過電流継電器
過電流継電器について
過電流継電器とは、電線や電気機器が過負荷や短絡にさらされるのを防ぐための重要な保護デバイスです。一般的にOCR（Over Current Relay）とも呼ばれ、回路図でもこの略称が用いられています。過電流継電器は、大きく分けて誘導円板形と静止形の2つのタイプがあります。
誘導円板形継電器
誘導円板形継電器は、移動する磁界と円板に生じる渦電流との相互作用を利用して動作します。このタイプの継電器は1990年代まで多く使用されていましたが、現在は静止形継電器に取って代わられる傾向にあります。誘導円板形はさらに、変圧器形とくま取り形に分類されます。
変圧器形
変圧器形は、変流器から供給された電流に応じて磁束がコイルに加わり、その中で渦電流が発生します。この渦電流は磁束との相互作用によって円板に回転力を生じさせ、特定の回転数に達すると回路が遮断される仕組みです。
くま取り形
一方、くま取り形は、鉄心の円板周辺に銅のリングを利用した短絡部分を設け、その結果生じる渦電流の位相を遅らせることで制御されます。
静止形継電器
静止形継電器は、物理的な機構による動作ではなく、電子回路によって動作を制御します。このタイプは機械式の誘導円板形よりも、性能、信頼性、省スペース、製造コスト、保守の簡素化において優れているため、1990年代から主流となっています。静止形の継電器は、内部の構造による影響が少なく、また誤差が非常に小さい点が特徴です。
さらに、静止形には制御電源が必須でないタイプも存在し、多様な用途に対応可能です。特に日本では、誘導円板形の過電流継電器はほぼ全てのメーカーにおいて生産が中止され、主に静止型への移行が進められています。
動作時間の特性
過電流継電器には、瞬時要素と限時要素の2つの動作要素があります。
限時要素には、差分の値が大きいほど早く動作する「反限時特性」と、一定時間を超えた場合に動作する「定限時特性」の2種類があります。また、シャットダウンに必要な「設定値」を変更することで、動作までの時間を調整することもできます。
その他の考慮事項
保護を最大化するためには、回路内の電流が大きいほど瞬時要素および限時要素の動作時間が長くなることが基本的に合意されています。特に三相回路において、一部の回路に継電器を設置することで、残りの相の状態を推定できるため、経済的かつ効率的に設計することが可能です。これにより、過電流継電器は多くの回路で重要な役割を果たし、電気機器を保護するための信頼できる手段となっています。
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