回路遮断器の種類解説：MCB、MCCB、RCCB、RCBO、ACB、VCB、SF6回路遮断器

回路遮断器（サーキットブレーカー）は、過負荷や短絡などの異常を検知すると自動的に電源を遮断し、機器を保護して火災のリスクを低減します。回路遮断器の種類は、家庭用分電盤から高圧変電所まで、電圧レベル、定格電流、用途に応じて異なる設計がなされています。

このガイドでは、MCB、MCCB、RCCB、RCBO、ACB、VCB、SF6遮断器などの最も一般的な種類について説明し、お客様の用途に適した遮断器の選び方を支援します。

図：住宅用パネルから電力用変電所までの回路遮断器の種類

回路遮断器とは？

回路遮断器は、故障状態を検知すると自動的に電流の流れを遮断する、電気機械式または電子式の開閉装置です。

ヒューズと回路遮断器の比較

ヒューズと回路遮断器を比較した場合、中心となる違いは再利用性と応答メカニズムにあります。

回路遮断器はどのように回路を保護するのか

遮断器は、いくつかの異なる故障タイプに応答します。

• 過負荷保護。定格値を超える過大電流が流れると、短い遅延の後に遮断器がトリップし、導体の過熱を防ぎます。
• 短絡保護。即時的で非常に高い電流の故障が発生すると、遮断器はほぼ瞬時（ミリ秒単位）にトリップし、壊滅的なシステム損傷を防ぎます。
• 地絡保護。意図しない経路を通って大地に漏れる電流を検出し、電線と中性線の電流の不平衡を検知してトリップし、感電を防ぎます。
• 自動遮断。内部メカニズムが故障を感知すると、手動操作なしに通電中の接点を物理的に分離し、経路を遮断します。

回路遮断器の構成部品

図：部品がラベル付けされた回路遮断器の内部構造

回路遮断器の種類の分類方法

メーカーや規格機関は、いくつかの枠組みを使用して遮断器を分類していますが、実際の機器を選択する上で最も有用なのは、電圧レベルと消弧媒体の2つです。

電圧レベルによる回路遮断器の分類

消弧媒体による回路遮断器の分類

消弧媒体は、遮断器のサイズ、必要な機械的クリアランス、保守サイクル、定格電圧能力の大部分を決定します。

図：電圧とアーク媒体による回路遮断器の分類図

回路遮断器の種類の概要

この早見表は、主要な回路遮断器ファミリーの特性、標準保護機能、および一般的な設置場所をまとめたものです。

種類	電圧クラス	定格電流	主な保護機能	一般的な用途
MCB	低圧（LV）	0.5 A〜125 A	過負荷、短絡	住宅用分岐回路、照明盤
MCCB	低圧（LV）	15 A〜2500 A	過負荷、短絡（調整可能）	産業用配電フィーダー、大型モーター
RCCB	低圧（LV）	16 A〜125 A	地絡（漏電）のみ	人体の感電保護、湿気の多い環境
RCBO	低圧（LV）	6 A〜45 A	過負荷、短絡、漏電	個別の重要分岐回路（例：浴室）
ACB	低圧（LV）	400 A〜6300 A	高度なLSI/LSIG調整可能トリップ	低圧主幹線引き込み、重工業用配電盤
VCB	中圧（MV）	600 A〜4000 A	外部保護リレーによる管理	電力用配電変電所、大規模産業プラントの主幹線
SF6	中圧〜高圧（HV）	最大8000 A	外部保護リレーによる管理	高圧送電変電所、GIS環境 回路保護設計をハードウェアに変えましょう今すぐ見積もりを取得

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タイプ1：配線用遮断器（MCB）

配線用遮断器（MCB）とは？

配線用遮断器（MCB）は、約0.5 Aから125 Aの電流をカバーする、コンパクトで定格固定の機器です。これは、エンジニアや住宅所有者が最初に遭遇する遮断器のタイプであり、住宅用分電盤や軽工業用配電盤内のDINレールに取り付けられます。

