回路ブレーカの極構成の適切な選択は、電気系統の設計において最も重要であり、かつ誤解されやすい決定事項の一つです。単極（1P）、中性線付き単極（1P+N）、および双極（2P）ブレーカの違いは、システムが動作するかどうかだけでなく、機器や人員を安全に保護するかどうかを決定します。誤った構成を使用すると、ブレーカがオフになっている場合でも導体が通電したままになり、静かな感電の危険が生じる可能性があります。また、電気工事規定に違反し、保証範囲を損ない、施設管理者に重大な責任を負わせる可能性があります。このガイドでは、特定の電気系統、負荷特性、および地域の規格に基づいて適切な極構成を選択するための実用的なフレームワークを提供し、混乱を解消します。.
回路遮断器の極とは？
A 極（Pole） 回路ブレーカにおける極とは、1本の導線（電線）を制御する独立したスイッチング機構を指します。電気の流れを遮断できる個別のスイッチと考えてください。多極ブレーカでは、これらのスイッチは機械的に連結されており、故障時には同時にトリップします。極の数は、ブレーカが安全に保護できる電気系統の種類と、故障時またはメンテナンスシャットダウン中に特定の導体が通電したままになるかどうかを直接決定します。.
各極はDINレール上で約18mmのスペースを占有し、以下を含みます。
- 過負荷保護のための熱素子（バイメタルストリップ）
- 短絡検出のための磁気素子（コイル）
- 電流を遮断するために物理的に分離する接点
- ブレーカユニット内のすべての極を接続する機械的リンケージ
重要な区別は、 極数が多いからといって、必ずしも保護が強化されるわけではないということです。極数が多いということは、異なる導体に適用される異なる保護戦略を意味します。1Pブレーカは1つの相導体を保護します。1P+Nは1つの相導体を保護しながら中性線を提供します 切り替え （ただし、通常は保護は提供しません）。そして、2Pブレーカは両方の相導体を等しく保護します。.
1P（単極）回路ブレーカ：基本
単極ブレーカは、住宅用電気系統の主力です, 。北米の設置では個々の120V回路を、IEC規格の地域では230V単相回路を保護します。これらは最小かつ最も経済的なオプションであり、単一のDINレールモジュールを占有します。.
技術仕様
- 定格電圧: 120V AC (米国) または 230V AC (IEC)
- 現在の格付: 6A ～ 63A (最も一般的なもの: 15A、20A、32A)
- モジュール幅: 1 モジュール (18mm)
- 遮断容量: 6kA ～ 10kA (IEC 60898-1)
- 保護される導体の数: 1 (相線のみ)
1P保護の仕組み
1Pブレーカは、 相（ホット）線のみ. を流れる電流を監視します。中性線はパネル内の共通の中性線バスに直接接続され、ブレーカがトリップした場合でも接続されたままになります。これにより、根本的な制限が生じます。 システムの別の場所で故障が発生し、中性線が「活線」になった場合, 、ローカルブレーカがオフになっていても、危険な電圧が存在する可能性があります。.
1Pを使用する場合
- 標準的な住宅用照明回路
- 一般的なコンセント（パネルの安全な容量まで）
- 小型家電製品（食器洗い機、ディスポーザー、電子レンジ）の回路
- 中性線が確実に接地されているTN-S接地システム
- コストが主な制約であり、システムの安全上、中性線の切り替えが許可されていない場合
重要な制限
⚠️ 1Pブレーカは、中性線自体で発生する故障から保護できません。. 中性線が損傷し、予期せず帰還電流が流れた場合、1Pブレーカはこの過負荷を検出しません。そのため、高調波または不平衡負荷が発生する可能性のあるシステムでは、最新の電気工事規定で中性線の監視がますます義務付けられています。.
1P+N（単極+中性線）：最新の標準
ここから混乱が始まり、国際プロジェクトではIEC規格の理解が不可欠になります。 1P+Nブレーカ（古い文献ではDPNとも呼ばれます）は、相導体と中性導体の両方を同時に切り替えますが、過電流保護は相導体のみに提供します。.
