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残留電流遮断器（RCCB）：動作原理、種類、配線、比較

この記事では、RCCB とは何か、その仕組み、および保護を可能にする内部の主要な部分について学びます。また、その定格、さまざまなタイプ、基本的な配線の考え方、他のブレーカーとの比較についても理解できます。住宅、商業空間、工場、湿気の多い場所での実際の用途も取り上げられており、その重要性がよくわかります。

カタログ

図 1. 残留電流遮断器 (RCCB)

残留電流遮断器とは何ですか?

残留電流遮断器 (RCCB) は、感電から身を守り、漏れ電流による火災を防ぐために使用される電気安全装置です。活線と中性線に流れる電流を常にチェックし、危険な差が検出されると電源を遮断します。残留電流という用語は、絶縁不良や偶発的な接触により通常の回路経路から漏れる少量の電流を意味します。RCCB は一般に、電気の安全性を向上させるために家庭、オフィス、産業用パネルに設置されます。その主な目的は、危害や損害が発生する前に電源を迅速に切断することです。

RCCBの動作原理

図 2. RCCB の動作原理

RCCB は、相導体と中性線の間の電流のバランスを監視することによって機能します。通常の状態では、相線を通って入る電流は中性線を通って戻る電流と等しくなります。人が充電部に触れたり、漏電経路が現れたりすると、一部の電流がグランドに流れ、不均衡が生じます。RCCB 内の感知機構はこの差異を即座に検出し、トリップ システムを作動させます。不均衡が設定された感度レベルを超えると、ブレーカーはミリ秒以内に回路を切断します。この素早い反応により、感電や電気火災の危険が軽減されます。

ＲＣＣＢの建設

RCCB は、漏電を検出して電力を安全に遮断するために連携するいくつかの内部コンポーネントで構築されています。これらの部品は、耐久性と保護のために成形絶縁エンクロージャ内にコンパクトに配置されています。

図3 RCCBの内部構造

• コア（トロイダルコア）

コアは、高透磁率材料で作られた円形の磁気リングです。これは、相導体と中性導体が通過する主な検出媒体として機能します。このコアは、漏れ電流が発生したときに磁気の不均衡を検出するのに役立ちます。

• センシングコイル

検出コイルはトロイダルコアの周りに巻かれており、磁束の変化を検出する役割を果たします。バランスが崩れると小さな電気信号が発生します。この信号は、トリップ機構をトリガーするために使用されます。

• リレー・トリップ機構

リレーは検出コイルから信号を受信し、回路の接点を機械的に開きます。すぐに切断できるように高速応答するように設計されています。このコンポーネントは、危険な漏電に長時間さらされることを防ぎます。

• テストボタン

テスト ボタンは、前面パネルにある手動の安全機能です。これを押すと、小さな人工漏れ電流が発生し、RCCB が正しくトリップするかどうかを確認します。保護システムが適切に機能していることを確認するのに役立ちます。

• オペレーターハンドル

オペレーターハンドルにより、RCCB の ON/OFF を手動で切り替えることができます。また、トリップイベント後にブレーカーをリセットします。このハンドルは、制御と視覚的なステータス表示を提供します。

RCCBの定格と仕様

パラメータ	仕様
定格電流 (インチ)	16A、25A、40A、63A
感度/定格残留電流(IΔn)	10mA、30mA、100mA、300mA
定格電圧	230V/240V(単相)、400V/415V(三相)
周波数	50Hz/60Hz
極数	2極、4極
遮断容量	6kA～10kA
動作時間	≤ 30 ミリ秒
絶縁電圧(Ui)	500V
インパルス耐電圧	4kV
機械的寿命	10,000 回の操作
電気的寿命	5,000 回の操作
保護等級	IP20 / IP40
取付タイプ	DINレール
規格への準拠	IEC 61008-1
動作周囲温度	−5℃〜＋40℃

