遮断器、負荷開閉器、断路器の違いと用途
遮断器、負荷開閉器、断路器はいずれも電気システムに不可欠な構成要素です。電気技術者の多くはこれらの用語に精通しているものの、その違いや用途については混乱が生じることがあります。特に電気初心者にとって、これらの機器の違いは特に分かりにくいものです。
遮断器は、短絡状態を含む正常な回路状態と異常な回路状態の両方において、指定された時間内に電流を遮断、流す、または遮断するように設計されています。これは、過負荷や短絡による電気回路の損傷を防ぐ重要な安全装置です。
一方、負荷開閉器は遮断器と遮断器の間に設置されます。シンプルなアーク消弧装置を備えており、定格負荷電流と一定の過負荷電流を遮断できます。ただし、短絡電流を遮断することはできません。負荷開閉器は、配電システムやモーター制御回路など、負荷の頻繁な開閉が必要な状況でよく使用されます。
断路器（ディスコネクタとも呼ばれる）は、無負荷状態で回路を遮断するために使用されます。その主な目的は、保守機器と電源の間に目に見える遮断点を提供し、保守作業員の安全を確保することです。断路器には専用の消弧装置がないため、負荷を遮断したり電流を短絡させたりすることはできません。したがって、断路器は回路遮断器によって回路が遮断されている場合にのみ操作する必要があります。
では、これら3つのデバイスの主な違いは何でしょうか？回路ブレーカーは過負荷や短絡から回路を保護するために設計されており、負荷スイッチは負荷を頻繁に切り替えるために使用され、遮断スイッチはメンテナンスのために安全な切断ポイントを提供します。
用途としては、回路遮断器は通常、主配電盤またはサブ配電盤に設置され、個々の回路を保護します。負荷開閉器は、配電システム、モーター制御回路、または頻繁な負荷開閉が必要なその他の用途で使用されます。遮断スイッチは、配電装置、変電所、または保守担当者が無負荷状態で電気機器を操作する必要があるその他の場所でよく使用されます。
結論として、電気技術者にとって、回路遮断器、負荷開閉器、遮断スイッチの違いを理解することは非常に重要です。それぞれの特性と用途を理解することで、電気システムの安全かつ効率的な運用を確保できます。
▶ 01 負荷開閉器、断路器、遮断器の用語説明
負荷スイッチ:
機能: 負荷電流、励起電流、充電電流、コンデンサバンク電流など、通常の動作条件下でさまざまな電流を閉じたり遮断したりできます。
用途: 仕様要件により明らかな切断ポイントを必要とする回路で単独で使用できます。
動作条件: 負荷がかかった状態で動作可能。つまり、通電中にオン/オフを切り替えることができます。
遮断スイッチ（断路器）:
機能：開位置では接点間の絶縁距離を確保し、明確な断線マークを表示します。閉位置では、正常時および異常時（短絡など）の回路条件下で電流を流すことができますが、故障電流を遮断するようには設計されていません。
用途: 回路内に明確な切断ポイントがあることを確認するために、回路ブレーカーと組み合わせて使用されることが多いです。
動作条件: 負荷がかかった状態では動作できません。回路に電源が入っていない場合にのみ開閉できます。
サーキットブレーカー:
機能：正常時および異常時（短絡状態を含む）の回路において、規定時間内に電流を投入、通電、遮断することができます。過負荷や短絡による回路の損傷から回路を保護するように設計されています。
用途：主配電盤またはサブ配電盤内で個々の回路を保護するために使用されます。多くの場合、遮断スイッチと組み合わせて使用されます。
動作条件: 正常な回路条件と異常な回路条件の両方で動作できます。
まとめると、負荷スイッチ、遮断スイッチ、回路遮断器はそれぞれ独自の機能と用途を持っています。負荷スイッチは負荷の開閉用に設計され、遮断スイッチは安全な遮断ポイントを提供し、回路遮断器は回路を損傷から保護します。これらの違いを理解することは、電気システムの安全かつ効率的な運用を確保するために不可欠です。
▶ 02 負荷開閉器、断路器、遮断器の種類紹介
負荷スイッチ、遮断スイッチ、回路ブレーカーは高電圧と低電圧に分けられます。
1. 負荷スイッチの場合:
高電圧負荷スイッチには主に 6 つのタイプがあります。