MCBはどのように機能するのか？

MCBは2つのトリップメカニズムを組み合わせています：

• 熱動トリップ。過負荷状態で加熱されるとバイメタルストリップが曲がり、時間遅延トリップを提供します。
• 電磁トリップ。短絡に対する瞬時保護を提供します。

MCB選定の考慮事項

• 最大連続電流（In）：定格負荷はMCBの定格を超えてはなりません（標準サイズには6 A、10 A、16 A、20 A、32 Aなどがあります）。
• 遮断容量（Icn）：通常4.5 kA、6 kA、または10 kAで定格されています。これは、遮断器が爆発的な故障なしに安全に遮断できる最大の想定短絡電流です。
• DINレール取り付け：MCBは35 mm DINレール取り付け用に世界的に標準化されており、非常にモジュール性が高いです。
• トリップ曲線の選択：負荷プロファイルをB、C、またはD曲線に一致させることで、突入電流による不要なトリップを防ぎます。

配線用遮断器（MCB）の一般的な用途

• 住宅やオフィス
• 照明回路
• 家庭用コンセント
• 低電力制御盤

MCBの利点と制限

図：分電盤パネルに設置されたDINレール取り付け型配線用遮断器。

MCBトリップ曲線（B、C、D）

トリップ曲線は、電磁トリップが短絡電流にどのくらい速く応答するかを決定し、遮断器をさまざまな負荷特性に適合させることができます。

負荷の突入電流に基づいてトリップ曲線を選択してください。B曲線は抵抗負荷に、C曲線は汎用回路に、D曲線はモーターや変圧器などの高突入電流機器に適しています。

タイプ2：漏電遮断器（MCCB）

漏電遮断器（MCCB）とは？

漏電遮断器（MCCB）は、絶縁性のモールド筐体に収められた、より高負荷対応の機器で、約15 Aから2500 Aまでの電流定格をカバーします。MCBとは異なり、多くのMCCBは保護曲線をカスタマイズするための調整可能な熱動・電磁トリップ設定を備えています。

MCBとMCCBの主な違い

MCBと比較して、MCCBはより高い電流定格、調整可能なトリップ設定、および産業用配電のためのより良い協調をサポートします。

MCCB選定の考慮事項

• 調整可能なトリップパラメータ：熱動過負荷ダイヤル（例：定格の80%〜100%）と電磁短絡ダイヤルを調整して、下流のMCBと協調させることができます。
• 最終遮断容量（Icu）とサービス遮断容量（Ics）：IcuはMCCBが一度だけ遮断できる絶対最大故障電流であり、Icsは遮断後も動作を継続できる電流です。高いIcs/Icu比（できれば100%）を探してください。
• フレームサイズ：標準的な物理的フレームサイズ（100 A、250 A、400 Aフレームなど）が、配電盤内の物理的な設置面積を決定します。

MCCBの一般的な産業用途

• 主モーターフィーダー
• 大型産業機械
• サブ配電盤
• 商業ビルのサービス引き込み口

漏電遮断器（MCCB）の利点と制限

図：配電盤内の産業用漏電遮断器

タイプ3：漏電遮断器（RCCB）

RCCBとは？

漏電遮断器（RCCB）は、電線と中性線の間の電流の不平衡を監視することにより、大地への電流漏れを検出します。過負荷や短絡保護を提供しないため、電気パネルまたは配電盤内にMCBと一緒に設置する必要があります。

タイプ4：過電流保護付き漏電遮断器（RCBO）

RCBOとは？

過電流保護付き漏電遮断器（RCBO）は、RCCBの地絡保護とMCBの熱動電磁保護を、単一のコンパクトな筐体に組み合わせたものです。

RCCBとRCBOの比較

漏電保護の選定における考慮事項

• 感度（Idn）：人体の感電保護には30 mAの機器を使用してください。主回路の火災保護専用には100 mAまたは300 mAの機器を使用してください。
• タイプの選択：ACクラス（正弦波AC漏電を検出）、Aクラス（ACおよび脈動DCを検出）、またはBクラス（平滑DC漏電を検出。EV充電器や太陽光発電設備に不可欠）。

