エアサーキットブレーカとは：動作とその用途

回路ブレーカーは電気機器の一種であり、通常の状況ではリモートで手動で回路を遮断するために使用されます。回路ブレーカーまたはCBの主な機能は、短絡、過電流などの障害状態で回路を遮断することです。一般に、回路ブレーカーはシステムを切り替えたり保護したりします。一部のデバイスは、リレースイッチ、ヒューズなどの回路ブレーカーに関連付けられており、同じ目的で使用されます。サーキットブレーカの用途には、主に、回路内のさまざまな部品、つまり変圧器、スイッチギア、モーター、オルタネーター、発電機などを保護および制御するための電力システムおよび産業が含まれます。空気回路が存在する産業で使用される回路ブレーカーにはさまざまな種類があります。ブレーカーは1つのタイプです。この記事では、エアサーキットブレーカの概要について説明します。

エアサーキットブレーカーとは何ですか？

エアサーキットブレーカー（ACB）は、800アンペアから10Kアンペアを超える電気回路に過電流および短絡保護を提供するために使用される電気デバイスです。これらは通常、450V未満の低電圧アプリケーションで使用されます。これらのシステムは、配電盤（450V未満）にあります。この記事では、Airの動作について説明します サーキットブレーカー 。

エアサーキットブレーカー

空気遮断器は、所定の大気圧で、アーク消火媒体として空気中で作動する回路遮断器です。空気遮断器にはいくつかの種類があり、 ギアの切り替え 耐久性があり、高性能で、設置と保守が簡単な、今日の市場で入手可能です。エアサーキットブレーカは、オイルサーキットブレーカに完全に取って代わりました。

空気遮断器の建設

エアサーキットブレーカの構築は、次のようなさまざまな内部部品と外部部品を使用して行うことができます。

ACBの外部部品には、主にON＆OFFボタン、主接点位置インジケーター、エネルギー貯蔵機構インジケーター、LEDインジケーター、RSTボタン、コントローラー、定格銘板、エネルギー貯蔵ハンドル、ディスプレイ、シェイク、フォールトトリップレストボタン、ロッカーリポジトリなど。

ACBの建設

ACBの内部部品には、主に鋼板による支持構造、トリップユニットを保護するために使用される変流器、ポールグループ絶縁ボックス、水平端子、アークチャンバー、保護用トリップユニット、端子ボックス、閉鎖スプリング、CB開閉制御が含まれます、アークおよびメイン接点を移動するためのプレート、固定メインおよびアーク接点用のプレート。

動作原理

• ザ・ エアサーキットブレーカの動作原理 他の種類のCBと比較して異なります。 CBの基本的な機能は、接点間のギャップがシステムの回復電圧に抵抗する場合は常に、アークの回復を停止することです。
• エアサーキットブレーカーも同じように機能しますが、動作が異なります。アークを遮断している間、それは電圧源の代わりにアーク電圧を作ります。この電圧は、アークを維持するために必要な最小電圧として定義できます。電圧供給は、回路ブレーカーによって3つの異なる方法で増やすことができます。
• アーク電圧は、アークプラズマを冷却することで高めることができます。
• アークプラズマの温度と粒子の動きが低下すると、アークを維持するために追加の電圧勾配が必要になります。アークをいくつかの直列に分割することにより、アーク電圧を上げることができます
• アークパスが増加すると、アーク電圧も増加する可能性があります。アークパスの長さが長くなるとすぐに、抵抗のパスによってアークパスの両端で使用されるアーク電圧も増加するため、アーク電圧を増加させることができます。
• 動作電圧の範囲は最大1KVです。これには、メジャーペアが電流を使用する2セットの接点と、銅で作られた接点が含まれます。カーボンを使用して、もう1組の接触を行うことができます。回路ブレーカーが開くと、最初の主要接点のロックが解除されます。
• 主接点を開いている間、アーク接点は接続されたままです。アーク接点が分割されると、アークが開始されます。回路ブレーカーは平均電圧に対して古くなっています。

エアサーキットブレーカーの動作

空気遮断器は、接点が自由空気中で動作します。それらのアーク焼入れ制御の方法は、オイルサーキットブレーカの方法とはまったく異なります。それらは常に低電圧遮断に使用され、現在は高電圧オイルブレーカーに取って代わる傾向があります。下図は、エアブレーカ回路の動作原理を示しています。

空気遮断器には通常、2対の接点があります。接点のメインペア（1）は通常の負荷で電流を流し、これらの接点は銅金属でできています。 2番目のペアはアーク接点（2）で、カーボン製です。回路ブレーカーが開いているときは、メイン接点が最初に開きます。主接点が開いたとき、アーク接点はまだ互いに接触しています。

電流がアーク接点を通る平行な低抵抗経路を取得するとき。メインコンタクトを開いている間、メインコンタクトにアークが発生することはありません。アーク放電は、最終的にアーク接点が分離されたときにのみ開始されます。各アーク接点には、役立つアークランナーが取り付けられています。

