RCBOとRCCB+MCB:分電盤におけるスペース、コスト、選択性の分析

RCBOとRCCB+MCB:分電盤におけるスペース、コスト、選択性の分析

現代の電気設備において、配電盤の「空きスペース」は贅沢品となっています。EV充電器、太陽光インバーター、スマートホーム自動化モジュール、および避雷器(SPD)の急速な統合により、パネルメーカーは重大な密度問題に直面しています。.

数十年にわたり、漏電保護の標準的な構成は「分割負荷」盤でした。これは、1つの漏電遮断器(RCCB)が複数の小型遮断器(MCB)に電力を供給するものです。しかし、メンテナンスの容易さと事業継続が最重要となるにつれて、業界は次のものへと移行しています。 過電流保護機能付き漏電遮断器(RCBO).

このエンジニアリングガイドでは、これらの2つのアーキテクチャ間のトレードオフを分析し、DINレール上のスペース、総所有コスト(TCO)、およびBS 7671に準拠した選択性に焦点を当てています。 IEC 61009 そして BS 7671.

技術的定義とアーキテクチャ

情報に基づいた調達の意思決定を行うためには、まず国際規格で定義されているアーキテクチャの違いを定義する必要があります。.

RCCB + MCB構成(グループ保護)

このアーキテクチャでは、2つの異なるデバイスを使用します。

  • RCCB(IEC 61008): 地絡電流(漏電電流)を検出しますが、 いいえ 過負荷または短絡に対する保護は提供しません。回路グループの「ゲートキーパー」として機能します。.
  • MCB(IEC 60898): 個々の回路を過負荷および短絡から保護しますが、地絡は無視します。.

一般的な「分割負荷」盤では、1つのRCCBが4〜8個のMCBに電力を供給するバスバーセクションを保護します。RCCBがトリップすると、8つの回路すべてが電力を失います。.

RCBO構成(個別保護)

アン RCBO(IEC 61009) MCBとRCCBの機能を1つのデバイスに組み合わせたものです。以下を提供します。

  1. 過負荷保護(熱動)
  2. 短絡保護(電磁)
  3. 地絡保護(零相変流器)

重要なことに、最新のRCBOは、この機能を標準的なMCBのサイズに合わせて、単一の18mmモジュール幅に収めています。.

DINレール上のVIOX RCBO単一デバイスとRCCBおよびMCBの組み合わせのスペース比較
図1:VIOX RCBO単一デバイスと RCCB そして MCB の組み合わせのスペース比較 DINレール.

スペース分析:18mmモジュールの計算

スペースは、RCBOへの切り替えの主な動機となることがよくあります。IEC規格では、1つのモジュール幅(1TE)は 17.5mm〜18mm.

の範囲です。 配電盤内の, パネルアセンブリ.

を設計する場合、計算は簡単です。RCBOは、通常1つのモジュール内で単相と中性線(1P+N)を保護します。RCCBは、単相の場合は2つのモジュール(36mm)、三相の場合は4つのモジュール(72mm)が必要です。

構成 保護装置 表1:スペース使用量の計算(12回路単相パネル) スペース効率
総モジュール幅 オプションA:デュアル分割負荷 2 x RCCB(2極)+ 12 x MCB(1極) (2 x 2)+ 12 = 16モジュール 低い:.
RCCBとケーブル配線ループのために余分なスペースが必要です。 オプションB:すべてRCBO 12 = 12 x RCBO(1極サイズ) 12モジュール 高い:.

4モジュール(72mm)を節約できます。これは、避雷器またはスマートメーターを取り付けるのに十分なスペースです。.

8回路パネルにおけるRCBOとRCCB + MCB構成のDINレールモジュールスペース計算比較
パネルメーカーにとって、4モジュールを節約することは、標準エンクロージャーに収まるか、より大きく、より高価なカスタムキャビネットにアップグレードするかの違いを意味することがよくあります。.

図2:8回路パネルにおけるRCBOとRCCB+MCB構成のDINレールモジュールスペース計算の比較。

選択性と故障分離:「迷惑」要因, 選択性 スペースは重要ですが、.

