MCB校正機とは何か、またその仕組みは？

実際の制作上の悩み： 最終試験段階において、当社はサーマルトリップのドリフトを理由に、8%型MCBを不良品として排除していました。このMCB回路の問題の原因は、使用していた校正ベンチが30分を超える時間、安定した電流を維持できなかったことにありました。 従来の校正方法では、バイメタルの調整が適切であるかを確認する手段がありませんでした。 — 中堅電気機器メーカー、品質管理責任者

MCB校正機 これらは、ミニチュア遮断器の熱的または過負荷トリップ特性を試験・調整するために使用される専用装置です。校正ベンチは、遮断器のトリップ時間を測定しながら、正確かつ安定した過負荷（通常100%～135%）を印加することができ （±0.1%）を測定し、バイメタルストリップの調整を行うことで、非常に狭い範囲（例：135%入力の際に45～55秒）で遮断器がトリップするように設定するのに役立ちます。 本ガイドでは、MCB校正機の正しい使用方法について説明します。また、機械の種類（手動、半自動、長時間）を列挙するとともに、お客様の生産研究所や製造施設に適した機械の選定方法に関する情報も提供します。.

このガイドでは、以下の内容について解説します：

• MCB校正機とは何か、そしてテスターとの違い
• 動作原理：熱トリップシミュレーション、電流制御、およびタイミング
• 校正台の種類：手動式、半自動式（タイプA/B）、および長期安定性試験用校正台
• 評価すべき主要な仕様（電流範囲、精度、安定性）
• 生産量と精度の要件に基づいて校正機を選ぶ方法
• よくある質問：MCBの校正、正常動作確認試験、および80%規則

1. MCB校正機とは何ですか？（定義と目的）

MCB用校正装置（サーマルトリップ校正ベンチとも呼ばれる）は、ミニチュア回路遮断器（MCB）のサーマル過負荷素子を校正するために設計されたものである。 各MCB内部には、過負荷電流が流れることで生じる発熱により曲がるバイメタルストリップが組み込まれています。このストリップが曲がるタイミングが早すぎたり遅すぎたりすると、公表されている時間-電流特性（IEC 60898-1に準拠）の範囲外でトリップしてしまいます。 この校正装置は、校正対象のMCBに安定した電流（タイプB/C/Dの場合は定格電流の1.45倍）を流し、実際にトリップするまでの時間を測定します。 トリップ時間が測定され、それが許容範囲外である場合、オペレーター（または自動調整ステーション）が校正ネジを回して、バイメタルストリップのたわみを増減させ、たわみを調整します。 調整後、トリップが正しい仕様範囲内に入るまで再試験を行います。このプロセスにより、すべての MCB がメーカーを出荷された時点で同レベルの保護性能を発揮することが保証されます。.

Benlong Automationの製品例としては、初心者向けに最適な「MCB手動熱トリップ校正ベンチ（エントリーモデル）」や、MCBのさまざまな設計特性に対応したシフト機構付き「タイプA半自動ベンチ」などが挙げられます。.

2. MCB校正機はどのように機能するのでしょうか？

基本的な動作原理は、電流の発生、タイミングの測定、および固定具の支持という3つの主要なサブシステムから構成されています。.

2.1 安定したプログラム可能な電流源

本装置は、機種に応じて数アンペアから500アンペアまでの範囲で、調整可能な交流電流を発生させます。校正を行うには、校正対象のMCB（小型回路遮断器）の定格電流の135%に電流を設定する必要があります。 定格10アンペアの一般的なMCBの場合、熱的（長期）トリップ機能の校正電流は13.5アンペアに設定されます。 また、電流は1時間にわたり±2%の許容誤差内に維持されなければなりません。そうしないと、トリップ時間がずれて、不正確な結果が生じます。 Benlong社のMCB長時間熱校正ベンチは、IGBT（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）またはサイリスタコントローラを使用して、CW（定常波）安定性の閉ループフィードバックを一定に維持することで、必要な校正電流の安定性を実現します。 技術的性能仕様は、ステーションあたりの定格電力 = 1 kVA、最大出力 = 500 アンペア、最大出力波形歪み = < 3% です。.

2.2 高精度なタイミングとトリップ検出

試験機には内蔵タイマーが搭載されており、被試験MCBに電流が流れ始めた時点でカウントダウンを開始し、MCBのすべての接点がトリップして開くまで継続します。 長時間試験（1～60 分）では、タイミングが重要であり、±0.1% の精度が要求されます。したがって、例えば 60 秒のトリップの場合、許容誤差は 0.06 秒以下となります。 MCB 長時間熱校正ベンチ用のデータシートでは、タイミング精度が ±0.1%、時間表示範囲が 1 秒から 9 時間 59 分と規定されています。スループットを高めるため、複数のステーション（通常 4～10 箇所）で複数の MCB を同時に試験します。.

