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小型回路遮断器(MCB)とは何か、またその仕組みは?

What Is an MCB? Miniature Circuit Breaker Working Principle

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アン MCBあるいは 小型サーキットブレーカー, MCBは、過負荷や短絡によって過大な電流が流れた際に回路を遮断する低圧用自動保護装置です。主に回路の導体や配線を保護するために選定されますが、その特性を負荷と適切に調整することで、接続された機器を保護することも可能です。.

配電盤で使用されるMCBの多くは、過負荷保護のための熱動引き外し素子(サーマル)と、瞬時引き外し素子(マグネット)を組み合わせています。マグネット引き外し素子は、短絡時など過電流がピックアップ範囲に達した際に即座に応答します。故障箇所が特定され解消された後、ブレーカーは通常、交換することなくリセットして再使用できます。.

本ページでは、MCBの意味、機能、内部動作、および保護範囲について解説します。モデルの選定や仕様決定については、専用の MCB選定ガイド.

MCBの概要

質問 直接的な回答
MCBとは何の略ですか? 小型サーキットブレーカー
MCBは何を保護しますか? 過負荷および短絡過電流
主な保護目的は何か? 回路導体および配線を過電流から保護する
どのようにトリップするのか? 熱動素子は持続的な過負荷に応答し、電磁解放素子は過電流が瞬時引き外し範囲に達した際に迅速に応答する
リセットは可能か? 通常は可能である。ただし、故障が解消され、設備への再通電が安全であることを確認した後に限る
残留電流(漏電)を検出するか? 標準的なMCBは残留電流を検出しないため、RCCB、RCD、またはRCBOの代わりにはならない
どこで使用されるか? 最終回路、配電盤、制御回路、およびOEM機器パネル

MCBは何の略ですか?

MCBは、小型回路遮断器(小形回路用遮断器)を意味します。.

“「ミニチュア」はその大型ブレーカー群と比較したコンパクトな構造を指し、「ブレーカー」はその自動遮断機能を指します。頭字語に焦点を当てた回答については、以下を参照してください。 電気におけるMCBの正式名称. 本記事では機能と動作に焦点を当てます。.

MCBは何から保護するのか?

MCB(配線用遮断器)は、2種類の過電流に応答します。

  1. 過負荷電流: 回路の許容電流を長時間超える電流が流れ、許容できない発熱を引き起こす状態。.
  2. 短絡電流: 低インピーダンスの故障により通常発生する非常に大きな電流で、瞬時遮断範囲に達するため迅速な遮断が必要です。.

MCBは、導体の許容電流、設置条件、負荷電流、突入電流、想定短絡電流、および上流または下流の保護装置と協調させる必要があります。定格電流の大きいブレーカーを選択することが必ずしも安全とは限りません。ブレーカーの容量が大きすぎると、導体を意図した通りに保護できない可能性があります。.

MCBは通常、漏電保護機能を提供しません。したがって、漏電保護が必要な場所において、RCCB、RCD、またはRCBOの代わりとして使用してはなりません。.

MCB はどのように機能しますか?

一般的な熱動電磁式MCBは、以下の4つの動作を組み合わせたものです。

  1. 電流は内部の電流経路と閉じた接点を通過します。.
  2. バイメタル素子が持続的な過負荷電流に応答します。.
  3. 電磁式引き外し装置が、過電流が瞬時引き外し範囲に達した際に迅速に応答します。.
  4. 接点が開くと、消弧室がブレーカーの定格遮断容量内で電気アークを分割、冷却、および消滅させます。.
MCB thermal overload trip, instantaneous magnetic release, contacts, and arc chute

熱動過負荷トリップ

熱動引き外しはバイメタル板を使用します。電流がバイメタル板を加熱し、持続的な過負荷が発生すると、バイメタル板が湾曲して引き外し機構を解放し、接点を開放します。.

この応答は意図的に時間に依存しています。軽微な過負荷は、大きな過負荷よりもトリップするまでに時間がかかるのが一般的です。この動作により、MCBは短時間の無害な電流ピークを許容しつつ、導体の過熱を長時間にわたって制限することができます。.