(または選択性)は、RCBOの運用上の議論となります。 グループ保護(RCCB + MCB) のシナリオでは、小さなアプライアンス(例:庭の照明やトースター)の単一の地絡がメインのRCCBをトリップさせます。これにより、 すべて のMCBへの電力が遮断されます。.

  • 結果: ガレージの故障により、Wi-Fiルーター、冷蔵庫、およびホームオフィスのコンピューターがオフになる可能性があります。これは、選択性の欠如として知られています。.

個別保護 アールシーボ の設置では、すべての回路が独立しています。庭の照明の故障により、 のみ 庭の照明のRCBOがトリップします。家の他の部分は電力が供給されたままになります。データセンターや病院などの商用アプリケーションでは、このレベルの 選択性 が、コストのかかるダウンタイムを防ぐために必須です。.

表2:選択性比較マトリックス

特徴 RCCB + MCB(グループ) RCBO(個別)
故障分離 悪い。. 1つの故障が複数の回路に影響を与える。. 素晴らしい。. 1つの故障が1つの回路に影響を与える。.
累積漏洩電流 高リスク。. 複数のPC/デバイスからの正常な漏洩電流が合算され、共有のRCCBをトリップさせる可能性がある。. リスクなし。. 漏洩電流は回路ごとに管理される。.
診断 困難。. ユーザーは、故障した回路を見つけるために4〜8個のMCBを手動で確認する必要がある。. 即時。. トリップしたハンドルが、故障した回路を正確に特定する。.
クリティカルな稼働時間 サーバー/医療には推奨されない。. 強く推奨される。.
RCCB + MCBとRCBO構成間の故障分離の違いを示すVIOX回路保護選択性比較
図3:VIOX回路保護の選択性比較。RCCB+MCBとRCBO構成間の故障隔離の違いを示す。.

コスト分析:ハードウェア vs. 設置 vs. ライフサイクル

RCBOに対する主な異論は、通常、初期のユニットコストである。RCBOは、単純なMCBよりも製造が複雑である。ただし、ハードウェアコストを単独で見積もるのは、調達チームがよく犯す間違いである。以下を計算する必要がある。 総設置コスト.

表3:10年間のコスト内訳(商業オフィス例)

コスト要素 RCCB + MCB戦略 RCBO戦略 分析
ハードウェアコスト 低($) 中($$) RCCB + MCBは、純粋な材料費では約20〜30%安い。.
設置作業 高($$$) 低($) 分割負荷盤は、複雑なニュートラルバー配線とバスバー切断が必要である。RCBOはプラグアンドプレイ。.
配線材料 中($$) 低($) RCBOは、広範なニュートラルケーブルキットの必要性を排除する。.
メンテナンス/ダウンタイム 高($$$) 低($) 共有RCCBのトリップによって引き起こされる1回のオフィス停電のコストは、通常、ハードウェアの節約額を上回る。.
10年間の総コスト RCBOがTCOで優位。.

さらに、簡素化された配線は、特に「ニュートラルボローイング」または「クロスニュートラル」などのインストーラーエラーのリスクを軽減する。これらは、分割負荷盤でトラブルシューティングが非常に難しいことで知られている。.

スペースの最適化を示すコンパクトな配電盤に取り付けられたVIOXサーキットブレーカー
図4:コンパクトな配電盤に設置されたVIOX回路ブレーカー。スペースの最適化を示す。.

アプリケーションマトリックス:適切な戦略の選択

すべての設備に100% RCBOが必要なわけではない。ハイブリッドアプローチは、多くの場合、コストとパフォーマンスの最適なバランスをもたらす。.

表4:推奨されるアプリケーション

の応用 推奨される戦略 根拠
住宅(予算重視) ハイブリッド クリティカルな回路(冷蔵庫、アラーム、ホームオフィス)にはRCBOを使用する。照明/ソケットにはRCCB+MCBを使用する。.
住宅(ハイエンド) フルRCBO 高い地絡電流を持つ最新の家電製品(洗濯機、EV充電器)からの不要なトリップを防ぐ。.
商業オフィス フルRCBO コンピューターのダウンタイムコストは法外である。IT機器の高密度化により、累積漏洩電流が発生し、共有RCCBがトリップする。.
産業用制御 フルRCBO モータードライブ(VFD)は、高調波漏洩電流を発生させる。個別の A型またはB型RCBO が不可欠である。.
屋外/景観照明 アールシーボ 屋外回路は湿気の侵入を受けやすい。それらを隔離して、建物の主電源のトリップを防ぐ。.

