サーマルリレーとブレーカーの違い:「容量」と「設定値」を混同すると事故になる

💻技術メモ🎛

ご安全に。まんぬです⚡👨‍🔧

若手と呼ばれていた頃、ブレーカーの容量とサーマルリレーの設定値を混同していた時期があります。(ついでにマグネットの接点容量も)

ワイ「ちょwwwなんですぐブレーカー落ちんのwwwwww」

あの頃の自分に、守っている対象が違えんだよと一言伝えに行きたい 😇

この記事では、サーマルリレー・ブレーカー・マグネットコンタクタの役割の違いと、現場で混同されやすいこの3つの容量を正確に整理します。

読み終わったあと、なぜその値にするのかを自分の言葉で説明できるようになることを目指します。


まず結論 : 何を守っているかが違う 🛡️

モーター回路には保護機器が3つ並んでいますが、それぞれ何を守っているかが違います。

■MCCB:配線用遮断器、いわゆるブレーカー
回路の配線を守っています。
短絡(ショート)や過電流から電線を保護し、電線が許容電流を超えて発熱・発火するのを防ぎます。

■THR:サーマルリレー、モーターの過負荷を検知する保護機器
モーターを守っています。
定格を超えた電流がモーターに流れ続けると、巻線が過熱して焼損します。
そうなる前に、手前で「過負荷が起きてっぞ!あんた4ぬわよ!」と検知するのがサーマルリレーの仕事です。

ここで大事なのが、サーマルリレーは検知するだけで自分では電流を切れないということです。

サーマルが動作すると、MC(マグネットコンタクタ:モーターのON/OFFを行う電磁開閉器)の制御回路を遮断して、MCの接点を開かせます。

つまり、実際にモーターへの電流を切るのはMCの仕事です。

・ブレーカーは配線を守る役。
・サーマルリレーはモーターを守る役。
・MCはON/OFFの実行役。

役割がそれぞれ違うから、3つとも必要です。

「どれか1つあれば十分でしょ」ではありません 🔧


現場で混同されやすい「3つの容量」 ⚡

今あげた3つはそれぞれ使用する電流に応じた容量を設定しなければなりません。

ここで注意したいのが、現場で「容量いくつ?」と聞かれたとき、何を指しているかで意味がまったく変わります。

ブレーカーの定格電流、MCの接点容量、サーマルの設定値。

この3つが容量という同じ言葉で呼ばれるのが混乱の元です。

それぞれの意味と設定基準を整理します。

① ブレーカーの定格電流(AT) 🔌

AT:アンペアトリップ、ブレーカーが遮断する電流値
→回路の配線を守るための値です。

設定基準は「電線の許容電流 ≧ ブレーカーAT ≧ 負荷の定格電流」です。

電線が許容できる電流を超えないようにブレーカーATを決めます。たとえば電線の許容電流が30Aなら、ブレーカーは30AT以下を選びます。

ここで注意すべきなのが、モーターの定格電流に合わせてブレーカーATを選んではいけないということです。

モーターは始動時に定格電流の5〜7倍の突入電流(始動電流)が流れます。

定格15Aのモーターにブレーカー15ATをつけたら、始動のたびに即トリップします。

ブレーカーの仕事はあくまで電線の保護であって、モーターの過負荷保護はブレーカーの守備範囲ではありません。

【直入れ始動の場合】

直入れ始動では、モーターの始動電流が定格電流の5〜7倍に達します。ブレーカーのATが小さすぎると、始動のたびにトリップします。

かといって、モーター定格電流にそのままATを合わせるのも間違いです。さっき言ったように、定格15Aのモーターにブレーカー15ATをつけたら、始動のたびに即落ちます。

ブレーカーATの選定は、内線規程(3705-2表)に基づいて決めます。三相200V・直入れ始動での選定値はこの通りです🔧

モーター容量定格電流(目安)ブレーカーAT
0.75kW約4.8A15AT
1.5kW約8A15AT
2.2kW約11.1A20AT
3.7kW約17.4A30AT
5.5kW約26A50AT
7.5kW約34A75AT
11kW約48A100AT
15kW約65A125AT

