モールドケースサーキットブレーカ(MCCB)動作原理
モールドケースサーキットブレーカ（MCCB）は、モールドケースを使用して電流を運ぶ部品を収容し、絶縁システムの一部となる回路ブレーカです。 MCCBの動作原理については、この記事で詳しく説明します。
最も一般的なタイプのMCCBは、熱磁気汎用回路遮断器です。 図1を参照してください。 MCCBは、多くの場合、熱過電流トリップ素子を備えており、結合が電気モータ上でずれている場合や電気機器があまりにも多くの電流を消費する場合など、過負荷に対する保護を提供します。
また、2本のワイヤが接触したときや絶縁不良時などの短絡から保護するために、瞬時過電流素子を備えています。 MCCBsには、次の主要コンポーネントがあります:
- フレームまたはケース
- 接点アセンブリ
- アークシュート
- OCPDs
- 操作機構
- 端子接続
絶縁ケース遮断器（ICCB）は回路です構造がmccbに類似しているが、普通電子かデジタルocpdを使用し、大いにより高い中断の評価があるブレーカ。
図1. MCCBラベル回路図
MCCBフレームとケース
MCCBのフレームは、絶縁を提供しながら他のコンポーネントを取り囲んでサポートする密閉ユニットです。 密閉ケースのサーキットブレーカは、外部のテスト、検査、および清掃を除き、開封または修理することはできません。
シールケースサーキットブレーカは、タール状の物質、リベット留めされたケース、またはケースのネジの上に紙のシールによって、いくつかの方法で識別できます。 密封された場合の遮断器を開けることはそれらの遮断器を含む火か他の事故があれば問題を引き起こすことができるULのリストを無効にする。
大型フレームMccbおよびほとんどのIccbは交換可能なOcpdを備えており、交換可能なトリップサーキットブレーカとも呼ばれています。 交換可能な旅行の遮断器に整備され、維持されるために開けることができる場合がある。 Oemは更新することができるようにある特定の部品を提供できます。
OCPDは、ICCBsのフレーム定格とMCCBsのフレーム定格の80%までのサイズを設定できる要素に置き換えることができます。 図2を参照してください。
図2。 交換可能なトリップサーキットブレーカラベル付き回路図
MCCB接点アセンブリ
接点アセンブリは回路を開閉します。 パネルボードで使用される分岐遮断器のような小さいMCCBsの接触は、負荷流れを運び、またアークの接触として機能します。 大型フレームの遮断器は別のアークの接触および主要な接触を備えている。
MCCBsの利点の1つは、接点が小さく、軽く、1-1/2-2サイクルのようにアークを迅速に中断できることです。 現在制限版は1⁄2周期またはより少しの欠陥を、より速く取り除くことができる。
アーク接点はアークを遮断するのに役立ち、負荷電流のみを流すように設計された主接点よりも硬い合金で構成されています。 アーク接点（上部）は、メイン接点（下部）よりも先に延びています。 遮断器が閉まると同時に、アークの接触は最初に触れます（作って下さい）。 したがって、発生するアークはアーク接点で発生します。 メインコンタクトは、アークコンタクトがタッチした直後にタッチします。
主接点は主に銀で構成されており、アーク接点よりも柔らかいため、アーク接点が調整されていないか着用されているとすぐに侵食されます。 新世代の電流制限回路ブレーカは、標準的なMccbとは異なり、主に接点構造によって異なります。
標準のMCCBsは接点に単一のピボットポイントメカニズムを使用しますが、電流制限回路ブレーカはしばしばデュアルピボットメカニズムを使用します。 図3を参照してください。 接触のそれぞれのまわりの磁界は接触を離れて反発し、急速に強制します。 それらを流れる短絡電流が増加するにつれて、磁場はより強くなり、接点はより速く開く。
図3. 標準MCCBs対ICCBs
