高性能なサーキットプロテクタの採用による安全性向上


高性能なサーキットプロテクタの採用による安全性向上

DC回路では機器を安全に運用していくためには、回路保護の対策を最適に行うことが重要です。
過電流時の回路保護のためサーキットプロテクタを設け、機器を保護する対策が必要となります。

日本国内ではサーマル・マグネット方式が主流

日本国内においては、過電流時の引き外し方式はバイメタルによるサーマル遮断(熱動式)と、マグネット可動鉄芯を動作させ接点を開放する方式(電磁式)が主流となっています。
サーマル方式は短絡時にスイッチング電源の過負荷保護が先に働き回路が停止する、マグネット方式は突入電流時に反応してしまうなどの課題があります。


欧州ではインテリジェント式が普及

欧州では、インテリジェント式を採用することによって負荷の確実な保護とダウンタイムの縮小を実現しています。
インテリジェント式は、短絡時には即断、突入電流は無視、過負荷時も短時間で遮断が可能のため、負荷を確実に保護でき、また問題発生箇所の特定が迅速に行えます。

日本ではまだまだインテリジェント式サーキットプロテクタは普及していないのが現状です。

 

インテリジェント式サーキットプロテクタの特長

インテリジェント式サーキットプロテクタは、電子制御により突入電流と過電流、短絡を区別できることが特長です。

1.突入電流時の対応

電源起動時の突入電流に対し、最大20,000μFのキャパシタンス負荷まで対応できます。

2.過電流時の対応

定格電流値の1.1倍の過電流が流れた場合は、最大で約3~5秒までに遮断するため、過熱防止に貢献できます。

3.短絡時の対応

最大で定格電流値の2倍の短絡電流が流れた時は、約100ms後に速断することが可能です。

回路の負荷状況に応じた遮断が行えるため、最適な回路設計を行うことができます。

 

 

突入電流時の対応

 

DC24V電源装置が各種負荷に共有されている場合にインテリジェント式サキットプロテクタを採用した事例を示します。

BEFORE

箇所のトラブルでDC24Vラインが 全停止

DC回路の負荷のうち一つが異常を起こし過電流が流れると、スイッチング電源装置が過負荷状態となり保護停止します。その結果、回路全体が停止してしまいます。

 

AFTER

トラブル箇所のみ停止する

各負荷の前にそれぞれインテリジェント式サーキットプロテクタを配置し、異常が起きた場合には当該異常負荷だけ電源装置から遮断することで回路全体の停止を防ぐことができます。

インテリジェント式サーキットプロテクタの採用によって、問題発生負荷を確実に遮断できるため、DC回路全体への影響を防ぐ事ができます。

 

インテリジェント式サーキットプロテクタの種類

インテリジェント式サーキットプロテクタは、「MOSFETとバイメタル遮断」と「インテリジェント式」の2つの遮断方式があります。

「MOSFET式+サーマル」による遮断方式

MOSFETによる遮断とバイメタル遮断が可能な高性能サーキットプロテクタ

高性能サーキットプロテクタ(ESS20)は、物理的な遮断(バイメタルによるサーマルトリップ)とMOSFET制御の組み合わせにより、過電流及び短絡電流から異常の機器だけを選択し遮断するためシステム全体の停止を防ぐことができます。

 

 

 

 

「MOSFET式」による遮断方式

インテリジェント式サーキットプロテクタ(ESX10)は、異常が発生した場合には電子的遮断により、選択した回路だけを確実に遮断することが可能です。PLC回路が組み込まれた機械に適しています。

 

 

 

化学工場や原子力発電所などの、より安全性・安定性が求められる場所において物理的な遮断と電子制御の組み合わせによる高性能な遮断方式が採用されています。

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