重要な区別：スイッチングと保護
これは、1P+Nテクノロジーの最も誤解されている側面です。
| 機能 | 1P | 1P+N | 2P |
|---|---|---|---|
| 相の切り替え | あり | あり | あり |
| 中性線の切り替え | No | あり | あり |
| 相の保護 | あり | あり | あり |
| 中性線の保護 | No | No | あり |
1P+Nブレーカは、 メンテナンス絶縁のために中性線を切り替え（遮断し） ますが、 ない 中性線を監視する熱磁気センサーは含まれていません。この区別には重大な意味があります。
シナリオ：中性線の切り替えが重要な理由
メンテナンス中、電気技師は1P+Nで保護された回路で作業します。1Pブレーカの場合、スイッチをオフにすると、中性導体は電源に接続されたままになります。別の回路の中性線故障により、この中性線に誤って電圧がかかった場合、「スイッチオフ」になっている中性線に触れた電気技師が致命的な感電を受ける可能性があります。1P+Nブレーカを使用すると、相と中性線の両方が物理的に遮断され、この危険を完全に防ぐことができます。.
中性線保護が必須になる場合
1P+Nはスイッチングを提供しますが、, 中性 保護 （監視） は、特定の高リスクシナリオで不可欠になります。
1. 中性線の断面積の縮小
IEC 60364-4-43に従い、中性導体の断面積が相導体よりも小さい場合、保護は中性線を監視する必要があります。導体が小さいほど過熱しやすく、相のみの監視ではこの過負荷を検出できません。.
例例：10mm²の相線と4mm²の中性線。帰還電流が小さい中性線が安全に運べる量を超えた場合、中性線の監視がないと、検出されずに過熱します。2Pまたは真の中性線保護付き1P+Nブレーカはこれを検出します。.
2. 最新の施設における高調波電流
オフィスビル、データセンター、およびLED照明、可変周波数ドライブ、およびコンピュータ機器を備えた業務用厨房では、, 非線形負荷は高調波電流を生成します。. 第3高調波（およびその他の奇数次高調波）は、相導体のように中性線で打ち消されません。高調波成分が相電流の15〜33％を超える場合、中性線は実際に より 相線よりも多くの電流を流す可能性があります。.
実世界の例例：20台のIH調理器（非常に非線形な負荷）を備えた業務用厨房。3P+Nフィーダーの中性線は150Aを流す可能性がありますが、各相はわずか100Aしか流しません。標準的な相監視では、過熱した中性導体を見逃してしまいます。最近の規格では、このようなシナリオで4P保護が義務付けられています。.
3. TTおよびIT接地システム
接地システムは、中性線の保護要件を根本的に変更します。
- TN-Sシステム （ヨーロッパで一般的）：中性線は変圧器で確実に接地されています。メンテナンス中の絶縁には、通常、1P+Nで十分です。.
- TTシステム：中性線は施設の接地に接続されていないため、「安全」と見なすことはできません。完全な2P保護が推奨されます。.
- ITシステム：中性線は接地から絶縁されています。 2Pブレーカーは必須です なぜなら、中性線と接地間の故障が一般的であり、中性線に危険な故障電流が発生するからです。.
1P+Nの1Pに対する利点
- ✓ メンテナンス中の回路の完全な絶縁（中性線が切り替えられます）
- ✓ 下流回路の中性線と接地間の故障による感電の防止
- ✓ 安全なメンテナンス慣行に関するヨーロッパおよびIEC規格に適合
- ✓ 1Pと同じDINレール幅（18mm）なので、コスト増加は最小限
- ✓ 最新の商用設備でますます義務付けられています
1P+Nでは不十分な場合
- 高調波電流が相電流の15％を超える場合（2Pまたは保護中性線を使用）
- 中性導体が相に対して小さすぎる場合
- IT接地システム（2Pを使用する必要があります）
- 完全な導体監視が必要な高信頼性アプリケーション
2P（双極）サーキットブレーカー：完全な保護
について 2Pブレーカーは対称的な保護を提供します 両方の導体で—通常、240V単相回路の相線、または特殊なアプリケーションの1つの相と1つの中性線。各極には、独立した熱および磁気要素が含まれています。.
