断路器とは？その役割と仕組みを解説

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断路器とは？その役割と仕組みを解説

断路器の役割

断路器の主な役割は、過電流や短絡などの異常電流が流れた際に、回路を速やかに遮断することです。これにより、過電流による機器の損傷や火災の発生などを防ぎます。

また、断路器は開閉器としての機能も備えており、回路の通電や遮断を手動で制御することもできます。

さらに、保護継電器との連携により、特定の異常電流値を超えた場合に自動的に遮断動作を行うことも可能です。これにより、より高いレベルの安全性が確保されます。

断路器の仕組み

断路器の仕組みは、電流が許容値を超えると作動するトリッピング機構を中心に構成されています。

このトリッピング機構には、電磁継電器と熱磁継電器の2種類があります。電磁継電器は、電流が急激に増加するとトリップコイルに電流が流れ、トリップレバーを解放して断路器を開放します。

一方、熱磁継電器は、電流が許容値を長時間超えると温度が上昇してバイメタルが変形し、同様にトリップレバーを解放します。これにより、異常電流から回路や機器を保護することができる仕組みになっています。

断路器の種類

断路器は、用途や構造によってさまざまな種類があります。最も一般的な種類としては、次のものが挙げられます。

 空気断路器最も広く使用されるタイプで、消弧媒体として空気を使用します。その構造は比較的単純で、比較的安価です。

 真空断路器真空中に接点を配置し、電弧を発生させにくくします。高電圧用途やスペースの限られた場所に適しています。

 ガス断路器六フッ化硫黄（SF6）などのガスを消弧媒体として使用します。高い消弧能力を持ちますが、SF6ガスは温室効果ガスであるため、環境への影響が懸念されています。

 油断路器消弧媒体として油を使用します。高い消弧能力をもちますが、今日では環境への影響が懸念されるため、使用が減少しています。

断路器の設置場所

断路器の設置場所は、系統の保護に必要な場所によって異なります。例えば、発電所や変電所などの電源側に設置される場合は、系統に流れる電力の制御と保護を目的とします。

一方、負荷側に設置される場合は、負荷装置の保護が主な目的となります。また、配電系統では分電盤やブレーカーボックスに設置され、家庭や事業所などの末端の負荷を保護します。

断路器の保守点検

断路器の保守点検とは、断路器の安全性と信頼性を維持するために定期的に実施される重要な手順です。保守点検では、以下の項目のチェックや清掃、調整などが行われます。

接点の状態

接点の摩耗や汚れがないかチェックし、必要に応じて洗浄や研磨を行います。

ばね機構

ばねの張力が適切であるか確認し、調整を行います。

絶縁材

絶縁材の劣化や損傷がないかチェックし、必要に応じて交換を行います。

動作試験

断路器の動作を試験的に行い、適切に動作するかを確認します。

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定期的な保守点検を行うことで、断路器の故障や誤動作を防ぎ、設備の安全性を確保することができます。また、保守点検を記録しておくことで、断路器のメンテナンス履歴を管理し、将来のトラブルを予測するのに役立ちます。

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