーカー端子に60°C定格のワイヤーを使用できますか？
A：通常はできません。ただし、ブレーカーが60°C終端用に特別に定格されており、制御された環境で動作する場合は除きます。最新のブレーカーのほとんどは、最小75°Cの導体絶縁を想定しています。周囲温度40°Cで50°Cの端子上昇がある場合、絶対温度90°Cに達し、60°Cの絶縁制限を大幅に超えます。常に端子温度定格と一致させるか、超えるようにしてください。.
Q：ブレーカーでIR測定を行う前に、どれくらい待つ必要がありますか？
A：ブレーカーが熱平衡に達するまで、定常負荷で最低3時間の連続運転を許可します。ブレーカーおよび周囲のエンクロージャーの熱質量が安定するまでに時間がかかります。重要な測定の場合は、4〜6時間が望ましいです。早すぎる測定は、実際の動作温度を過小評価します。.
Q：UL 489は100%定格のブレーカーについて何と言っていますか？
A：UL 489の7.1.4.3.3項では、100%定格のブレーカーは、最大60°Cの端子温度上昇（標準ブレーカーの場合は50°C）を持つことができ、周囲温度40°Cで絶対温度100°Cになることが許可されています。これらのブレーカーは、「定格の100%での連続運転に適しています」と明記されている必要があり、通常、強化された端子設計と放熱機能を備えています。.
要点
- 温度上昇制限は安全上重要です：UL 489およびIEC 60947-2は、回路ブレーカーの絶縁不良、接点劣化、および火災の危険を防ぐために、最大温度上昇値を確立しています。.
- 標準ブレーカーと100%定格ブレーカーは10°C異なります：標準ブレーカーは50°Cの端子上昇（周囲温度40°Cで絶対温度90°C）を許可しますが、100%定格ブレーカーは60°Cの上昇（絶対温度100°C）を許可します。これは、連続運転アプリケーションにとって重要な違いです。.
- 絶対温度 = 周囲温度 + 上昇：特に高温環境では、標準の40°Cの校正温度だけでなく、実際の周囲条件に基づいて常に絶対端子温度を計算してください。.
- 導体絶縁は端子温度と一致する必要があります：最新のブレーカーには90°C定格の導体（THHN、XHHW-2）を使用してください。60°Cの絶縁はほとんどのアプリケーションには不十分であり、コード要件に違反します。.
- IRサーモグラフィーには3時間以上の安定化が必要です：熱画像は、回路ブレーカーが熱平衡に達した後にのみ正確になります。早すぎる測定は、実際の動作温度を過小評価します。.
- ΔT > 30°Cは直ちに調査が必要です：周囲温度を超える30°Cを超える温度上昇は、緩い接続、過負荷、または迅速な是正措置を必要とする内部劣化を示しています。.
- IECおよびUL規格は基本で一致しています：テスト手順はわずかに異なりますが、IEC 60947-2とUL 489の両方が同様の端子温度制限を対象としており、グローバルな安全基準を保証しています。.
- 予防メンテナンスは故障を防ぎます：定期的な熱調査、適切な端子トルク、および傾向分析は、ダウンタイムまたは安全事故を引き起こす前に問題を特定します。IR機器とトレーニングに投資してください。.
最も厳しい熱性能要件を満たす信頼性の高い回路保護のために、VIOXの完全なラインを検討してください MCB そして MCCB IECおよびUL規格に準拠して設計されています。当社の技術チームは、製品の選択、熱分析、およびアプリケーション固有のガイダンスを支援し、お客様の設備が温度制限内で安全に動作することを保証します。.