技術的考察:最新の負荷と規格

DC漏洩電流の処理(A型、F型、B型)

LEDドライバー、洗濯機、EV充電器などの最新の電子機器は、漏洩電流にDC成分を生成する。標準のAC型RCCBは、このDC電流によってブラインドされる可能性がある。.

  • EV充電: 必要 タイプB な保護、または6mA DC検出機能を備えたA型。MCBのグループを保護するためにB型RCCBを設置するのは非常に高価である。単一の タイプB RCBO をEV回路に使用する方が、はるかに費用対効果が高い。.

内部コンポーネント

RCBOのエンジニアリング上の課題は、小型化である。 RCCB のトロイダルトランスと MCB のアークシュートを IEC 61009 18mmに組み合わせるには、正確な熱管理が必要である。VIOXのエンジニアは、高品質のバイメタルとコンパクトな電子PCBを使用して、放熱が.

VIOX RCBO統合設計と個別のRCCBおよびMCBコンポーネントを比較する技術的な断面図
図5:VIOX RCBO統合設計と、個別のRCCBおよびMCBコンポーネントを比較する技術的な断面図。.

結論

その一方で RCCB + MCB 構成は、単純な住宅用途向けの有効で低コストのソリューションであり続けていますが、 アールシーボ が、最新の配電のプロフェッショナルスタンダードとして登場しました。.

再生可能エネルギーと自動化の統合によって引き起こされるパネルの「スペース危機」により、RCBOの18mmのフットプリントは非常に貴重なものになります。完全な選択性と配線作業の削減という運用上の利点と組み合わせることで、RCBOは請負業者とエンドユーザーの両方にとって優れた投資収益率(ROI)を提供します。.

VIOXのパートナーにとって、RCBOを推奨することは、単にハードウェアをアップセルすることではありません。ダウンタイムを最小限に抑え、メンテナンスを簡素化する、回復力のある、将来を見据えた電気システムを提供することです。.

よくあるご質問

RCBOはRCCBとMCBの組み合わせを完全に代替できますか?
はい。RCBOは、RCCBとMCBを組み合わせたものと全く同じ保護機能(過負荷、短絡、地絡)を提供し、選択性に関してはより優れた性能を発揮することがよくあります。.

一般的な12回路パネルにおいて、どれくらいの省スペース化が図れますか?
12回路の単相盤において、RCBOを使用すると、通常、二分割負荷のRCCB構成と比較して、2~4モジュール幅(36~72mm)のスペースを節約でき、より小型のエンクロージャを使用したり、配線スペースをより広く確保したりできます。.

RCBOはRCCB+MCBよりも高価ですか?
ハードウェアに関しては、一般的に、RCBO(漏電遮断器付配線用遮断器)は、RCCB(漏電遮断器)1個とMCB(配線用遮断器)複数個を購入するよりも高価です。しかし、設置時間の短縮(労務費)と配線の簡素化を考慮すると、プロジェクト全体のコスト差は最小限に抑えられ、複雑な盤においてはRCBOの方が安価になることがよくあります。.

どちらの構成が、より優れた選択性を提供しますか?
RCBOは、より優れた選択遮断性を提供します。故障が発生した場合、その回路の特定のRCBOのみがトリップします。RCCB+MCBの構成では、主幹のRCCBがトリップし、それに接続されているすべてのMCB(通常4〜8回路)への電源が遮断されます。.

メンテナンスと長期的な信頼性についてはどうでしょうか?
RCBOは、どの回路に地絡が発生したかを正確に把握できるため、保守が容易になります。信頼性は同程度ですが、RCBOは盤内の接続箇所(潜在的な故障箇所)を減らします。.

RCBOの代わりにRCCB+MCBを選ぶべきなのはどのような場合ですか?
ハードウェアの初期コストを最小限に抑えることが唯一の優先事項であり、「誤動作トリップ」(複数の回路を一度に失うこと)が許容できる不便と見なされる、予算重視の住宅プロジェクトには、RCCB + MCBを選択してください。.

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。

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