瞬時電磁引き外し

電磁引き外しには、電磁コイルまたはソレノイドが使用されます。通常電流では、機構を作動させるのに十分な磁力は発生しません。過電流が瞬時引き外し範囲に達すると、より強力な磁界がラッチを急速に解放します。これは通常短絡時に発生しますが、モーター始動電流や変圧器の突入電流が閾値を超えた場合にも引き外しが作動することがあります。.

瞬時動作範囲はトリップ特性に関連しています。IEC規格の製品では、B、C、D曲線はそれぞれ異なる磁気引き外し範囲を表しており、これらは品質の等級ではなく、用途別の特性です。.

アーク絶滅

故障電流下で接点を開放するとアークが発生します。アークシュートはアークを金属製の分割プレート内に引き込み、電流が遮断されるまでアークを分割・冷却します。.

これが、MCBが単なる手動スイッチ以上の役割を果たす理由です。接点システム、機構、絶縁、およびアーク制御構造は、デバイスの規定電圧および遮断容量の定格内で連携して動作しなければなりません。.

配線用遮断器(MCB)の主要部品

部品 機能
トグルハンドル 手動のON/OFF操作および位置表示を提供します
操作機構 接点を手動または自動で開放し、トリップフリー動作を提供します
固定接点および可動接点 通常電流を流し、遮断時に回路を分離する
バイメタルストリップ 時間遅延を伴う熱動過負荷トリップ機能を提供する
電磁コイルまたはソレノイド 過電流が瞬時トリップ範囲に達した際に高速トリップを提供する
アークシュート 遮断時にアークを分割および冷却する
ターミナル 承認された導体または互換性のあるバスバーを接続する
DINレールクリップおよびハウジング モジュール式の取り付け、収納、および絶縁をサポートする

MCBの定格および表示

同じアンペア定格のMCBであっても、動作が異なる場合があります。すべての表示内容およびメーカーの技術資料を確認してください。.

表示 用途の確認
定格電流, 設計電流、導体の許容電流、周囲環境、および設置方法との整合性
定格電圧 システム電圧と電流の種類を適合させること。AC定格がDCにも適用されると想定してはなりません
トリップ特性 負荷の突入電流および利用可能な短絡電流との整合性
遮断容量 設置点における想定短絡電流に対して適切であることを確認すること
ポール構成 配線システムおよび必要な遮断構成と適合させること
製品規格 宣言された規格の定格用語および適用範囲を使用すること
ターミナル容量 導体、バスバー、準備、および締め付けに関する製品の指示に従うこと

各マーキングの詳細な説明については、以下を参照のこと 配線用遮断器(MCB)の銘板の読み方.

6kAおよび10kAとは何を意味するか

多くの配線用遮断器(MCB)において、6kAまたは10kAは、特定の製品規格および試験シーケンスに基づく宣言された短絡遮断容量を示している。正確な記号は以下の通りである場合がある Icn, イクあるいは Ics, 、適用される規格およびデバイスのカテゴリによって異なるため、この数値は規格の参照およびメーカーのドキュメントと併せて解釈する必要がある。.

10kAのデバイスがすべての回路において自動的に正しい選択となるわけではなく、6kAのデバイスが自動的に十分であるとも限りません。定格は、想定短絡電流および保護構成に基づいて確認する必要があります。 MCBの遮断容量:6kA対10kA 専用の選定に関する議論については、こちらを参照してください。.

規格の背景:IEC 60898-1、IEC 60947-2、およびUL 489

「MCB」という用語は市場全体で使用されていますが、適用される文脈や定格に関する言語定義は同一ではありません。.

規格の背景 本記事に関連する一般的な適用範囲 Practical implication (実際的な意味合い)
IEC 60898-1 規格で定められた電圧、電流、および短絡容量の制限内における、家庭用および類似の設備での過電流保護用交流回路遮断器 最終配電におけるモジュール型B、C、およびDカーブMCBの一般的な適用状況
IEC 60947-2:2024 指示を受けた者または熟練者が操作する、規定の電圧範囲内における低圧開閉装置および制御装置用回路遮断器 産業用途および定格に関する用語は、IEC 60898-1と異なる場合があります。
UL 489 北米の製品コンテキストにおける配線用遮断器(MCCB)、モールドケーススイッチ、および遮断器用エンクロージャ IEC規格の曲線表示や定格の前提を、UL製品に自動的に適用しないでください。

デバイスに印刷された規格の参照は、それ自体がすべてのバージョンやモデルに対して特定の第三者認証を証明するものではありません。対象市場で要求される正確なモデルのドキュメントを確認してください。.