「定格電流の何倍」で覚えようとすると容量帯によってばらつくので、 丸暗記より内線規程の表で確認する方が確実です。

スターデルタ始動など始動器を使う場合は、始動電流が抑えられるため、 ATも1段階小さくなります⚡

モーター容量定格電流(目安)ブレーカーAT(始動器使用)
5.5kW約26A30AT
7.5kW約34A50AT
11kW約48A75AT
15kW約65A100AT

5.5kW未満は内線規程上、始動器使用の選定値が設定されていません。 直入れでも始動電流が小さいため、問題なく投入できるサイズです。


【インバータ経由の場合】

インバータ経由の場合、始動電流はインバータ側で制御されるため、 直入れのように定格の5〜7倍が一気に流れることはありません。

ブレーカーはインバータの1次側(電源側)に設置します。
選定基準がモーターの定格電流ではなくインバータの定格入力電流に変わる点が、直入れとの最大の違いです🔧

各インバータメーカー(三菱、富士電機、安川など)のマニュアルに 推奨ブレーカー型番・ATが明記されているので、 インバータ経由の場合はメーカー推奨値に従って選定してください。

注意点として、インバータの二次側(モーター側)にはブレーカーを設置しません。
インバータの出力波形に対してブレーカーの保護特性が合わず、誤トリップや保護不能の原因になります。

② マグネットコンタクタの接点容量 🔄

MCの接点容量は、MC自身の接点が開閉できる電流の上限です。
つまり守っているのはMC自身の接点です。

選定基準は、AC-3定格(モーターの始動・停止を繰り返す使い方での接点の定格)がモーターの定格電流以上であることです。

注意点として、MCのカタログには、AC-1定格も記載されています。

これはヒーターなど抵抗負荷での接点の定格であり、モーター回路では使いません。

AC-1は抵抗負荷を想定しているので、アークの影響が小さく、数字が大きく出ます。

たとえば同じMCで「AC-1:40A、AC-3:18A」のように倍以上違うことも珍しくありません。

AC-1の数字を見て「40Aまでいけるから余裕だ」と判断してモーター回路に使うと、AC-3条件では接点の開閉能力が足りず、接点が溶着して動作不能になります。

MCが溶着すればモーターは停止指令を受けても止まりません。

ラインが制御不能になれば、製品の損傷、設備の二次破損、最悪の場合は人身事故です。

MCを選ぶときは、AC-1ではなくAC-3の列を見てください 📋

③ サーマルリレーの設定値(ダイヤル値) 🎛️

サーマルリレーの設定値は、モーターを過負荷から守るための値です。モーター銘板に記載されている定格電流に合わせてダイヤルを設定します。

大前提として、サーマルリレーの調整範囲にモーターの定格電流が収まる型番を先に選定する必要があります。
たとえばモーター定格が12Aなら、調整範囲が9〜13Aのサーマルを選び、ダイヤルを12Aに合わせます。
調整範囲が4〜6Aのサーマルでは、そもそもモーターの定格電流に届きません。

よくあるミスを2つ挙げます。

1つ目は、ブレーカーATと同じ値にしてしまうこと。

たとえばブレーカー30ATに合わせてサーマルも30Aに設定すると、モーター定格15Aに対してサーマルの設定が倍になります。
これでは過負荷が起きてもサーマルは動作せず、モーターが焼損するまで止まりません。
モーター1台の更新費用は、小型でも数十万円、大型なら数百万円です。設定値1つの混同で飛ぶ金額としては十分に大きい。

2つ目は、トリップが頻発するからといって設定値を上げてしまうこと。
「飛ぶから上げる」は原因を無視して保護を外しているのと同じです。
設定値を上げた結果、過負荷を検知できなくなり、モーター巻線にダメージが蓄積して焼損に至る。
これは実際に起きている事故パターンです。
モーター焼損は突発停止を伴うので、ラインが止まれば1時間あたり数十万円〜の機会損失が上乗せされます🔥