技術仕様
- 定格電圧例：240V AC（米国）または230V AC（IECでは2相または相+中性線の可能性があります）
- 現在の格付例：住宅用では通常20A〜100A。産業用では最大1600A以上
- モジュール幅例：2モジュール（36mm）
- 遮断容量例：シリーズに応じて10kA〜100kA
- 保護される導体の数例：2（両方の相線、または相+中性線）
2P保護の仕組み
米国の240V住宅設備では、2Pブレーカーは主電源の2つの別々の相（L1とL2）に接続され、それぞれ中性線に対して120Vです。ブレーカーは両方の導体の過電流を監視します。
- いずれかの相が過負荷になると、, 両方の極が同時にトリップします （機械的連動）
- 両方の導体が完全に遮断され、回路に電圧が残らないようにします
IECアプリケーションで2Pが相+中性線を保護する場合、両方の導体は同一の監視と切り替えを受けます。.
代表的な用途
- 240V米国の住宅例：電気レンジ、乾燥機、給湯器、エアコンユニット、EV充電器
- 産業用2相例：降圧変圧器、特殊なモーターアプリケーション
- 主遮断器例：システムを完全に絶縁するために、多くの場合2P以上を使用します
- 高信頼性回路例：対称的な保護が推奨される場合
中性線保護のための2P対1P+N
よくある質問：「より良い中性線保護のために、1P+Nの代わりに2Pを使用する必要がありますか？」“
答えは、接地システムと負荷の種類によって異なります:
- TN-Sシステムでは1P+Nを使用します 線形負荷（照明、暖房）を使用します。必要な切り替えを最小限のコストで提供します。.
- 高調波が存在する場合、負荷が不平衡な場合、またはIT接地で動作する場合は、2P（または3相の場合は4P）を使用します。 メンテナンス中の完全な絶縁を確保するために、メインフィーダー保護として2Pを使用します。.
- 120Vまたは230V 240V（米国）または2相IEC.
包括的な比較表
| 特徴 | 1P | 1P+N | 2P |
|---|---|---|---|
| 位相保護 | あり | あり | あり |
| 中性保護 | No | No | あり |
| 中性線スイッチング | No | あり | あり |
| 標準電圧 | 1（18mm） | 230V | 2（36mm） |
| モジュール幅 | 10-100kA以上 | 10-100kA以上 | 高調波に適しています |
| 遮断容量 | 6-10kA | 6-10kA | ⚠️ 制限付き |
| コストの範囲 | €3-8 | €4-10 | €8-25 |
| Suitable for Harmonics | ⚠️ Limited | ⚠️ Limited | ✓ はい（三相の場合は4P付き） |
| TN-Sシステム | 許容範囲 | 推奨 | オーバースペック |
| TTシステム | 推奨されません | 許容範囲 | おすすめ |
| ITシステム | 不適切 | 不適切 | ✓ 必須 |
選定フレームワーク：選び方
適切な極構成を選択するには、4つの要素を評価する必要があります。
ステップ1：システムタイプを決定する
- 単相120V/240V住宅 （北米）：1P（照明）と2P（高電力機器）から選択
- 単相230V住宅 （欧州/IEC）：1P（照明、小負荷）または1P+N（すべての回路）を選択
- 三相システム：中性線電流のリスクに基づいて、3P、3P+N、または4Pを検討する（関連資料で解説）
ステップ2：接地システムとメンテナンス要件を特定する
- TN-S：照明には1Pで可、一般回路には1P+N
- TT：最低限1P+Nが必要、重要な回路には2Pを推奨
- IT：すべての回路に2Pが必須
ステップ3：負荷特性を評価する
- 線形負荷 （抵抗加熱、白熱灯）：1Pまたは1P+Nで十分
- 電子機器を含む混合負荷 （オフィス、キッチン）：高調波含有量を確認
- 高調波が15%を超える場合は、2Pまたは4P（三相の場合）にアップグレード
- モーター回路：通常、2Pまたは専用のモーター保護ブレーカーを使用
ステップ4：法規要件を確認する
- EU（IEC）：規格411.3.2.2では、多くの場合、1P+N以上による中性線スイッチングが義務付けられている
- 米国（NEC）：多線式分岐回路では、同時遮断が必要（240Vの場合は2Pを使用）
- 地域の修正を確認する：一部の管轄区域では、より厳しい要件が課せられている
避けるべきよくある選択ミス
⚠️ 間違い1：240V回路に1Pを使用する
これは最も危険な誤りです。240V回路の1Pブレーカーは、1つの相線のみを保護し、「オフ」にしても他の導体が通電したままになります。これは致命的な感電の危険性があり、電気工事規定に違反します。.
