目次
プロテクション・コーディネーションとは
保護協調の目的は、保護装置を使用して電気系統の損傷を最小限に抑え、問題を隔離することである。すべての保護装置を適切に調整するために、保護調整調査を実施する必要があります。
協調システムにおける保護装置の役割は以下の通りである：
(a) 電気系統の他の部分が影響を受けないように、露出を減らし、問題箇所を隔離する；
(b)停電を問題地域のみに限定する。
(c) 保護している機器へのダメージを抑えるため、素早く作動すること。
低電圧電気系統の保護協調に関する要求事項を網羅した国際規格がいくつかあり、この記事では参考としてそれらの概要を説明する。
AS/NZS 3000:2018
条項2.5.7.2.2：
識別は、識別試験、以下に示す比率、または製造業者のデータおよび表を使用して達成される。判別は、見込み短絡電流の 30%～60%の範囲とみなされるアーク故障電流Iarc以上に適用する必要はない。UPS に接続された電源のように、保護装置が同じ回路で直列に接続されている場合は、差別を適用する必要はない。
条項2.5.7.2.3：
| シナリオ | 必要条件 | どうすれば達成できるか |
|---|---|---|
| C₂ ≥ 800 Aの定格 | 過負荷曲線と瞬時設定の区別は必要であるが、アーク故障電流（Iarc）以上に適用する必要はない。 | メーカー資料による |
| Rating of 250 A ≤ C₂ < 800 A | 定格C2が 250A 以上 800A 未満の場合は，過負荷曲線間に弁別が設けられていなければならない。 | C₁の過負荷設定≧1.5×C₂、例えばC₁ 1000 AでC₂ 630 Aの場合、弁別は達成されたとみなされる。 |
| Rating of C₂ < 250 A |
過負荷曲線間の識別が必要であり、C1 の瞬時設定（Ii）または短時間ピックアップ（ISD）まで推奨されるが、アークフォルト電流（Iarc）以上では適用する必要はない。
例外：定格 C2 ≤ 80 A の場合、弁別は必要ありません。 |
C₁≧1.5×C₂、例えばC₁ MCBマークC63とMCB C₂マークC40（すなわち両方のCカーブ）の場合、識別は達成されたとみなされる。 |
| ヒューズ | 過負荷時の弁別（選択性）を提供する。 |
HRC ヒューズ間の識別（選択性）は以下のように達成されると考えられる。 1.F₁ ≥ 1.6 × F₂ の場合の過負荷、例えば 16A と 10A; および 2.短絡の場合、F₁ ≥ 2 × F₂、例えば 10 A¹ で 20 A。 |
| C₂とF₁。 | 過負荷曲線とC₂の瞬時設定または短遅延設定（ISD）、F₁の時間-電流曲線の弁別（選択性）を提供する。 | - |
- 過負荷曲線は、0.01秒を超えた場合のものである。短絡データは、F2の総I2t≦F1のプレアースI2tに基づいている。
- IPSCは見込み短絡電流である。Iarcはみなし最大アーク故障電流（=60%IPSC）である。Iiは瞬時設定値。
- Isdはショートディレイ設定です。IsdはMCBでは使用できず、電子トリップユニット付きの一部のMCCBでのみ使用できます。
BS7671:2018
条項A53.3
サーキットブレーカ間、サーキットブレーカとCPS間、サーキットブレーカと過負荷リレー間、サーキットブレーカとモータスタータ間
過負荷時の選択性は、関係するデバイスの時間／電流特性の比較によって検証される。負荷側のデバイスの最大動作時間は、どのような過負荷電流に対してもサーキットブレーカの非トリップ時間より短くなければなりません。時間軸と電流軸の両方で特性を分離することで、このゾーンでの選択動作が可能になります。
条項 A53.4 ヒューズ間
OCPD 間の短絡状態における選択性：
過負荷時の選択性は、関係するヒューズの時間 / 電流特性の比較によって検証されます。負荷側のヒューズの合計動作時間は、供給側のヒューズの予備溶断時間よりも短くなければなりません。定格電流が 16 A 以上の同じ利用カテゴリー（例：タイプ gG）の BS EN 60269-2 に準拠したヒューズは、定格電流の比が 1.6:1 以上の場合、完全な選択性を提供します。時間軸と電流軸の両方で特性を分離することで、このゾーンでの選択動作が可能になります。
条項 A53.5
サーキットブレーカ（上流）とヒューズ（下流）間
過負荷時の選択性は、サーキットブレーカのトリップ設定を考慮した時間／電流特性の比較によって検証される。公表されている時間-電流特性を使用する場合、下流側の機器には最大動作時間曲線を、上流側の機器には最小動作時間曲線を使用しなければならない。時間軸と電流軸の両方で特性を分離することで、このゾーンで選択的な操作が可能になります。
条項 A53.6
ヒューズ（上流）とサーキットブレーカー（下流）間
過負荷時の選択性は、該当する場合はサーキットブレーカのトリップ設定を考慮に入れた時間／電流特性の比較によって検証されます。メーカーが指定するサーキットブレーカーの最大動作時間は、製品規格が指定するヒューズの最小プレアーク時間より短くなければなりません。時間軸と電流軸の両方で特性を分離することにより、このゾーンで選択的な動作が可能になります。
条項 A53.7
サーキットブレーカー間
一般的には、製造者の文書を参照すべきである。
実際には、選択性は、下流側遮断器の漏れ電流ピーク値が、上流側遮断器の瞬時トリップレベルに対応するピーク値よりも小さくなる故障電流レベルまで保証される。上流側のサーキットブレーカが専用の選択動作を持っている場合、選択性の限界はもっと高くなる可能性がある。
条項 A53.8
ヒューズ間
条項 A53.9
サーキットブレーカ（上流）とヒューズ（下流）間
ヒューズのピーク溶断電流は、サーキットブレーカの最小瞬時トリップ電流より小さくなければならない。
ヒューズのピーク値のデータは、関連規格またはメーカーの文書から取得する必要があります。メーカーからデータを取得した場合は、設置に関する文書にその旨を記載すること。
条項 A53.10