一般的なMCB(配線用遮断器)のタイプ

トリップカーブ

特性曲線 IEC 60898-1アプリケーションにおける一般的な瞬時引き外し範囲 代表的な負荷特性
B 3~5 × In 低い突入電流(多くの抵抗負荷回路や照明回路を含む)
C 5–10 × In 中程度の突入電流および混合商業負荷
D 10–20 × In より高い突入電流(適切な短絡電流および協調が確保されている場合)
KまたはZ 製品およびメーカーに依存 宣言された動作特性曲線が用途に適合する場合のみ使用すること

特性曲線の利用可否および正確な閾値については、適用規格およびメーカーのデータと照合して確認する必要がある。詳細な特性曲線の選定については、以下を参照のこと MCBのタイプ:特性曲線、定格、極数、および用途.

極構成

構成 一般的な役割
1P 1極保護(単極)
1P+N 相極保護+スイッチ付き中性極(製品設計に依存)
2P 2極連動(機械的に連結された2極。保護構成については製品データを確認のこと)
3P 三相回路用の3極動作
3P+N 三相極+機械的に連結された中性極。通常、相極は保護されます。中性極がスイッチのみか、あるいはどのような動作をするかについては製品仕様書を確認してください。
4P 4極連動。過電流引き外し装置を備えた極数、および中性線保護がフル定格か、低減されているか、あるいは保護なしであるかを確認すること。

極の選択は、配線システム、接地方式、現地の規則、製品構造、および必要な絶縁または遮断機能に依存する。.

3P+N and 4P MCB pole configurations and neutral protection differences

MCB(配線用遮断器)対ヒューズ、MCCB(配線用遮断器)、RCCB(漏電遮断器)、およびRCBO(過電流保護機能付き漏電遮断器)

装置 主保護機能 リセット可能ですか? 重要な境界
MCB 過負荷および短絡保護 あり 通常、残留電流(漏電)は検出しない
ヒューズ 交換可能なエレメントを使用した過電流保護 No 選定は、使用カテゴリー、短絡容量、および協調の目的に依存する
MCCB より広い電流範囲、遮断範囲、および調整範囲にわたる過電流保護 あり フィーダーおよびより大規模な配電用途に一般的に使用される
RCCB / RCD(漏電遮断器) 残留電流保護 通常ははい 過電流保護機能を内蔵していないRCCBには、依然として適切な過電流保護が必要である
アールシーボ 過電流保護機能を内蔵した漏電保護 あり RCD/RCCBの関連機能と過電流保護装置の機能を組み合わせたもの
MCB, RCCB, and RCBO overcurrent and residual-current protection comparison

IECの用語において、RCCBはより正確には次のように展開される 過電流保護機能を持たない漏電遮断器(RCCB). RCBOとは 過電流保護機能付き漏電遮断器(RCBO).

隣接する機器の選定については、以下を参照のこと サーキットブレーカーとミニチュアサーキットブレーカー, 、 MCCBガイドそして RCBOとRCCB+MCBの比較.

MCBはどこで使用されるか?

MCB(配線用遮断器)は一般的に以下の用途で使用されます:

  • 住宅の照明、コンセント、専用機器回路用の最終分岐配電盤;
  • 商業施設の配電盤および小規模な分岐回路;
  • 制御トランス、電源、PLC回路、ソレノイド、補助回路用の産業用制御盤;
  • 小型で繰り返し使用可能なDINレール取り付け型の回路保護を必要とするOEM機械
  • 太陽光発電、蓄電池、通信、制御アプリケーションなど、適切な定格を持つDC(直流)システム.

