モールドケースサーキットブレーカ（MCCB）は、過負荷や短絡を引き起こす可能性のある過電流から電気回路を保護するために使用される電気保護装置の一種です。最大1600Aの定格電流で、MCCBは、調整可能なトリップ設定で幅広い電圧と周波数に使用できます。これらのブレーカーは、システムの分離と保護の目的で、大規模PVシステムのミニチュアサーキットブレーカー（MCB）の代わりに使用されます。
MCCBの動作方法
MCCBは、温度に敏感なデバイス（熱要素）と電流に敏感な電磁デバイス（磁気要素）を使用して、保護と分離の目的でトリップメカニズムを提供します。これにより、MCCBは以下を提供できます。
•過負荷保護、
•短絡電流に対する電気的障害保護
•切断用の電気スイッチ。
過負荷保護
過負荷保護は、温度に敏感なコンポーネントを介してMCCBによって提供されます。このコンポーネントは本質的にバイメタル接点です。つまり、高温にさらされると異なる速度で膨張する2つの金属で構成される接点です。通常の動作状態では、バイメタル接点によって電流がMCCBに流れるようになります。電流がトリップ値を超えると、接点内の熱膨張率が異なるため、バイメタル接点が加熱されて曲がり始めます。最終的に、接点はトリップバーを物理的に押して接点のラッチを外すまで曲がり、回路が中断されます。
MCCBの熱保護には、通常、モーターの始動時に見られる突入電流など、一部のデバイス操作で一般的に見られる短時間の過電流を許容するための時間遅延があります。この時間遅延により、回路はMCCBをトリップすることなくこれらの状況で動作し続けることができます。
短絡電流に対する電気的障害保護
MCCBは、電磁気学の原理に基づいて、短絡障害に対して瞬時に応答します。MCCBには、電流がMCCBを通過するときに小さな電磁場を生成するソレノイドコイルが含まれています。通常の動作中、ソレノイドコイルによって生成される電磁界はごくわずかです。しかし、回路に短絡障害が発生すると、ソレノイドに大電流が流れ始め、その結果、強い電磁界が発生してトリップバーを引き付け、接点を開きます。
切断用電気スイッチ
MCCBは、トリップメカニズムに加えて、緊急時またはメンテナンス操作の場合の手動切断スイッチとしても使用できます。接点が開くと円弧を作成できます。これに対抗するために、MCCBにはアークをクエンチする内部アーク散逸メカニズムがあります。
MCCBの特性と評価の解読
MCCBメーカーは、MCCBの動作特性を提供する必要があります。一般的なパラメータのいくつかを以下に説明します。
定格フレーム電流（Inm）：
MCCBが処理できる定格の最大電流。この定格フレーム電流は、調整可能なトリップ電流範囲の上限を定義します。この値は、ブレーカーのフレームサイズを決定します。
定格電流（入力）：
定格電流値は、過負荷保護のためにMCCBがトリップするタイミングを決定します。この値は、定格フレーム電流の最大値に調整できます。
定格絶縁電圧（Ui）：
この値は、MCCBが実験室の条件で抵抗できる最大電圧を示します。MCCBの定格電圧は通常、安全マージンを提供するためにこの値よりも低くなっています。
定格動作電圧（Ue）：
この値は、MCCBの連続運転の定格電圧です。通常、システム電圧と同じかそれに近い値です。
定格インパルス耐電圧（Uimp）：
この値は、回路ブレーカーがスイッチングサージや落雷に耐えることができる過渡ピーク電圧です。この値は、MCCBが過渡過電圧に耐える能力を決定します。インパルステストの標準サイズは1.2 / 50µsです。
動作短絡遮断容量（Ics）：
これは、MCCBが恒久的に損傷することなく処理できる最大の障害電流です。MCCBは通常、この値を超えない限り、障害中断操作後に再利用できます。Icsが高いほど、回路ブレーカーの信頼性が高くなります。
極限短絡遮断容量（Icu）：
これは、MCCBが処理できる最大の障害電流値です。障害電流がこの値を超えると、MCCBはトリップできなくなります。この場合、より高い遮断容量を備えた別の保護メカニズムが動作する必要があります。これは、MCCBの動作の信頼性を示しています。障害電流がIcsを超え、Icuを超えない場合でも、MCCBは障害を取り除くことができますが、損傷して交換が必要になる可能性があることに注意してください。
機械的寿命：これは、MCCBが故障する前に手動で操作できる最大回数です。
電気的寿命：これは、MCCBが故障する前にトリップできる最大回数です。
MCCBのサイズ設定
電気回路のMCCBは、回路の予想される動作電流と考えられる障害電流に応じたサイズにする必要があります。MCCBを選択する際の3つの主な基準は次のとおりです。
•MCCBの定格動作電圧（Ue）は、システム電圧と同じである必要があります。
•MCCBのトリップ値は、負荷が引き込む電流に応じて調整する必要があります。
•MCCBの遮断容量は、理論上の考えられる故障電流よりも高くなければなりません。
MCCBの種類
図1：タイプB、C、およびDのMCCBのトリップ曲線
MCCBメンテナンス
MCCBは大電流にさらされます。したがって、MCCBのメンテナンスは、信頼性の高い操作のために重要です。メンテナンス手順のいくつかを以下に説明します。
1.目視検査
MCCBの目視検査中は、ケーシングまたは絶縁体の接触部の変形や亀裂に注意することが重要です。接触またはケーシングの焼け跡は注意して取り扱ってください。
2.潤滑
一部のMCCBは、手動切断スイッチと内部可動部品のスムーズな操作を保証するために適切な潤滑を必要とします。
3.クリーニング
MCCBに汚れが付着すると、MCCBコンポーネントが劣化する可能性があります。汚れに導電性物質が含まれていると、電流の経路ができて内部障害が発生する可能性があります。
4.テスト
MCCBのメンテナンス手順の一部として実行される3つの主要なテストがあります。
絶縁抵抗試験：
MCCBのテストは、MCCBを切断し、相間および供給端子と負荷端子間の絶縁をテストすることによって実行する必要があります。測定された絶縁抵抗がメーカーの推奨絶縁抵抗値よりも低い場合、MCCBは適切な保護を提供できません。
接触抵抗
このテストは、電気接点の抵抗をテストすることによって実行されます。測定値は、メーカーが指定した値と比較されます。通常の動作条件下では、MCCBは最小の損失で動作電流を通過させる必要があるため、接触抵抗は非常に低くなります。
トリッピングテスト
このテストは、シミュレートされた過電流および障害条件下でMCCBの応答をテストすることによって実行されます。MCCBの熱保護は、MCCBに大電流を流すことによってテストされます（定格値の300％）。ブレーカーが作動しない場合は、熱保護の失敗を示しています。磁気保護のテストは、非常に高い電流の短いパルスを実行することによって実行されます。通常の状態では、磁気保護は瞬時に行われます。大電流は接点と絶縁体の温度を上昇させるため、このテストは最後に実行する必要があります。これにより、他の2つのテストの結果が変わる可能性があります。
結論
必要なアプリケーションに合わせてMCCBを正しく選択することは、高電力機器を備えたサイトで適切な保護を提供するための鍵です。また、サイトの安全性を確保するために、定期的かつトリップメカニズムがアクティブ化された後は毎回メンテナンスアクションを実行することも重要です。
投稿時間：2020年11月25日