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基本

通常、過負荷電流と短絡電流は予測できません。どちらも稼働中のシステムの誤作動や中断の原因になります。この結果、生産のダウンタイムや修復コストにつながることがよくあります。

個々の機器や機器グループを個別に保護すればダメージが最小限になります。こうすれば端末機器はダメージや破壊から最適に保護されます。システムの影響を受けた回路に属さない部分はプロセス全体が許容する限り稼働し続けます。

公称負荷電流

電気負荷  

さまざまな公称電流の電気負荷

公称電流が異なる場合は回路を別々に保護することをお勧めします。最適な機器用ミニチュアサーキットブレーカが公称電流ごとに用意されています。

例:

  • バルブ:0.5~4 A
  • モーター:1~12 A
  • リレー:0.5~5 A
  • コントローラ:1~8 A
  • センサ:0.5~2 A
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過負荷電流

モーターと過負荷電流表示  

過負荷電流を秒~分単位で遮断

端末機器で規定の定格電流を超える予想外の大電流が必要になると過負荷が発生します。ドライブがブロックされた場合などにもこのような状況が発生することがあります。機器の一時的な起動電流も過負荷電流と見なされます。発生する過負荷電流は基本的に計算できますが、起動する瞬間の機械負荷によっても変化します。

このような回路に適したヒューズやサーキットブレーカを選択する場合はこの条件を考慮する必要があります。安全停止は秒単位から分単位で発生します。

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短絡電流

モーターと短絡電流表示  

短絡電流をミリ秒単位で遮断

動作電圧を伝える導通部の間の絶縁が破壊して短絡が発生することもあります。短絡電流を遮断する一般的な保護デバイスにはさまざまなトリップメカニズムのヒューズやミニチュアサーキットブレーカがあります。

短絡電流はミリ秒単位で確実に停止する必要があります。

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漏電電流

絶縁が破損し通電部と接地部が短絡すると漏電電流が発生します。このエラーで人や動物の生命を脅かす接触電圧が発生することがあります。

漏電遮断器はエラーが発生したシステム部品を数ミリ秒で切断します。この保護デバイスはここでは扱いません。

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遮断時のケーブル長の影響

ケーブル経路が長いとエラー発生時に必要なトリップ電流が制限されます。遅延が発生したり切断できなくなります。

電源ユニットと端末機器の間で使用できる最大ケーブル長は次の基準で決まります。

  • 電源の最大電流
  • サーキットブレーカの内部抵抗
  • 配線抵抗

配線抵抗はケーブル長と導体断面積に依存します。このため設置時には一般的に最短のケーブル経路を選ぶ必要があります。

電源と負荷

ケーブルの長さと断面積で機器用ミニチュアサーキットブレーカの切断条件が決まります。

配線抵抗で短絡電流が減少します。低電圧電源では安全機器がこの電流を短絡電流と認識せず、配線抵抗で制限されることがあります。たとえばC特性のサーキットブレーカのトリップ上限は公称電流のよりはるかに大きくなります。このため、この安全機器を用いた場合の短絡回路では遅延スイッチオフが起こりやすくなります。

SFB特性やアクティブ電流制限のある最適な保護デバイスは公称電流を超えたかどうかを早い段階で検出します。

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ケーブルの計算

最大使用可能ケーブル長を計算するには次のデータが必要です。

Rmax最大合計抵抗
U公称電圧
ICB機器用ミニチュアサーキットブレーカの定格電流
xI電流特性曲線に準じたトリップ係数/公称電流の倍数
RLmax最大配線抵抗
RCB1A機器用ミニチュアサーキットブレーカ1Aの内部抵抗
Lmax最大ケーブル長
A導体断面積
ρ導体の固有抵抗率Rho、(銅0.01786)
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この値は次の計算例の基礎となります。

UDC 24 V
xI15(M1特性曲線より)
ICB1 A
RCB1A1.1(熱磁気式サーキットブレーカの公称電流と内部抵抗の表より)
ρ0.01786(銅)
A1.5 mm2(仮定)
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計算

ケーブル長の計算例  

ケーブル長の計算例

こここでは次の3つのステップの計算例を示します。

  1. 合計回路抵抗
  2. 最大配線抵抗
  3. 最大ケーブル長
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主接点と補助接点

機器用ミニチュアサーキットブレーカの主接点と補助接点  

主接点のスイッチング状態をベースにして補助接点を設定する

多くの機器用ミニチュアサーキットブレーカには補助接点が追加されています。スイッチングの状態や誤作動についてリモートで問い合わせることができます。

主な仕様項目:

Power(パワー) = 主接点
Signal(信号) = 補助接点
NO = a接点
NC = b接点
C = c接点のコモン

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接続のマーキング

接点マーキング
主接点個別:1~2
 グループ:1~2 / 3~4 / 5~6 / ...
補助接点個別a接点:13~14
 a接点のグループ:1.13~1.14 / 2.13~2.14 / 3.13~3.14 / ...
 個別b接点:11~12
 b接点のグループ:1.11~1.12 / 2.11~2.12 / 3.11~3.12 / ...

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