図：別々のMCBと組み合わせたRCCBと、単一の複合RCBOユニットの比較。DINレール取り付けを示しています。

タイプ5：気中遮断器（ACB）

気中遮断器（ACB）とは？

気中遮断器（ACB）は、大気圧の周囲空気を消弧媒体として使用して電流を遮断します。ACBは、低圧システムで見られる最も高い電流定格（一般的に400 A〜6300 A、最大690 V）向けに設計されており、通常は主開閉装置キャビネット内に引き出し式で取り付けられます。

接点が分離すると、発生した高エネルギーのアークは、金属製のセパレータープレートが並んだ専用のアークシュート内で引き伸ばされ、分割され、冷却されます。プレートはアークをより短いセグメントに分割し、その抵抗を急速に増加させて、電圧降下がアークを維持できなくなるまでにします。

気中遮断器（ACB）の選定における考慮事項

• 引き出し式と固定式：引き出し式アセンブリはクレードルからスライドして取り出され、安全な接点保守のために遮断器を母線から隔離します。
• アークフラッシュ軽減：遠隔操作と保守バイパスにより、高エネルギーの故障時のオペレーターの安全性が向上します。
• LSIGデジタルトリップユニット：高度なトリップコントローラーは、長時間、短時間、瞬時、地絡協調のための調整可能な設定を提供します。

気中遮断器（ACB）の一般的な用途

• 低圧配電盤の主幹線引き込み
• 大規模産業プラントの開閉装置
• 発電機保護および同期盤

図：開閉装置内の引き出し式気中遮断器

タイプ6：真空遮断器（VCB）

真空遮断器（VCB）とは？

真空遮断器（VCB）は、極めて低い圧力に保たれた密閉された遮断器内部で電流を遮断します。この超低密度のため、電気アークを維持する媒体が実質的に存在しません。

真空がアークを遮断する仕組み

接点が分離すると、短時間の金属蒸気アークが形成されます。ACがゼロに達すると、蒸気は急速に凝縮し、真空がその絶縁強度を回復してアークを消弧します。

真空遮断器（VCB）の選定における考慮事項

• 定格電圧：VCBは中圧帯域（標準ステップには12 kV、24 kV、36 kVがあります）で主流です。
• 遮断容量：通常25 kA〜40 kAで定格されています。
• 機械的耐久性：VCBは機械的操作回数（多くの場合最大30,000回）で高く評価されており、アーク炉など頻繁な開閉がある環境に最適です。

真空遮断器（VCB）の一般的な用途

• 中圧電力用配電変電所
• 産業用モーターコントロールセンター（MV）
• 鉄道牽引ネットワーク

図：密閉されたセラミックまたはガラスのエンベロープ、可動接点と固定接点、および真空下での接点分離を示す真空遮断器

タイプ7：SF6遮断器

SF6遮断器とは？

これらの遮断器は、六フッ化硫黄ガス（SF6）を絶縁媒体と消弧媒体の両方として使用します。このガスは自由電子を急速に吸収し、優れた絶縁を提供しながらアークを冷却・消弧します。これにより、接点間隔を狭くでき、コンパクトな変電所設計が可能になります。

性能を維持するために、これらの遮断器には、ガス密度の低下を検出するための温度補償付き密度監視装置が含まれています。

SF6遮断器の環境への配慮

六フッ化硫黄は、CO2の約23,500倍という極めて高い地球温暖化係数を持つため、製造中、現場保守中、または廃止措置中の漏洩は、高い環境リスクをもたらします。多くの電力会社は、より高い電圧で代替のグリーンガスまたは真空遮断器への移行を進めています。