これらの回路ブレーカ(および電流制限ヒューズ)を電流制限するには、短絡電流が電流制限領域に入るのに十分な値でなければなりません。 短絡の流れがこの価値の下にあれば、標準的な遮断器として答えます。
MCCBアークシュート
アークは、通常、アークの極端な熱によって蒸発および/または溶融される電極（接点）を伴う、回路内または電極間の間の電
アークシュートは、アーク消火器とも呼ばれ、アーク分周器を含む構造体です。 接点部分として、アーク接点の間にアークが描画されます。 アークは（その極端な温度のために）上昇し、そうであるように、アーク分周器によって引き伸ばされる。 これはアークを冷却するので、消滅させることができます。 MCCBsはアークシュートを使用してアークを伸ばし、それらを冷却し、それらを1-1⁄2から2サイクルで消滅させます。 図4を参照してください。
図4. MCCBアークシュート図
Over Current Protective Devices(Ocpd)
小型フレームMccbは通常、熱磁気Ocpdを使用します。
熱磁気OCPDは、電流が導体を通過するときに銅損（I2R）によって生成される熱に反応するOCPDです。
銅の損失は、導体を通過する電流に対する導体の抵抗によって引き起こされます。 この損失は熱として表されます。 導体を通る電流の流れが高いほど、より多くの熱が生成される。 熱磁気OCPDは、電流経路に配置されたバイメタルストリップを使用します。 バイメタルのストリップは熱されたとき拡張の異なった率がある2つの金属から成っています。 バイメタルのストリップは膨張の高い比率を持っている金属が偏向するか、または曲がり、旅行の掛け金を解放するためにバイメタルのストリップ これは、回路遮断器が所定の時間持続する過電流状態を感知するときに発生します。
熱磁気OCPDは、MCCBsの過電流および短絡に対する保護を提供します。 熱磁気OCPDは、汎用トリップユニットとしても知られています。 熱磁気OCPDのための他の名前は旅行装置および旅行の単位で、頻繁に交換可能に使用されます。 大型フレームMccbでは、電子OCPDが一般的に使用されます。 特定のOCPDに関する情報は、ユニットに添付されたOEM銘板に記載されています。 図5を参照してください。
図5. 熱磁気OCPDはMCCBsの過電流そして短絡に対して保護を提供し、時々一般目的旅行の単位と言われます。
MCCBは、フレーム定格の80%の連続電流定格を持つOCPDのみを持つことができます。 これは、熱磁気OCPDの時間電流特性曲線が非常に広いため、Oemは過剰な電流の流れによって発生する熱から損傷を受けることなく遮断器がトリップするために余分な余裕を作らなければならないことを意味します。
MCCB動作原理
MCCBの操作機構は、コンタクトアセンブリを開閉し、オープン、クローズ、トリップの三つの位置を持っています。 パネルボードおよび照明パネルに使用されるタイプの分岐回路ブレーカは、かなりシンプルな設計である。 図6を参照してください。
図6. MCCB操作機構
接点を閉じた状態で、トリップラッチはラッチ位置（黄色の円）にあります。 接触が開閉されると同時に、旅行の掛け金の位置は動きません。 このタイプのトリップラッチは、MCCBsおよび操作機構の他の部分が工場で潤滑されるという点で、MCCBsの主要な問題の1つです。
接点に電流が流れると熱が発生し、時間の経過とともに潤滑剤が乾燥します。 工場適用された潤滑油が乾燥すると同時に、遮断器の性能を厚くし、遅らせます。 それが乾燥し続けると、それは剥がれ始め、金属と金属の摩耗が起こります。 この金属対金属の摩耗およびトリップラッチに発生する可能性のある腐食は、必要に応じて遮断器を容易に開くことができない可能性がある。 トリップラッチが位置を変更する唯一の時間は、回路ブレーカがトリップされたときです。