①固体ガス発生型高電圧負荷開閉器：アークの遮断エネルギー自体を利用して、アーク室内のガス発生材からガスを発生させ、アークを消弧させます。構造が比較的シンプルで、35kV以下の製品に適しています。
②空気圧式高電圧負荷スイッチ：ピストンの圧縮ガスを利用して遮断過程でアークを吹き消すもので、構造が比較的シンプルで、35kV以下の製品に適しています。
③圧縮空気式高電圧負荷開閉器：圧縮空気を用いてアークを消弧し、大電流を遮断できます。構造が比較的複雑で、60kV以上の製品に適しています。④SF6高電圧負荷開閉器：SF6ガスを用いてアークを消弧し、遮断電流が大きく、容量性電流の遮断性能は良好ですが、構造が比較的複雑で、35kV以上の製品に適しています。
⑤油入高圧負荷開閉器：アーク自体のエネルギーを利用してアーク周囲の油を分解・ガス化し、冷却することでアークを消弧します。構造は比較的シンプルですが、重量が重く、35kV以下の屋外用製品に適しています。
⑥真空式高電圧負荷開閉器：真空媒体を使用してアークを消弧し、電気寿命が長く、価格が比較的高く、220kV以下の製品に適しています。
低電圧負荷スイッチは、スイッチヒューズグループとも呼ばれます。交流電源周波数回路において、負荷回路を手動で低頻度にオン／オフするのに適しています。また、回線の過負荷および短絡保護にも使用できます。遮断器は接触ブレードによって機能し、過負荷および短絡保護はヒューズによって機能します。
2. スイッチを分離する場合
高圧遮断スイッチは、設置方法の違いにより、屋外型高圧遮断スイッチと屋内型高圧遮断スイッチに分けられます。屋外型高圧遮断スイッチとは、風雨、雪、汚染、結露、氷、厚い霜などの影響に耐え、テラスへの設置に適した高圧遮断スイッチを指します。絶縁柱の構造により、単柱型断路器、二柱型断路器、三柱型断路器に分けられます。
中でも、単列ナイフスイッチは、架空母線下の断層面の垂直空間を直接電気絶縁材として利用する。そのため、占有面積の節約、引込線の削減、開閉状態の明確化といった明らかな利点がある。超高圧送電の場合、変電所に単列ナイフスイッチを導入することで、床面積の節約効果がより顕著になる。
低電圧機器では、主に住宅やビルなどの低電圧端末配電システムに適しています。主な機能：負荷への線路の遮断と接続
ここで注意すべき点は、低電圧端末配電においては、負荷に応じて遮断スイッチを分割できるということです。それ以外の場合、および高圧下では、これは許可されません。
3. 回路遮断器の場合
高圧遮断器は、発電所、変電所、配電室などにおける主要な電力制御設備です。; システムに障害が発生した場合、リレー保護と連携して故障電流を速やかに遮断し、事故範囲の拡大を防止します。
したがって、高電圧遮断器の品質は電力システムの安全な動作に直接影響します。高電圧遮断器には多くの種類があり、アーク消弧の程度に応じて油遮断器（多油遮断器、少油遮断器）、六フッ化硫黄遮断器（SF6遮断器）、真空遮断器、圧縮空気遮断器などに分けられます。
低圧遮断器は自動スイッチとも呼ばれ、一般的に「エアスイッチ」とも呼ばれ、低圧遮断器を指します。電力分配、非同期モーターの低頻度起動、電力線やモーターの保護などに使用され、深刻な過負荷、短絡、または低電圧が発生した場合に自動的に回路を遮断します。その機能は、ヒューズスイッチと過熱リレーと過熱リレーの組み合わせなどと同等です。また、故障電流を遮断した後、部品を交換する必要がないため、広く使用されています。
▶ 03 負荷開閉器、断路器、遮断器の違い
1.負荷スイッチは負荷によって遮断され、自己消弧機能を持っていますが、遮断容量は非常に小さく制限されています。
2. 一般的に、遮断スイッチは負荷を遮断することはできません。構造上、アーク消弧装置は備えていません。また、負荷を遮断できる遮断スイッチもありますが、構造は負荷スイッチとは異なり、比較的単純です。
3. 負荷開閉器と遮断開閉器はどちらも明らかな遮断点を形成できます。ほとんどの遮断器は遮断機能を備えておらず、一部の遮断器は遮断機能を備えています。
4. 遮断スイッチには保護機能がありません。負荷スイッチの保護は通常、ヒューズで保護され、瞬断と過電流のみで保護されます。
5. 遮断器の遮断容量は製造工程で非常に高く設定できます。主に変流器を追加し、二次側機器と連携して保護を行います。短絡保護、過負荷保護、漏電保護などの機能を持たせることができます。