図：高圧送電変電所におけるSF6ガス絶縁遮断器の設置。

その他の回路遮断器の種類

主要なカテゴリーに加えて、いくつかの旧式および新興技術が現代の電気システムで専門的な役割を果たしています：

• 油遮断器（OCB）：接点が鉱油の中で分離する旧式技術です。保守コストが高く、火災や爆発の深刻なリスクがあるため、現在ではほとんど使用されていません。
• 電圧動作型漏電遮断器（ELCB）：時代遅れの電圧動作式安全装置です。これらは完全に廃止され、現代の電流動作式漏電遮断器（RCCB/GFCI）に置き換えられました。
• 接地故障回路遮断器（GFCI）：RCCBの北米版であり、湿気の多い環境での住宅用人員保護のために、非常に高感度な4 mA〜6 mAのしきい値でトリップします。
• アーク故障回路遮断器/検出器（AFCI / AFDD）：デジタルシグナルプロセッサを使用して、緩んだ接続からの高周波のスパッタリングアークを検出し、過電流が発生する前に電気火災を防ぐ機器です。
• ソリッドステート回路遮断器（SSCB）：半導体（MOSFETまたはIGBT）を使用してマイクロ秒単位で故障を遮断し、可動部品、物理的アーク、機械的摩耗を排除する新興技術です。

回路遮断器の規格

安全性と国際的な相互運用性を確保するために、回路遮断器は厳格な国際規格に従って設計・試験されています：

MCB vs. MCCB vs. ACB vs. VCB

適切な回路遮断器の選び方

適切な保護装置を選択するために、エンジニアは体系的な決定プロセスに従います：

1. 動作電圧を確認する：動作電圧が低圧（1 kV未満）、中圧（1〜36 kV）、または高圧（36 kV超）のいずれであるかを判断して、主要な遮断器クラスをすぐに絞り込みます。
2. 負荷電流と突入プロファイルを計算する：連続負荷電流を決定します。容量性または誘導性負荷（大型モーターなど）の場合は、突入電流の大きさと持続時間を分析して、正しいトリップ曲線または遅延設定を選択します。
3. 故障レベルを計算する：変圧器の定格と上流のインピーダンスを使用して、設置端子での想定短絡電流を計算します。遮断器の遮断容量（Icu/Icn）が適切な安全マージンを持ってこの値を超えていることを確認します。
4. 保護協調を決定する：故障に最も近い機器のみが動作するように、遮断器と保護リレーを協調させます。

回路遮断器に関するFAQ

Q: ヒューズと回路遮断器の主な違いは何ですか？

ヒューズは溶断し、故障後は交換する必要があります。回路遮断器は機械的または電子的にトリップし、故障が解消された後は通常リセットして再利用できます。

Q: RCCBが電気パネルを短絡から保護できないのはなぜですか？

RCCBは、電線と中性線の間の電流バランスのみを監視して、大地への漏電を検出します。熱動または電磁トリップ要素がないため、過負荷や短絡を検出できません。

Q: RCCBとGFCIの違いは何ですか？

どちらも漏電電流を検出しますが、RCCBはIEC規格に基づいて設計されており（通常、感電保護用に30 mAのトリップしきい値）、GFCIは北米のUL規格に基づいて構築され、非常に高感度な4 mA〜6 mAのしきい値で動作します。

Q: 誘導モーター負荷に適したMCBトリップ曲線を選択するにはどうすればよいですか？

C曲線MCB（定格電流の5〜10倍でトリップ）またはD曲線MCB（定格電流の10〜20倍でトリップ）を使用して、不要なトリップなしに高い誘導起動突入電流を処理します。

Q: 真空遮断器が旧式の油入開閉装置よりも安全な理由は何ですか？

真空遮断器は、可燃性液体を使用せずに接点を密閉するため、旧式の油遮断器に共通する水素ガス爆発や火災の深刻なリスクを排除します。

Q: 産業用配電において、ACBがMCCBよりも優先されるのはどのような場合ですか？

ACBは、電流が1000 Aを超え6300 Aまでの主低圧配電盤に使用され、より高い遮断容量、安全な保守のための引き出し式設計、および高度なLSIG選択性を提供します。

Q: 高圧ネットワークがSF6ガス開閉装置から移行しているのはなぜですか？

SF6は、CO2の23,500倍の地球温暖化係数を持つ強力な温室効果ガスです。厳しい排出規制により、電力会社は加圧クリーンエアまたは真空代替技術の採用を進めています。

結論

適切な回路遮断器の選択は、電圧レベル、負荷電流、故障容量、および保護要件によって異なります。MCBとRCBOは住宅用回路に最適で、MCCBとACBは産業用配電に使用され、VCBとSF6遮断器は中圧および高圧システムを保護します。