残留電流遮断器の種類

AC型RCCB

図 4. AC 型 RCCB

タイプ AC RCCB は、純粋な交流 (AC) 漏れのみを検出するように設計された保護デバイスです。絶縁不良または偶発的な接触により、正弦波交流故障電流が地面に流れるときに動作します。この図では、このデバイスは、基本的な AC 機器のみが使用される標準的な住宅用負荷に接続されていることが示されています。このタイプは、照明回路、ファン、および単純な家庭用配線システムに一般的に取り付けられます。突然のAC漏れに素早く反応し、数ミリ秒以内に電源を切断します。タイプ AC RCCB は、電子コンバータや DC 生成装置が存在しない環境に適しています。集中的な検出能力により、基本的な電気設備にコスト効率が高く信頼できる安全性を提供します。

タイプA RCCB

図 5. タイプ A RCCB

タイプ A RCCB は、純粋な AC 漏電と脈動する直流 (DC) 漏電の両方を検出できる安全ブレーカーです。小さな DC 成分を生成する可能性のある電子デバイスを含む回路向けに設計されています。この図では、RCCB は洗濯機、コンピューター、LED 照明システムなどの家庭用とオフィスの混合負荷に接続されています。このタイプは、不規則な電流波形を感知するため、現代の電子機器が関与する場所での保護を向上させます。タイプ A RCCB は、軽微な電気ノイズの影響を受けることなく、漏電故障に迅速に対応します。これらは、可変速ドライブまたはスイッチング電源が存在する住宅用および商業用パネルで広く使用されています。幅広い検出機能により、最新の電気システムにおいて AC 専用モデルよりも汎用性が高くなります。

タイプB RCCB

図 6. タイプ B RCCB

タイプ B RCCB は、AC、脈動 DC、平滑 DC、および高周波漏れ電流を検出できる高度な残留電流デバイスです。インバーター、可変周波数ドライブ、電気自動車の充電ステーションを含む複雑な電気システム向けに設計されています。この図では、RCCB が産業用およびハイテク機器に接続された多相構成で示されています。このタイプは、漏れ電流が非線形または連続的な場合でも、信頼性の高いトリップを維持します。タイプ B RCCB は、太陽光発電システム、医療施設、EV インフラストラクチャでよく使用されます。電子コンバータや DC コンポーネントが重要な用途に高レベルの安全性を提供します。検出範囲が広いため、高度な設置向けの最も包括的な RCCB 分類とみなされます。

RCCB の配線と設置図

図 7. RCCB の配線と設置図

RCCB 配線図は、安全な動作を確保するためにデバイスがどのように外部に接続されているかを示しています。この図は、単相と三相の両方の RCCB 接続を示しており、相導体と中性線が負荷に到達する前にデバイスの端子を通過します。ライブとニュートラルを逆にすると不適切なトリップ動作が発生する可能性があるため、端子の向きを正しくすることが重要です。

単相システムでは 2 つの極が使用されますが、三相システムでは通常、中性点を含めて 4 つの極が必要です。この図では、RCCB の後のさまざまな負荷への回路の配分も強調表示されています。適切な配線により、正確な漏れ検出が保証され、誤トリップが防止されます。これらの設置図は、安全で標準化された電気パネルのセットアップのための視覚的なガイドとして機能します。