図に示すように、アーク放電は熱的効果と電磁的効果の両方により上方に移動します。アークが上向きに駆動されると、スプラッタで構成されるアークシュートに入ります。シュート内のアークは冷たくなり、長くなり、分裂するため、アーク電圧は空気遮断器の動作時のシステム電圧よりもはるかに大きくなり、したがってアークは電流ゼロの間に最終的に消滅します。

エアブレーキ回路ボックスは、絶縁性と耐火性の素材でできており、同じ素材のバリアによって異なるセクションに分割されています。各バリアの下部には、バリアの一方の側ともう一方の側の間に小さな金属導電性要素があります。電磁力によって上向きに駆動されるアークがシュートの底に入ると、バリアによって多くのセクションに分割されますが、各金属片は各セクションのアーク間の電気的連続性を保証し、結果としていくつかのアークが直列になります。

シュートのすべてのセクション内の電磁力により、上記の図（b）に示すように、そのセクションのアークがらせんの形で始まります。これらのらせんはすべて直列になっているため、アークの全長が大幅に延長され、その抵抗が大幅に増加しています。これは、回路の電流減少に影響します。

図（a）は、アークがメイン接点を離れてからアークシュート内に入るまでのアークの進展を示しています。次に電流がゼロで停止すると、アークが開いた接点と平行になっていた経路のイオン化された空気が、接点と自己容量Cの両方でシャント抵抗として機能します（以下を参照）。高抵抗Rとして赤の図。

で説明したように、CとLの間で発振が始まるとき 理想的なサーキットブレーカ 下の図に示すように、この抵抗は振動を大幅に減衰させます。確かに、通常は非常に重いため、ダンピングが重要であり、発振はまったく発生しません。また、再点弧電圧は、高周波発振として表示される代わりに、デッドビートで最終的なピークジェネレータ電圧の値まで上昇します。これは下の波形の下に示されています。

波形の理想化されたCB

エアブレイクサーキットブレーカの種類

空気回路 ブレーカーは主に4種類あります 家庭の室内中電圧やスイッチギアの維持に広く使用されています。

• プレーンブレイクタイプACBまたはクロスブラストACB
• マグネティックブローアウトタイプACB
• エアシュートエアブレイクサーキットブレーカ
• エアブラストサーキットブレーカ

プレーンブレイクタイプエアブレイクサーキットブレーカ

プレーンブレーキエアサーキットブレーカは、最も単純な形式のエアブレーカです。主な接点は2本の角の形をしています。これらの回路ブレーカーのアークは、一方の先端からもう一方の先端まで伸びています。この種のサーキットブレーカは、クロスブラストACBとしても知られています。これの配置は、接点に囲まれたチャンバー（アークシュート）を介して行うことができます。

チャンバーまたはアークシュートは冷却を実現するのに役立ち、耐火材料で作られています。アークシュートは内部に壁があり、金属製の分離プレートを使用して小さなコンパートメントに分離されています。これらのプレートは、各コンパートメントがミニアークシュートとして機能するアークスプリッターです。

最初のアークは一連のアークに分割されるため、すべてのアーク電圧はシステム電圧と比較して高くなります。これらは低電圧アプリケーションで使用されます。

磁気ブローアウトタイプエアブレイクサーキットブレーカ

磁気ブローアウトエアサーキットブレーカは、最大11KVの電圧容量で使用されます。アークの延長は、ブローアウトコイルの電流によって提供される磁場によって得ることができます。

この種の回路ブレーカーは、アークモーメントを磁気制御して、デバイスにアーク消光を発生させます。したがって、この消滅は、ブローアウトコイル内の電流の流れによって供給される磁場を介して制御することができます。ブローアウトコイルの接続は、中断されている回路を介して直列に行うことができます。

名前が示すように、これらのコイルは「コイルを吹き飛ばす」と呼ばれます。磁場は、回路ブレーカーで発生するアークを管理しませんが、アークが冷却され、それに応じて延長される場合は常に、アークをアークシュートにシフトします。これらのタイプのCBは、最大11kVで使用されます。

エアシュートエアブレイクサーキットブレーカ

エアシュートエアブレイクサーキットブレーカでは、メイン接点は通常銅でできており、閉位置で電流を流します。エアシュートエアブレイクサーキットブレーカは接触抵抗が低く、銀メッキが施されています。アーク接点は頑丈で耐熱性があり、銅合金でできています。

このサーキットブレーカには、メイン＆アークまたは補助の2種類の接点が含まれています。主接点の設計は、抵抗が少なく、閉じた場所で電流を流す銅と銀のプレートを使用して行うことができます。アークや補助のような他のタイプは、耐熱性があるため、銅合金で設計されています。

これらは、アークによるメイン接点への損傷を回避するために使用され、必要に応じて簡単に変更できます。このサーキットブレーカを操作している間、両方の接点はサーキットブレーカのメイン接点を閉じる前後に開きます。

エアブラストサーキットブレーカ

これらの種類の回路ブレーカーは、特に迅速なブレーカー操作が必要な場合に、245KVおよび420KVのシステム電圧などに使用されます。オイルタイプと比較したこのサーキットブレーカの利点を以下に示します。