DCで使用する場合は、DC定格が明記されている必要があります。AC(交流)用MCBがDC回路を安全に遮断できるとは限りません。電圧、極性、直列極数、遮断容量は、デバイスの指示書に厳密に従う必要があります。DCに関する詳細については、以下を参照してください。 DC回路遮断器ガイド.

MCBを選定する前に確認すべき事項とは?

本記事は機器の解説を目的としており、エンジニアによる選定プロセスに代わるものではありません。選定時には最低限、以下の項目を確認する必要があります。

  • 回路の設計電流および導体の許容電流;
  • システム電圧およびACまたはDCの適用;
  • 想定短絡電流;
  • 適用規格に基づく定格遮断容量;
  • 負荷の突入電流および動作特性(時間-電流特性);
  • 極構成および遮断要件;
  • 周囲環境および筐体条件;
  • 電線、端子、およびバスバーの適合性
  • 上流および下流の保護機器との協調.

使用する MCB選定ガイド 完全な決定プロセスについて。アプリケーションの要件が判明している場合、 VIOX MCB製品ページ 評価対象となる利用可能な製品群を提供します。.

よくある質問

MCBの主な機能は何ですか?

MCBの主な機能は、過負荷および短絡過電流を遮断し、意図された設計および協調条件の範囲内で回路導体を保護することです。.

MCBはどのように動作しますか?

一般的なMCBは、時間遅延を伴う過負荷トリップ用の熱動素子と、過電流が瞬時引き外し範囲(通常は短絡時)に達した際に迅速に動作する電磁引き外し装置を使用します。始動電流や突入電流がその範囲を超えた場合も、電磁引き外し装置が作動することがあります。接点が開く際、アークシュートがアークの制御と消弧を助けます。.

MCBは感電を防止しますか?

標準的なMCBは漏電遮断器ではなく、漏電に基づく追加保護機能は備えていません。過電流がトリップ閾値に達した場合には地絡を遮断することもありますが、漏電保護が必要な箇所においてRCCB、RCD、またはRCBOの代用品として扱ってはなりません。.

MCBとRCBOの違いは何ですか?

MCBは過電流保護を提供します。RCBOは漏電保護と過電流保護を一体化しており、過負荷や短絡だけでなく、関連する漏電故障にも対応可能です。.

MCBとMCCBの違いは何ですか?

MCBは一般的に、最終回路や小規模な分岐回路に使用される小型のモジュール式遮断器です。MCCBは、より広範な電流容量、遮断容量、トリップユニット、およびアクセサリの要件をカバーしており、フィーダーや大規模な配電用途で一般的に使用されます。正確な適用範囲は、製品規格およびメーカーの製品ラインナップによって異なります。.

MCBにおける「C16」とは何を意味しますか?

IEC規格のB、C、またはDカーブ表示を用いたMCBにおいて、, C16 通常、Cトリップ特性と定格電流16Aを識別します。残りの表示についても、電圧、遮断容量、規格、極配置、および適用限界を確認する必要があります。.

アンペア定格が高いほど、MCBはより安全になりますか?

いいえ。定格は導体および回路設計と整合させる必要があります。導体の許容電流と保護要件を確認せずに定格を上げると、配線が適切に保護されない恐れがあります。.

MCBをON/OFFスイッチとして使用できますか?

MCBは手動で操作可能ですが、本来は過電流保護装置です。絶縁、操作スイッチング、開閉頻度、および特定の負荷に対する適合性については、適用される規格およびメーカーのドキュメントで確認する必要があります。日常的な制御には、適切な定格のスイッチやコンタクタを使用する方がより適切である場合があります。.

結論

MCBは、主に回路の導体を過負荷および短絡過電流から保護する復帰可能な回路遮断器です。その動作は、熱動過負荷引き外し装置、電磁短絡引き外し装置、トリップ機構、接点、および消弧室を組み合わせて行われます。.

正しい適用には、前面に記載されたアンペア数以上の確認が必要です。回路設計者は、電圧、トリップ特性、遮断容量、極数、製品規格、設置条件、および漏電保護や上位保護との協調についても検証しなければなりません。.

モデル選定については、以下へ進んでください。 MCB選定ガイド. 製品評価については、以下を確認してください。 VIOX MCBシリーズ.

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