電気系統に信頼性の高い保護機構が欠如している都市を想像してみてください。たった一つの故障が、都市全体を暗闇に陥れる可能性があります。中電圧開閉装置は、電力システムの「守護者」として機能し、故障を迅速に隔離して機器と人員を保護し、同時にインテリジェントに電力配分を管理します。この記事では、この重要な電気インフラコンポーネントの基礎、動作原理、種類、および将来の動向について探求します。

電気システムの主要コンポーネントとして、開閉装置は本質的に、回路保護デバイスの中央集中的な集合体を表します。回路ブレーカー、ヒューズ、スイッチで構成され、これらの要素はまとめて、電気機器の重要な保護、制御、および隔離機能を実行します。これらの保護デバイスは通常、金属製の構造物に収容されており、そのようなアセンブリが1つ以上、開閉装置ラインまたはコンポーネントと呼ばれます。

開閉装置は、ユーティリティの送電および配電システム、ならびに大規模および中規模の商業または産業施設で広く使用されています。北米では、電気開閉装置の規格はIEEEによって定義されており、ヨーロッパおよびその他の地域ではIEC規格に従っています。

開閉装置の主な機能は、電力配分と保護を中心に展開します。さまざまな施設のエリアとそのそれぞれの負荷に電力を供給します。さらに重要なことに、システムの電流を制限することにより、人員と機器の安全を確保します。電流が安全な閾値を超えると、開閉装置は直ちに回路を遮断し、潜在的な危険を防止します。

中電圧開閉装置は、設計と用途によって異なります。一般的なタイプには以下が含まれます。

この金属エンクロージャー型の中電圧ソリューションは、密閉された回路ブレーカーと断路器を備えており、スペースが限られている場所やアクセスが困難な場所に最適です。設計はIEEE C37.20.9およびIEC 62271規格に準拠しています。

IEEE C37.20.2によって定義されており、この構成はすべての電気コンポーネントを個別の金属コンパートメントに収容し、安全性と保守性を向上させています。5 kVから38 kVの用途向けに定格されており、通常、引き出し式回路ブレーカーを採用しています。

IEEE C37.20.3に従い、このタイプは、個別のバリアを必要とせずに保護デバイスを統合します。480/600Vを超える供給電圧を持つ商業および産業施設で広く使用されています。

IEEE C37.74に従って設計されており、地上運用を必要とする5〜38 kVの地下配電システム用です。屋外定格と耐破壊構造を備え、空気、SF6ガス、液体/固体誘電体など、さまざまな絶縁媒体に対応しています。

ANSI/IEEE C37.20.7は、人員から故障エネルギーを安全にそらす耐アーク設計を分類しています。4つの分類は、前面のみ（タイプ1）から隣接するコンパートメントを含む全周囲保護（タイプ2C）まで、保護範囲を指定しています。

遮断容量（通常、中電圧ブレーカーの場合は25〜63 kAIC）は、保護デバイスが安全に遮断できる最大故障電流を示します。開閉装置の耐性定格（2秒間の25〜63 kA対称）は、アセンブリが損傷なしに耐えることができる最大故障電流を示します。

600Aから4000Aの範囲で、これは、トリップや機器の損傷を引き起こすことなく、メイン保護デバイスとバスバーの持続的な電流容量を指定します。

ANSI/IEEE規格は、中電圧を600Vから69 kVと定義しており、一般的な開閉装置の用途には、12.47 kV、13.8 kV、および15 kVシステムが含まれます。

スマートブレーカー、センサー、マイクロプロセッサベースのリレーなどのインテリジェント電子デバイス（IED）の統合により、高度な監視および制御機能が可能になります。最新の開閉装置は、クラウドベースの分析プラットフォームに接続することが増えており、システムの安全性、信頼性、および運用効率を向上させるための実用的な洞察を提供しています。