⚠️ 間違い2：1P+Nが中性線保護を提供すると想定する
「N」はスイッチングを意味し、保護を意味しません。高調波が多い環境では、真の中性線保護を怠ると、中性線が検出されずに過熱する可能性があります。.
⚠️ 間違い3：TN-Sシステムで2Pをオーバースペックする
危険ではありませんが、1P+Nで十分な場合に2Pを使用すると、パネルのスペースとコストが無駄になります。ただし、主幹線および高信頼性回路に2Pを使用することは、依然として最良の方法です。.
⚠️ 間違い4：将来の高調波を無視する
今日、抵抗負荷用に設置された回路は、明日、LED照明またはVFDに転用される可能性があります。事前に中性線監視を指定することで、高価な後付けを防ぐことができます。.
よくある質問
Q：1P回路を、別個の中性線遮断スイッチを取り付けることで1P+Nにアップグレードできますか？
A：いいえ。ブレーカーと中性線スイッチは、トリップ特性が異なる別個のデバイスです。真の1P+Nブレーカーは、これらの機能を調整するように特別に設計されています。別のスイッチを追加すると、調整の問題が発生し、メンテナンス中に混乱が生じます。.
Q：米国では、一部の240V回路が2Pを使用し、他の回路が2つの別個の1Pブレーカーを接続して使用するのはなぜですか？
A：2Pブレーカーは、単一の機械的リンケージを介して同時遮断を保証します。2つの別個の1Pブレーカーは、故障条件下で完全に同時にトリップしない可能性があり、瞬間的な相間短絡が発生します。NECは同時遮断を要求しているため、2Pが適切な選択肢となります。.
Q：VIOXはEUシステム用の1P+Nブレーカーを提供していますか？
A：はい。VIOXのVMシリーズMCBには、IEC 60898-1に準拠した1Pおよび1P+N構成が含まれており、高調波アプリケーション向けの2Pバリアントで中性線保護オプションが利用可能です。.
Q：TN-Cシステム（中性線とアースがPEN導体として結合されている）の場合、1P+Nブレーカーを使用できますか？
A：絶対にできません。TN-Cシステムでは、PEN導体を途中で遮断することを禁止しています。遮断すると、下流回路から安全アースが取り除かれます。TN-Cシステムでは1Pブレーカーのみを使用してください。.
Q：中性線保護の必要性をトリガーする高調波の割合はどれくらいですか？
A：IEEEおよびIECのガイドラインによると、第3高調波成分が基本相電流の15%を超える場合、中性線保護が強く推奨され、33%を超える場合は必須となります。最新のLEDおよびVFD設備では、通常、20〜50%の高調波成分が生成されます。.
要点
✓ 1Pブレーカー は、1つの導体のみを保護し、中性線絶縁が不要なTN-Sシステムの線形負荷住宅回路に適しています。.
✓ 1P+Nブレーカー は、中性線を追加 切り替え してメンテナンスの安全性を高め、すべての一般回路の最新のEU/IEC規格ですが、中性線保護は提供しません。 保護.
✓ 2Pブレーカー は、両方の導体に完全な保護を提供し、240V回路、IT接地システム、および高調波または不平衡負荷が存在するすべてのアプリケーションに不可欠です。.
✓ 接地システム （TN-S、TT、IT）と 負荷高調波含有量 は、電圧だけでなく、極の選択を決定する2つの主要な要素です。.
✓ 迷った場合は、次の保護レベルにアップグレードしてください （1P → 1P+N → 2P）。コストの差は最小限ですが、安全性と法規遵守のメリットは大きいです。.