2.3 治具および調整機構

MCBの校正に使用する際、手動ベンチ（熱トリップ校正ベンチと併用するMCB用に設計されたものなど） – では、アーバーに取り付けられた操作者がMCBの手動トリップを作動させ、デジタル測定ディスプレイを使用してMCBの熱トリップ時間を記録します。その時点で、操作者はドライバーを使用してMCBの校正設定を調整し、その後2回目の試験を行います。 半自動ベンチタイプ A および B は、空気圧クランプと電動校正調整装置を備えており、オペレーターはロードとアンロードのみを行い、機械が試験を実行し、複数の繰り返し試験を用いてトリップ時間を許容範囲に調整し、オペレーターからの追加操作を必要とせずに結果をオペレーターに提供します。 タイプBベンチには、複数のメーカーのMCBを含む多様な試験に対応するための交換可能なカードが装備されています。.

3. MCB校正機の種類

自動化のレベルとテスト所要時間に基づいて、主に以下の3つのタイプがあります：

• 手動式熱トリップ校正ベンチ： 最も低コストなオプションは、$5,000～$15,000の範囲です。オペレーターはトリップ時間を確認し、生産中に手動でネジを交換します。これは、研究開発、小ロット生産（最大200個）、および現場での使用に適しています。.
• 半自動校正ベンチ（タイプA／タイプB）： 一般的な価格帯は$15k～35kです。通常、自動通電機能（必要な電力量に対応）およびトリップ検知機能（トリップ発生時）に加え、場合によっては電動調整機能（負荷の増減に対応）も備えています。 オペレーターによる負荷の増減が可能。主に中規模生産（1日あたり200～1500個）で使用される。タイプ「A」には、異なる種類の（MCB）設計に対応するためのシフト機構が備わっている。タイプ「B」は、迅速な切り替えのために差し込み式カードを採用している。.
• 長期間使用された熱校正ベンチ： 100%定格電流で長時間（1～8時間）連続運転できるよう設計されています。型式試験（定格電気特性の確認）や熱記憶効果の検証に使用されます。複数の独立した試験ステーション（4～12台）を備え、データロギング機能を搭載している場合があります。.

4. 評価すべき主要な仕様（実データ付き）

MCB校正装置を比較する際は、以下の文書化された値を確認してください：

• 出力電流範囲と精度: Benlongの長期測定ベンチは、1ステーションあたり0.01～500アンペアの測定が可能で、不確かさは1%です。 対象となるMCB定格は1～63アンペアの範囲であり、場合によっては最大125アンペアまで対応可能です。.
• タイミング精度: ±0.1% 以上。長期試験においては、8時間におけるドリフトは 0.5% 未満でなければならない。.
• 試験ステーションの数: 1～12。ステーション数を増やすと処理能力は向上しますが、より多くの設置面積が必要となります。.
• 波形の歪み: <3% (THD) – 歪みが増すとバイメタルの発熱に影響する。.
• 絶縁抵抗: 10 MΩ以上（安全上の理由）。.
• 規格への準拠: IEC 60898‑1（MCB用）または顧客固有の試験計画書。.

5. 工場に適したMCB校正機の選び方

日々の処理量や精度の要件に応じて、この選定ガイドをご活用ください：

ご要件を検討する際は、熱式トリップのみ、あるいは磁気式トリップのみの試験が必要かどうかを検討する必要があります。校正ベンチの大部分は、熱式（長時間）トリップの試験専用に設計されています。 磁気トリップの試験を行うには、別途瞬時トリップテスターが必要となりますが、両方の機能を備えた高度なモデルも一部存在します。本記事でこれまでに紹介した校正ベンチは、上記の2種類のトリップのいずれかの専用校正に最適です。.

よくある質問（FAQ）

MCBの校正とは何ですか？

MCBの校正 ミニチュア回路遮断器の校正では、熱トリップ機構（バイメタルストリップ）の調整を行います。この調整の目的は、過負荷電流が流れた際に、回路遮断器が所定の時間内に確実にトリップするようにすることです。 過負荷電流は、IEC60898-1規格のタイプB、C、Dで規定されている定格電流の1.45倍（すなわちInの1.45倍）に設定されます。通常、遮断器の校正には専用の校正機が使用されます。 校正装置は、遮断器に正確かつ安定した電流を印加し、トリップ時間を測定するとともに、オペレーターまたは自動システムが、規格で定められた制限範囲内でトリップが達成されるまで（例：10A遮断器のトリップ時間 @135% In）のトリップ時間は45秒から55秒の間でなければならない）。このプロセスを正常に完了することで、遮断器は長時間の過負荷から確実に保護できるようになる。.