「ブレーカー落ちた」と言われたら最初に確認すること 📞

操作員から「ブレーカー落ちた」と電話が来ても、操作員の多くはサーマルリレーとブレーカーを区別していません。

まあ現場オペレーターにとってはどちらも「何か落ちてモーターが動かない」なので、気持ちは分かります 😅

現場に着いたら、以下の順番で確認すると切り分けが速いです。

確認1:ブレーカーのレバー位置

  • レバーがトリップ位置に落ちていれば、ブレーカーが動作しています
  • 短絡や地絡の可能性があるため、先にやるべきことは絶縁測定です
  • 原因が分からないままレバーを上げて再投入するのは危険です。短絡状態のまま再投入すれば、アーク放電で盤内を焼損させるリスクがあります

確認2:サーマルリレーのトリップ表示

  • トリップ表示が出ていれば、サーマルが過負荷を検知しています
  • 原因の特定が先です。メカの負荷増大(搬送部の引っかかり、軸受の劣化など)、モーターの欠相(3相のうち1相が欠けている状態。残りの2相に電流が集中する)などを確認します
  • 原因不明のままリセット→再投入を繰り返さないこと。過負荷状態での起動・停止の繰り返しは、モーター巻線に熱ストレスを蓄積させます

確認3:MCの励磁状態

  • MC(マグネットコンタクタ)の励磁状態(コイルに通電されてMCが投入されているかどうか)を確認します
  • ブレーカーもサーマルも正常なのにモーターが動かない場合、MC自体の故障や制御回路の異常が考えられます

ここで一番大事なのは、ブレーカーが落ちているのかサーマルが飛んでいるのかで、「次にやること」がまったく違うということです。

ブレーカーなら絶縁測定が先。サーマルなら過負荷の原因調査が先。

この分岐を間違えると、短絡状態のまま再投入してアーク事故を起こすか、原因不明のままリセットを繰り返してモーターを焼損させるか、どちらにしても被害が拡大します 🔥


設定・選定の手順(まとめ) 📝

モーター回路の保護機器を選定・設定するときの手順を整理します。

  1. モーター銘板から定格電流を確認する。すべての基準はここから始まります
  2. サーマルリレー:調整範囲にモーターの定格電流が収まる型番を選定 → ダイヤルをモーター定格電流に合わせる
  3. MC:AC-3定格がモーター定格電流以上のものを選定(AC-1の数字ではなくAC-3を見る)
  4. ブレーカー:電線の許容電流以下、かつモーターの始動電流でトリップしないATを選定

「全部同じ電流値にすればいい」は間違いです。

ブレーカーは配線を、サーマルはモーターを、MCは自身の接点を守っている。守る対象が違うから、基準値も違います。

ワイが若手の頃にこれを混同してブレーカーを頻繁にトリップさせていたのは冒頭で書いた通りです。

あのとき先輩に「お前、何を守ろうとしてるか分かってないだろ」と言われて初めて、3つの値が全部違う理由が腑に落ちました。

設定値の数字を覚えるより、「何を守っているか」を覚える方が先です ⚠️


最後に 👷‍♂️

この記事を読んでも、明日の現場でいきなり完璧な選定ができるようにはなりません。

でも、次に「容量いくつ?」と聞かれたときに「それはAT?AC-3?サーマルの設定値?」と聞き返せるようになれば、それだけで混同による事故の芽を1つ摘んだことになります。

モーター1台の焼損で数十万〜数百万円。ラインの突発停止で1時間あたり数十万円。

設定値の混同1つで発生するこの損失は、「何を守っているか」を正しく理解するだけで防げます。

判断できる人が一人増えるだけで、その工場の事故リスクは確実に下がります。

ご安全に 👷‍♂️⚡


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