固定式空気遮断器の動作原理は何ですか？
ご伝言
ちょっと、そこ！固定タイプの気中遮断器のサプライヤーとして、私はこれらの気の利いたデバイスがどのように機能するかについて多くの質問を受けてきました。そこで、少し時間をかけて分かりやすく解説していきたいと思います。
基本から始めましょう。固定式気中遮断器とは一体何ですか？これは電気システムの重要なコンポーネントであり、過電流、短絡、その他の電気的障害から回路を保護するように設計されています。他のタイプの回路ブレーカーとは異なり、固定タイプはその名前が示すように、分電盤内の特定の場所に恒久的に取り付けられます。
主なコンポーネント
動作原理に入る前に、固定型気中遮断器の主要コンポーネントを簡単に見てみましょう。
- 連絡先: これらは、サーキットブレーカーが閉位置にあるときに電流が流れることを可能にする導電性部品です。故障が発生すると接点が離れて電流が遮断されます。
- アークシュート：接点が離れるとアークが発生します。これは高エネルギーの放電です。アークシュートは、このアークを素早く消すように設計されています。これは、アークをより小さなアークに分割し、冷却してエネルギーを減少させることによって行われます。
- トリップ機構: これは、障害が検出されたときに回路ブレーカーを「トリップ」またはオープンにするものです。トリップ機構には、熱式、磁気式、電子式など、さまざまな種類があります。
- 作動機構: このメカニズムは接点の開閉を担当します。ハンドル操作による手動操作と、トリップ機構により自動操作が可能です。
通常の状態での作業
通常の動作状態では、固定型気中遮断器は閉位置にあります。接点が互いに接触しているため、回路に電流がスムーズに流れます。電流は回路に接続された負荷を通過し、さまざまな電気機器の動作に必要な電力を供給します。
たとえば、産業環境では、固定タイプの気中遮断器が大型機械に電力を供給する回路の一部である可能性があります。回路に流れる電流がブレーカーの定格容量内にある限り、すべてがスムーズに動作します。
障害の検出
次に、障害が発生した場合に何が起こるかを説明します。固定型気中遮断器が検出できる故障には主に過電流と短絡の 2 種類があります。
過電流
過電流は、回路に流れる電流がブレーカーの定格電流を超えると発生します。これは、接続する電気デバイスの数が多すぎることによる回路の過負荷や、デバイスの 1 つの故障など、いくつかの理由で発生する可能性があります。
トリップ機構の熱部分は過電流を検出するように設計されています。それはバイメタルストリップで構成されています。電流が増加すると、バイメタルストリップが加熱します。ストリップ内の異なる金属は異なる速度で膨張し、ストリップが曲がります。電流が特定のレベルに達すると、バイメタル ストリップの曲がりによりトリップ機構が作動し、接点が開きます。
短絡
短絡は、活線と中性線の間の直接接続または低抵抗経路により、回路に非常に大量の電流が流れる、より深刻な障害です。
トリップ機構の磁気部分は短絡を検出します。短絡が発生すると、ブレーカー内のコイルの周囲に強い磁界が発生します。この磁場によりプランジャーが動き、トリップ機構が作動し、ほぼ瞬時に接点が開きます。
アーク消滅
故障により接点が分離し始めると、アークが形成されます。前述したように、アークシュートはこのアークを消すのに重要な役割を果たします。アーク シュートには複数のプレートまたはグリッドが含まれています。アークがアーク シュートに引き込まれると、より小さなアークに分割されます。これらの小さな円弧は表面積が大きいため、より早く冷却できます。
アーク シュート内の空気もアークの冷却に役立ちます。高温のアークガスが膨張して上昇すると、冷たい空気に置き換えられ、アークのエネルギーがさらに減少します。アークが消えると、回路内の電流が遮断され、故障が切り離されます。
他タイプの気中遮断器との比較
他の種類の気中遮断器もあります。引き出し式気中遮断器そしてフレームサーキットブレーカー。固定式ブレーカーは引出し式ブレーカーに比べて常設性が高くなります。これは、安定した継続的な電力供給が必要であり、ブレーカーを頻繁に取り外したり交換したりする必要がないアプリケーションに一般的に適していることを意味します。
インテリジェントエアサーキットブレーカーは、デジタル保護や監視機能などの高度な機能を備えた別のタイプです。固定タイプのブレーカーは、インテリジェント ブレーカーの付加機能をすべて備えているわけではありませんが、多くの標準的な電気保護ニーズに対して信頼性が高く、コスト効率の高いソリューションです。
当社の固定型気中遮断器
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参考文献
- 電気工学ハンドブック、さまざまな版
- サーキットブレーカーメーカーのテクニカルマニュアル