MCBが正常に動作しているかどうかを確認するにはどうすればよいですか？

ミニチュア回路遮断器が正常に動作しているかどうかを確認するには、熱（過負荷）試験と磁気（短絡）試験を実施する必要があります。熱試験では、校正機または一次電流注入装置を使用して定格電流の1.45倍の電流を印加し、トリップ時間を記録します。 MCBは、1時間以内（10A超の場合）または1分以内（それより定格が小さい場合）にトリップする必要があります。磁気試験では、定格電流の5～10倍（曲線B、C、Dに応じて）を印加し、MCBは100ミリ秒以内にトリップする必要があります。 MCBがANSI規格に適合していることを確認するため、接触抵抗（通常5mΩ未満）および絶縁抵抗（500Vで100MΩ以上）を測定してください。押しボタン式トリップボタンを用いた簡易な現場試験は、機械的な連動性を確認するのみであり、電気的な校正を確認するものではありません。.

ブレーカーにおける「80%」ルールとは何ですか？

NEC 210.20 によると、80% 規則は、回路ブレーカーの定格（電流定格）を超える連続負荷を禁止しています。 例えば、MCBの許容電流が20Aの場合、発熱による影響のため、3時間以上継続して流せる電流は16Aまでとなります。これは、継続的に過負荷状態にある回路では、発熱による誤動作（ヌイサンス・トリッピング）が発生すると想定されているためです。 校正は80%規則と直接的な関係はありませんが、 しかし、校正手順により、回路で80%の規定に違反して100%の負荷が継続的にかかっている場合でも、過負荷時（定格の135%）にブレーカーが正しくトリップすることが保証されます。 時間の経過とともに、バイメタルの膨張により、ブレーカーが誤動作する可能性があります。したがって、校正によってトリップが標準的な時間枠内で行われることを確認することが非常に重要です。一部のメーカーは、特殊用途向けに他のメーカーと同様の定格電流を持つブレーカーを製造することで、この基準に例外を設けています。.

MCBとは何か、その機能は？

MCBの主な目的は、125Aまでの定格電流を持つ低電圧電気回路を、過負荷（長時間の高電流）や短絡（極めて高い電流）による損傷から保護することです。 MCBには、過負荷状態を検知する熱式ユニット（バイメタル）と、過電流によって回路内で発生する故障である短絡状態を検知する電磁式ユニットが備わっています。 MCB が接続されている回路に何らかの故障が発生すると、MCB は自動的にトリップし、故障した回路への電力供給を停止します。これにより、火災を防ぎ、故障した回路に接続された機器の損傷を防ぐことができます。 また、MCB は、故障が解消された後にリセットすることができます。これは、切れた場合に交換しなければならないヒューズとは異なります。 MCBの試験または校正は、IEC 60898-1で規定された適切な電流レベルおよび所定の時間枠内で、熱作動ユニットが確実にトリップすることを確認するために行われます。.

MCB校正装置は、メーカー、試験・校正機関、および保守部門において、MCB（ミニチュア回路遮断器）の熱過負荷保護機能の検証および必要な調整を行うために使用されます。 MCB校正機は、MCB（ミニチュアサーキットブレーカー）に一定かつ正確な電流（通常、MCB定格電流の135%）を流し、トリップ（遮断）に至るまでの時間を測定することで機能します（測定精度は非常に高く、±0.1%です）。.

MCB校正機にはさまざまなタイプがあります。手動式は、処理量が少ない場合（例：研究開発）に使用されます。半自動式（タイプAおよびタイプB）は、中程度の処理量に対応し、生産性を向上させるように設計されています。また、長時間稼働する自動式は、大量の処理に対応します。.

お客様のニーズに合ったMCB校正機のタイプを検討する際は、以下の仕様をご確認ください。特に重要な仕様は以下の通りです。 最大電流範囲（最大500A）、トリップ動作時の極めて高精度な時間測定、1日あたりに実施したいMCBの校正回数、およびIEC 60898-1への準拠。.

選択する際は MCB校正機, また、日々の生産量や予算、そして必要な自動化のレベルも考慮に入れてください。MCBを適切に調整することで、過負荷時に確実にトリップさせることができます。適切な調整は、設備と作業員の双方を守ることにつながります。.