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トリップ遮断特性

 

サーキットブレーカとは、特定の電気条件が満たされると、回路を自動的に開く電気スイッチです。 通常、サーキットブレーカは、感知装置を通過する電流が事前に設定された電流の定格を超えると開きます(トリップします)。Carling. Technologiesでは、流体電磁式トリップ要素を備えるサーキットブレーカを製造しています。最も一般的な回路の構成である直列トリップの例を使用して、以下の内容では、流体電磁式サーキットブレーカのトリップの原因と、トリップ遮断特性が発生する過程を説明します。

磁気サーキットブレーカのトリップの原因

流体電磁式サーキットブレーカの"直列トリップ"構成では、電流感知コイルが一連の接点と直列に接続されています (図1)。

図1

コイル内には、非磁気遅延管があり、バネで付勢された移動磁気コアが格納されています。電機子によって接点とコイル機構が連結され、電磁石として作動します。 接点が開いている場合、サーキットブレーカに電流は流れず、コイルによって電磁エネルギーも生成されません。 接点が閉じると、電流が流れ始めます (図2)。

図2 - 定格電流未満の場合

図3 - 誘導遅延による中程度の過負荷

短絡回路状態で、電磁エネルギーが急激に増加すると、電機子はコアが移動しなくても引きつけられ、誘導遅延が発生する前にブレーカがトリップします。 これは、"瞬時トリップ"と呼ばれます。これは、最も必要なときに非常に早いトリップ反応が発生する安全な機能です(図4)。

図4 - 短絡回路状態 - 誘導遅延なし

さまざまな遮断特性が発生する過程

トリップ遮断特性とは、電流感知コイル内の可動金属コアが最も"内側"の位置まで移動する(この結果、サーキットブレーカがトリップする)のにかかる時間のことです。 遮断特性は、無害な過度電流によって有害なトリップを防止するだけでなく、障害が存在するときに回路を開くのに十分な長さである必要があります。

遅延管に空気が充填されている場合、コアはより早く移動し、ブレーカも短時間でトリップします。これは超高速トリップ遮断特性の特徴です。 固体素子は、短時間でも過負荷電流に耐えることができないため、超高速トリップ遮断特性を使用して、意図的に遮断特性が導入されないようにする必要があります。

遅延管に軽粘度流体(温度安定性流体)が充填されている場合、コアは最も"内側"の位置に移動し、意図的に遮断特性が導入されます。このため、一般的な用途では、時間がわずかに長い中速のトリップ遮断特性が使用されます。(図5)。

図5

重粘度流体が使用されている場合は、トリップ遮断特性は非常に低速になります。 通常、このような遅延は、長時間のモータの始動中に有害なトリップが起きる可能性を最小限に抑えるために、モータ用途で使用されます。

磁気回路内で磁気分路板を使用することで、磁束が変化し、高い耐突入電流容量を持つことになります。このような高突入電流のトリップ遮断特性では、変圧器の短時間の高パルスサージ(通常8 ms未満で、最大25xの定格電流)の特性は無視され、電力供給と容量性負荷が切り替えられます。

流体遅延保護装置は、さらに、高温状態での動作時にトリップが若干早く開始されるため、より低温の状態がわずかに長くなるというメリットがあります。この特徴は、多くの用途の保護に対する要求に対応しています。 トリップに対する遮断特性が変化しても、ブレーカのトリップに必要な電流は変化しません。

遅延曲線

各トリップ遮断特性の種類をグラフ化して、トリップ遮断特性の曲線を表示できます。これらの曲線は、定格電流の割合とトリップ時間(秒)の関係を表します。 以下の例を参照してください。

Carling Technologiesのサーキットブレーカの各製品シリーズのトリップ遮断特性は、PDFファイルで参照できます。 これらのPDFファイルには、トリップ遮断特性の曲線と表およびその他の仕様が記載され、このWebサイトの特定シリーズ製品のページから入手できます。