でんきメモ

VCB(真空遮断器)とは?


真空中におけるアークの拡散・消弧作用を利用した遮断器のこと。
遮断時、接触子間に発生したアークが高真空で強力な拡散作用を受け、自然消滅させる。
機械的・電気的インターロックで「接続位置」「断路位置」の移動が出来るタイプもある。

定格遮断電流(kA)
遮断できる電流の限度値のこと。
一般的なVCBの定格遮断電流は12.5[kA]

定格電圧(kV)
規定の条件で遮断器に加えることができる電圧の上限のこと。
線間電圧(実効値)で表す。
公称電圧3.3kVの場合、定格電圧は3.6kV
公称電圧6.6kVの場合、定格電圧は7.2kV

定格耐電圧
その電圧を規定の時間、遮断器に印加しても異常が認められない電圧の限度のこと。

定格電流(A)
定格電圧及び定格周波数の下で、規定の温度上昇の限度を超えず、遮断器に連続して流せる電流の限度。
定格電流は、JIS C 4603 では、400Aと600Aがある。
最大負荷電流の1.5倍以上を目安に選定する。
将来の負荷の増加も考慮する。

電流引き外し

電流引き外しタイプVCBのトリップコイル抵抗値:4Ω前後
VCB引き外しに必要な電流量:約3A

電圧引き外し

交流操作と直流操作がある。

コンデンサ引外し電源装置(CTD)

コンデンサを充電しておき、継電器等の引外し指令接点を閉じることで電圧引外しコイル(STC)に放電して遮断器を引外す。
整流器にはシリコン整流器、コンデンサは電解コンデンサを使用している。
充電時間は1~2秒程度であり、停電後30秒においても、引外しが可能。
コンデンサ引外し電源装置(CTD)

無電圧引き外し(常時励磁式)


UVC:不足電圧引き外しコイル
目的:不足電圧保護
コイル印加電圧が20%~60%に低下したとき遮断器を引外す装置
常時負担VAは8VA

常時励磁式
投入コイルが励磁されている間だけ投入状態を維持
投入コイルの励磁が解けると開放状態に

VCBと継電器各種の関係


VCBの開極時間

VCB(高圧交流遮断器)は、3サイクル定格、5サイクル定格がある。 50Hz使用において、3サイクル定格の場合、3/50 = 0.06s以内に遮断可能。
50Hz使用において、5サイクル定格の場合、5/50 = 0.1s以内に遮断可能。

VCBの投入不具合

VCBを開放後、投入操作すると、何回やっても入らない場合の対処法。
3~4回程度試してみて、それでも入らなかったらストップ。
注油をする。

以下メーカーサイトより引用
メンテナンス時には、操作機構部と通電接触部に追い注油が必要です。
操作機構部の追い注油はグリースメイト® No.1058(容量300ml)またはNo.1057(容量180ml)
[市販品スプレー缶入り,呉工業製]を使用してください。
グリースメイト®は呉工業株式会社の登録商標です。

VCBの清掃点検

エチルアルコールと水道水を1:1で混ぜたものをウエスに染み込ませて拭く。
VCB絶縁フレーム表面は、相間、極間の電路を断つ様に平面を直線的に拭き取る。
絶縁フレームの凹部など細かい部分は割りばしにウエスを巻き付けアルコール水溶液を滲み込ませて清掃する。
真空バルブ外面(絶縁筒)や絶縁ロッドもウエスで拭き取る。

VCBのトラッキング

VCBの絶縁部に炭化導電路(トラッキング)が見られた場合、取り替え、更新が推奨される。
長い期間清掃されず、塵埃・結露により部分放電を繰返し、トラッキングが伸長、短絡事故に至る場合も。
VCB絶縁部にトラッキング発見、清掃終了後、絶縁抵抗測定値が50MΩ未満だった場合、VCBの交換が必要。

VCBの絶縁抵抗と絶縁不良判定

500MΩ以上
継続使用可能

30MΩ以上~500MΩ未満
清掃後、再測定し、500MΩ以上になれば、そのまま使用可能。
清掃後の再測定で500MΩ以上でない場合はトラッキングの兆候が無い事を確認の上、継続使用可能。
但し、一年以内に絶縁状態の確認が必要。

30MΩ未満
遮断器を工場に持込みオーバーホール、若しくは新品への取替えを推奨。

VCB注油の例



引用元:TOSHIBA V4C/V6C シリーズ引出形 取説

VCBの直結

VCBの投入不具合により、緊急でKIPを直結させて受電をした例。
とある電気管理会社様がインターネットにアップしていた写真をイラスト化。
作業の方法、詳細、注意点などは不明。


母線連絡遮断器

大規模の設備では、停電範囲を限定したい場合、母線連絡遮断器で停電範囲を限定させて点検を行う。
母線連絡遮断器1台ではVCB本体の点検に全停電が必要なので、VCB2台を直列で設ける必要がある。
保全上有利な方式だが、VCBの数が増えるのでコストアップになる(VCBは高価)
母線連絡遮断器VCBの表記は「52B」と表記される。

また、小規模の場合には商用電源利用の変圧器と非常電源利用の変圧器の系統を分離することができる。
※商用電源利用の際には通常負荷と非常負荷、非常電源利用の際には非常負荷のみ給電。

VCBトラブル例

・ばね蓄勢の途中でモーターが止まってしまい、投入することができなくなった。
・手動でVCBを投入すると、投入したような音はするが、表示が入状態にならない。

オイルミストによるVCB蓄勢モータの焼損
⇒製造ラインと電気室を仕切るなどの対策。

グリース固化による操作機構の固渋
・トリップコイル焼損
・投入がされない
・遮断しても自動的に投入される

VCB型名 三菱

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