• 火災の危険は発生しません
• このサーキットブレーカの動作中は、遮断速度が速くなります。
• アーククエンチングは、このブレーカーの操作全体を通して高速です。
• アーク持続時間は、電流の中断のすべての値で類似しています。
• アークの持続時間が短くなると、アークから接点までの熱量が少なくなるため、接点の耐用年数が長くなります。
• システムの安定性の維持は、サーキットブレーカの動作速度に依存するため、十分に維持されます。
• オイルタイプのサーキットブレーカに比べてメンテナンスが少なくて済みます。
• エアブラストサーキットブレーカのタイプは、アキシャルブラストとスライディング可動接点を備えたアキシャルブラストとクロスブラストの3種類です。

エアサーキットブレーカーのメンテナンス

ACBは、UPS、発電機、ミニ発電所、MCCB分電盤など、最大600V ACまでの広範囲の低電圧アプリケーションの回路保護デバイスのように機能し、サイズは400Aから6300Aの範囲です。

このサーキットブレーカでは、配電システムの障害のほぼ20％が、メンテナンスの減少、タフなグリース、ほこり、腐食、および部品の凍結が原因で発生します。したがって、サーキットブレーカのメンテナンスは、一貫した動作を保証し、寿命を延ばすための理想的な選択肢です。

空気遮断器のメンテナンスは非常に重要です。そのためには、最初にオフにしてから、必要な電気アイソレータを開いて両面から分離する必要があります。サーキットブレーカは、毎年、制限された場所や離れた場所で、この孤立した状態で動作する必要があります。回路ブレーカーは、制限から電気的に動作し、その後、制限から機械的に分離する必要があります。この種のプロセスは、滑り面の間に発達した外側の層を取り除くことによって、ブレーカーをより一貫性のあるものにします。

空気遮断器のテスト手順

サーキットブレーカテストは、主に各スイッチングシステムの動作と完全なトリップ構造のプログラミングをチェックするために使用されます。したがって、安全で一貫したパフォーマンスを確保するには、あらゆる種類のサーキットブレーカにとってテストが非常に重要です。他のデバイスと比較して、テストの実行はより困難です。

サーキットブレーカで誤動作が発生すると、コイル内の短絡、不正な動作、機械的接続の損傷などにつながる可能性があります。したがって、サーキットブレーカはこれらすべての障害を克服するために定期的にテストする必要があります。

サーキットブレーカで実行されるさまざまなタイプのテストには、主に機械的、熱的、誘電性、短絡などがあります。サーキットブレーカの通常のテストは、トリップテスト、絶縁抵抗、接続、接触抵抗、過負荷トリップ、瞬間磁気トリップなどです。

テストはどのように実行できますか？

サーキットブレーカをテストするために、さまざまな種類のテスト機器を使用して、任意の電力システムのサーキットブレーカの状態を確認します。このテストは、さまざまなテスト方法やさまざまなテスト機器を使用して実行できます。テストデバイスは、アナライザー、マイクロオーム計、大電流の一次注入テスターなどです。次のようなサーキットブレーカーテストにはいくつかの利点があります。

• サーキットブレーカの性能を向上させることができます。
• 回路はロードまたはオフロードでチェックできます。
• メンテナンスの要件を認識します
• 問題を回避できます
• 障害の早期兆候を特定できます

利点

ザ・ エアサーキットブレーカの利点 以下のものが含まれます。

• 高速再閉鎖施設
• 頻繁な操作に使用
• メンテナンスが少なくて済みます
• 高速運転
• オイルサーキットブレーカーとは異なり、火災のリスクを排除できます
• 一貫性のある短いアーク時間なので、接点の燃焼が少なくなります

欠点

エアサーキットブレーカの欠点は次のとおりです。

• アークシュートの原理の欠点は、電磁界が弱い低電流での非効率性です。
• シュート自体は、大電流よりも延長および脱イオン作用の効率が必ずしも低いわけではありませんが、シュートへのアークの移動が遅くなる傾向があり、高速遮断が必ずしも得られるとは限りません。

空気遮断器の用途

エアサーキットブレーカは、発電所の補助装置や産業プラントを制御するために使用されます。それらは産業プラントに保護を提供します、 変圧器のような電気機械 、コンデンサ、および発電機。

• これらは主に、火災や爆発の危険がある可能性のある植物の保護に使用されます。
• エアブレーカーサーキットアークのエアブレーキ原理は、 DC回路とAC回路 最大12KV。
• 空気 サーキットブレーカ 分割、冷却、および延長によってアークの抵抗を増加させるのに役立つ高い抵抗力を持っています。
• 電力共有システムでは空気遮断器も使用されており、NGDは約15kVです。

したがって、これはすべて、エアサーキットブレーカ（ACB）、その動作、およびそのアプリケーションに関するものです。この概念をよりよく理解していただければ幸いです。さらに、この概念に関する疑問や 電気および電子プロジェクトを実施する 、下のコメントセクションにコメントしてフィードバックをお寄せください。ここにあなたへの質問があります、ACBの機能は何ですか？