ヒューズ（上流）とサーキットブレーカー（下流）間
IEC 60364-5-53:2019 + AMD1:2020
条項 535.1
過電流保護装置間の選択性
負荷側のOCPD（Q2）は、上流側のOCPD（Q1）を動作させることなく、過電流選択限界電流Isのレベルまで保護を提供する。選択性限界電流Isを決定するために、下流側および上流側のOCPDの製造業者の説明書を参照すること。この組み合わせに関する情報が製造業者から得られない場合、選択性限界電流Is は、OCPDの動作時間-電流曲線の比較によって定義することができる。
選択性限界電流Isは、サーキットブレーカの溶断エネルギーやヒューズの溶断エネルギーなどのエネルギー値を考慮して評価しなければならない。関連する製品規格も参照のこと。
| 選択性のタイプ | 定義 |
|---|---|
| 部分選択性 |
The selectivity limit current Is is lower than the maximum prospective short-circuit current Isc_max at the installation point of the OCPD on the load side: Is < Isc_max |
| 完全な選択性 |
The selectivity limit current Is is equal to or higher than the maximum prospective short-circuit current Isc_max at the installation point of the OCPD on the load side and lower than its breaking capacity Icu or Icn: Isc_max ≤ Is < Icu or Icn |
| 全選択性 |
選択性限界電流Isは、負荷側のOCPDの設置点における最大見込み短絡電流Isc_max以上であり、その遮断容量IcuまたはIcnに等しい： Isc_max≤Is=IcuまたはIcn |
| 選択性の向上 |
The selectivity limit current Is is equal to or higher than the maximum prospective short-circuit current at the installation point of the OCPD on the load side (Q2) and lower than or equal to the combined current Icomb of this combination. The breaking capacity Icu or Icn on the load side (Q2) is lower than the maximum prospective short-circuit current at its installation point: Icu or Icn < Isc_max ≤ Is ≤ Icomb Enhanced selectivity can only be designed with respective information from the manufacturer of the devices. |
条項 535.3
残留電流保護装置間の選択性
直列に接続された2つの残留電流デバイス間の選択性を確保するために、これらのデバイスは以下の両方の条件を満たさなければならない：
- 供給側(上流側)に配置される残留電流保護装置は、IEC 61008(全部品)、IEC 61009(全部品)、または IEC 62423 に従ってタイプ S として、または IEC 60947-2 に従って時間遅延タイプとして選択されなければならない；
- 供給側に位置する装置の定格残留動作電流は、負荷側に位置する残留電流保護装置の定格残留動作電流の少なくとも3倍以上でなければならない。
条項 535.4
RCDとOCPDの選択性
検討中
AS/NZS IEC 60947.2-2015 Annex A、AS/NZS 60898.1-2004 Annex D
条項附属書D.5またはA.5
差別性／選択性の検証
選択性は通常、机上の検討だけで、すなわち、例えば、関連するSCPDが意図的な時間遅延を備えた回路遮断器（C2）である場合、C1と関連するSCPDの動作特性の比較によって検討することができる。
選択性は、C1 の定格短絡遮断容量 Icu までの部分的または全体的である。全選択性の場合、C2 の非トリップ特性またはヒューズのプリアーク特性は C1 のトリップ特性より上でなければならない。(C1は下流側、C2は上流側）。
条項附属書 D.6.2.2 または A.6.2.2
特性の比較によるバックアップ保護の検証
現実的なケースとして、SCPDが回路遮断器の場合、C1と関連するSCPD（短絡保護装置）の動作特性を比較することが可能な場合がある。
C1の定格短絡容量Icnからアプリケーションの想定短絡電流までの範囲において、SCPDの最大動作I2t特性を考慮することにより、関連付けの適合性を評価することができる。
注：関連する SCPD がヒューズである場合、机上調査の有効性は C1 の Icn に限定される。
参考文献
- AS/NZS 3000: 2018 - オーストラリアおよびニュージーランドの電気設備および配線規則。
- BS 7671:2018 - 英国規格協会による電気設備に関する要求事項。
- IEC 60364-5-53:2019 - 低電圧電気設備 - 第 5-53 部：電気設備の選定及び建 設 - 安全，絶縁，開閉，制御及び監視のための保護用装置。
- AS/NZS IEC 60947.2:2015 - 低電圧開閉装置および制御装置 回路遮断器。
- AS/NZS 60898.1:2004 - 電気アクセサリ - 家庭用および類似の設備用の過電流保護用サーキットブレーカ 交流動作用サーキットブレーカ（IEC 60898-1 Ed.1.2 (2003) 修正)