トリップラッチは開位置と閉位置では静止していますが、トリップ位置では異なることに注意してください。 トリップラッチの誤動作は、MCCBsがOEM仕様に従って動作しない主な原因の一つです。 現代の大型フレームMCCBsは、しばしば赤い機械的なトリップボタンを含む。 旅行ボタンは旅行の掛け金を直接作動させる。 サーキットブレーカを開位置から閉位置に切り替えると、トリップラッチ(図6の黄色の矢印)は移動しません。 しかし、回路ブレーカがつまずいたときには動きません。 図7を参照してください。
図7。 近代的で大型フレームのMCCB動作メカニズムであるダイアグラム
サーキットブレーカの老化と試験
原子力規制委員会（NRC）がNUREG/CR-5762、Wyle60101、Comprehensive Aging Assessment of Circuit Breakers and Relays（1992年に書かれた）で行われた研究は、メンテナンスなしで三から五年稼働していたMCCBsの故障の主題をカバーしている。
本報告書では、調査した11人のブレーカーに様々な問題が発見されました。 11個のサーキットブレーカのうち、5個は長時間遅延欠陥を有し、4個は瞬間的なトリップ問題を有していた。
一部の遮断器には複数極障害があり、一部の遮断器には瞬時遅延と長時間遅延の両方の問題がありました。 調査の数は限られていましたが、テスト中に現場で見られる問題の典型的なものです。
NRCは、三年ごとにサーキットブレーカの一次注入試験を推奨し、試験できなかった場合は、毎年”プッシュ-ツー-テスト”または”ツイスト-ツー-テスト”メカニズムを動作させ サーキットブレーカにそのようなテスト特徴がなければ、NRCは機能性の維持を助けるためにトグル（ハンドル）を年に数回急速に作動させることを推薦した。
MCCB端子接続
MCCBsおよび絶縁ケース遮断器(ICCBs)の安全な取り付けは、適切な終端に依存します。 終端が適切に完了しないと、火災が発生し、機器に損傷を与える可能性があります。 多くの大きいICCBsはバスに直接ボルトで固定されるか、または引き抜きの構造である。 図8を参照してください。 これらのタイプの接続の問題はかなりまれです。
MCCBsは、多くの場合、撚り線ケーブルまたはワイヤを使用して接続されており、熱サイクルのために時間の経過とともに緩む傾向があるため、問題を引き起こ 標準的な三相熱磁気産業遮断器の端子接続によって、コンダクターは末端のラグナットに合い、指定にtorqued。 端子ラグは、指定された範囲のワイヤサイズとワイヤタイプにのみ使用できます。 導体が小さすぎると、予想される量の電流を流すためのラグ内の表面積が得られません。
図8. ICCB終端図
はるかに大きな導体に使用する必要がある端子ラグに小さな導体を接続すると、導体と端子ラグの間にポイントツーポイントの接触しかあ このタイプの接続は、接続で過熱を引き起こし、修正されない場合、導体がアニールされる原因となります。 図9を参照してください。
図9. サーキットブレーカ端子ラグ
導体がアニールされると、インピーダンスの増加により適切な量の電流が流れません。 インピーダンスが増加すると、さらに加熱され、導体に高いインピーダンスが発生します。 多くの場合、アニールされた導体の周りの絶縁は、生成される熱のために完全に焼損する。 アニールされたコンダクターは取り替えられなければなりませんまたはアニールされた部分は断ち切られ、コンダクターの新しい部分は接続されなけ
端子ラグに関するもう一つの問題は、不適切なトルクです。 ケーブルが端子ラグの内側で緩むと、インピーダンスの増加により接続が加熱されます。 この追加の加熱はまた、導体をアニールさせる可能性がある。 多くの場合、端子ラグナット止めねじが緩むと、止めねじねじの内側にアークが発生します。 通常、これは外側から見ることができない従って技術者は止めねじを締め直し、問題が解決することを信じるかもしれない。 但し、糸の中のアークは普通止めねじがアークが起こったところより遠いきつく締まることを防ぎます。 止めねじにどのくらいの力が加えられているかにかかわらず、導体に対して完全に締め付けられることはなく、過熱が続きます。 図10を参照してください。
図10。