【初級編】電気設計の基礎!ブレーカー(配線用遮断器)の選定方法

ブレーカー(配線用遮断器)は何のためにあると思いますか?

回路保護?機器の保護?…正解は『配線の保護』です。

回路保護や機器の保護などと考えていた方は、まだ設計業務に携わったことがない人だと思いますので、ぜひこの記事を一読して頂きたいと思います。

【目次】

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配線用遮断器の役割

冒頭で説明した通り、配線用遮断器の役割は配線の保護を目的としています。

なぜ電線保護が必要なのか

配線保護を行わないとどうようになると思いますか?
配線用遮断器がなく、電線に定格以上の電流が流れた場合電線は燃えてしまう...(らしい)のです。

実際に燃えているところ見たことがないのでわからないのですが、確かに燃えると思います。短絡すると火花が出ますし。笑
ですので、設計を行う上で配線用遮断器の選定は重要な部分といえます。

配線用遮断器の仕組み

AF(アンペアフレーム)とは

ブレーカーの容器の大きさ及び最大定格電流をあらわす。例えば30AFの場合は構造上は最大30Aまで適用できる。原則としてAFの値が大きくなるにつれて容器寸法、遮断容量が増加するが、変圧器直下など短絡容量は状況により大きく変化するため遮断容量が高容量になっている高性能品も存在する。

配線用遮断器 - Wikipedia

AT(アンペアトリップ)とは

ブレーカーの定格電流をあらわす。例えば20ATの場合は20Aが定格となる。また高価ではあるが、将来的な対応のためにアンペアフレームのサイズ内で定格電流を可変できるタイプもある。
一次側(上流側)・二次側(下流側)の遮断器との保護協調をとるため、トリップ時間の切り替えが可能なものもある。

配線用遮断器 - Wikipedia

上記をwikiより引用しましたが、要するにAF(アンペアフレーム)はブレーカーが耐えられる電流値、AT(アンペアトリップ)はブレーカーがトリップする電流値です。

ブレーカー動作原理

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正直内部構造はわからないのですが、バイメタルなどの電流検知を行い、ブレーカーをトリップさせることができます。方式は様々ありますので、下記を参照して下さい。

熱動電磁式

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完全電磁式

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電子式

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※上記詳細は三菱電機株式会社をご確認下さい。
www.mitsubishielectric.co.jp


配線用遮断器の選定方法

本題に入ります。配線用遮断器の選定方法ですが、まずはじめに流れる電流を把握します。
電流を把握理由は、AT(アンペアトリップ)を設定するためです。

最終的なAT値は流れる電流値 × 1.2~1.5倍程に設定します。モータが追加になったり、納品後改造でモータがさらに追加となったりと、様々な要因で少し大きいATを設定しておくと便利で融通が利きます。なかなか難しいかもしれませんが、それが設計の醍醐味でもあります。笑

ATが決まれば自然とAFも決まってきますので、まずはATを決定します。
AFの選定方法ですが、15AT以下なら30AFを選定します。20ATだと30AFに対して余裕がないかなと私は思いますので、1ランク上のAFを選定します。

このように配線用遮断器の選び方でも、今後の設備増設、改造などを考えて設計する必要があります。
最初は慣れないかもしれませんが、今後の自分のためにも、自分で考えて設計するようにしていきましょう。

終わりに

設計初心者はなかなか慣れない作業だと思いますが、様々な経験をして頂きたいです。この記事が少しでも参考になればと思います。

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