RCCB vs MCB vs ELCB

これらのデバイスはすべて回路保護であるため、よく比較されます。 電気パネルにあるツール。ただし、それらは次のことを防ぎます。 さまざまな種類の電気的故障。

図 8. RCCB 対 MCB 対 ELCB

パラメータ	RCCB	MCB	ELCB
主な機能	漏れ電流によるトリップ (通常 10 ～ 300 mA)	過電流時のトリップは通常 6 ～ 63 A	接地電圧でのトリップは通常 40 ～ 60 V
感電保護閾値	一般的な個人保護レベル 30 mA	衝撃トリップしきい値が定義されていません	標準的な衝撃トリップ範囲 50 mA – 300 mA
過負荷トリップ範囲	過負荷電流に対する定格はありません	サーマルトリップ約1.13 ～ 1.45 × インチ	過負荷電流に対する定格はありません
短絡トリップ範囲	磁気短絡トリップなし	磁気トリップ約5～10 × インチ	磁気短絡トリップなし
障害検出の種類	相と中性点の間の電流の不均衡	定格値を超える過剰な線電流	アースとニュートラル間の電圧上昇
動作電圧	AC230V/400V	AC230V/400V	AC230V
一般的な感度レベル	10mA、30mA、100mA、300mA	mA では表現されません	30mA～300mA
応答時間	30 mA で ≤ 30 ミリ秒	障害に応じて 100 ～ 500 ミリ秒	通常 100 ～ 300 ミリ秒
定格電流範囲	16A～100A	1A～125A	16A～63A
周波数	50/60Hz	50/60Hz	50/60Hz
必要な配線導体	フェーズ + ニュートラル	フェーズのみ (DP ではニュートラルはオプション)	フェーズ+アース
標準リファレンス	IEC 61008-1	IEC 60898-1	IEC 61008 / 旧 IEC 1008
機械的寿命	通常 10,000 回の操作	通常 20,000 回の操作	8,000 ～ 10,000 回の操作
遮断容量	6kA～10kA	4.5kA～10kA	3kA～6kA
共通のインストールポイント	主分電盤	分岐回線	レガシー地絡パネル

RCCB vs RCBO

このセクションでは、RCCB と RCBO を比較します。どちらも最新の安全ブレーカーですが、提供する保護レベルが異なるためです。

図 9. RCCB 対 RCBO

特長	RCCB	RCBO
フルネーム	残留電流遮断器	過電流残留電流ブレーカー
漏れトリップ感度	10mA、30mA、100mA、300mA	10mA、30mA、100mA、300mA
過負荷トリップ範囲	過負荷電流に対する定格はありません	サーマルトリップ約1.13 ～ 1.45 × インチ
短絡トリップ範囲	磁気短絡要素なし	磁気トリップ約5～10 × インチ
定格電流範囲	16A～100A	6A～63A
動作電圧	AC230V/400V	AC230V/400V
周波数	50/60Hz	50/60Hz
極数	2P、4P	1P+N、2P
標準的なモジュール幅 (DIN)	36～72mm	18～36mm
応答時間（漏れ）	30 mA で ≤ 30 ミリ秒	30 mA で ≤ 30 ミリ秒
遮断容量	6kA～10kA	4.5kA～10kA
標準リファレンス	IEC 61008-1	IEC 61009-1
機械的寿命	通常 10,000 回の操作	通常 10,000 ～ 20,000 回の操作
一般的な設置場所	主分電盤	最終分岐回路
保護範囲	漏電故障のみ	漏れ + 過負荷 + 短絡

残留電流遮断器の用途

1. 住宅

RCCB は、配線の損傷や機器の故障による感電のリスクを軽減するために、家庭用分電盤に取り付けられます。毎日使用される照明やコンセント回路の漏電を監視します。これにより、家庭での通常の電気使用に追加の安全層が追加されます。

2. 商業ビル

オフィス、モール、公共施設などの商業空間では、居住者の電気的安全性を向上させるために RCCB が使用されています。交通量の多い場所での電気事故のリスクを軽減します。高速トリップ機能により、安全規格への準拠がサポートされます。

3. 産業施設

産業プラントやワークショップでは、機械やモーター駆動装置の周囲の漏れリスクを管理するために RCCB を適用しています。電気負荷が高い場所でのより安全な作業条件を維持するのに役立ちます。より安定した安全なシステム運用に貢献します。

4. 濡れた場所および屋外エリア

バスルーム、キッチン、プール、屋外設置など、湿気にさらされる場所では、漏れの可能性が高いため、一般に RCCB が使用されます。このような環境では、絶縁不良や偶発的な接触が発生しやすくなります。RCCB は、そのような状況において追加の電気保護を提供します。

結論

RCCB は電流の流れを常にチェックし、漏電が発生した場合には電源を遮断することで安全を確保します。内部コンポーネント、適切な定格、AC、A、B などのタイプにより、適切なデバイスを電気システムに適合させることができます。正しい配線と、RCCB、MCB、ELCB、および RCBO の違いを理解することは、より優れた保護を選択するのに役立ちます。RCCB は迅速に反応し、多くの環境で動作するため、依然として日常の電気安全に不可欠な部分です。