サーキットブレーカーとは｜仕組み・種類・ヒューズとの違いをわかりやすく解説

サーキットブレーカーの仕組み・種類からヒューズとの違いまで図解でやさしく解説。選び方や安全対策も一目で理解。

サーキットブレーカーとは、回路に過大な電流が流れたときに自動的に電気回路を遮断して、配線や機器の損傷・発火などを防ぐ保護装置です。家庭の分電盤や工場の配電盤などに設置され、複数の機器が接続されている回路や、回路が短絡した場合などに働きます。多くのタイプは分電盤のスイッチ状の形状で、遮断（トリップ）したあとに手動で復帰（リセット）させることで回路を再投入できます。

仕組み（トリップの種類）

サーキットブレーカーは主に以下の方式で過電流を検出し、回路を遮断します。

• 電磁式（瞬時遮断）：内部にある電磁コイルが過大な電流で強力に磁化され、レバーやスイッチを引いて瞬時に遮断します。短絡（ショート）など急激な大電流に対してすばやく反応します。元の文にもあるとおり「コイルに過大な電流が流れると、スイッチが引っ張られて電源が遮断される」仕組みです。
• サーマル（熱）式：バイメタル片（異なる金属を張り合わせた部材）が長時間の過電流で温度上昇して曲がり、機構を作動させて遮断します。長時間の過負荷に対して作用します。
• 電子式（電子センサー）：電流を電子的に監視し、プログラムや回路でトリップ判断を行います。精度が高く、過負荷・短絡だけでなく、波形異常（アーク）や漏電を検出する高度な機能を持つものもあります。
• 漏電保護（GFCI/RCD）機能：一部のブレーカーはGFCI（残留電流装置）と組み合わせて、感電の危険がある漏電を検出して遮断します。浴室や屋外回路などで使われます。

主な種類と用途

• MCB（Miniature Circuit Breaker）：住宅や小規模商業施設の分電盤で多く使われる遮断器。定格は比較的小さく、過負荷・短絡の保護に適します。
• MCCB（Molded Case Circuit Breaker）：工場やビルなど大きな電流を扱う用途で使われることが多く、定格・遮断能力が高いです。
• ACB（Air Circuit Breaker）：さらに高電流の配電盤で利用され、空気遮断方式を採用する大型遮断器。
• 漏電遮断器（RCD/GFCI）：感電防止のための漏れ電流検出機能を持つもの。家庭用では浴室やキッチンの回路に設置されることが多いです（上記のようにGFCI参照）。
• 電子式・デジタルブレーカー：通信機能や遠隔監視、過負荷履歴の記録などを持ち、産業用途やスマート配電で使われます。

サーキットブレーカーとヒューズの違い

サーキットブレーカーはヒューズと似た役割（過電流から回路を守る）を果たしますが、次のような違いがあります。

• 復帰性：ヒューズは溶断すると交換が必要ですが、サーキットブレーカーは遮断後にリセットすれば再使用できます（ただし、非常に強い短絡や落雷などで内部損傷した場合は交換が必要になることがあります（元文の記述に準拠））。
• 遮断速度と特性：ヒューズは瞬時で確実に溶断する特性があり、非常に短時間で遮断する必要がある回路保護で有利な場合があります。サーキットブレーカーは設計（電磁・サーマル）により遮断時間やトリップ特性が異なります。
• メンテナンス性：ブレーカーは操作で復帰できるため、復旧作業が容易です。ヒューズは交換部品を常備しておく必要があります。
• コストと用途：小容量・単純な保護ならヒューズの方が安価な場合があります。可動・再利用性や制御機能が必要ならブレーカーが適します。

選び方・設置時のポイント

• 定格電流：回路で通常流れる電流より少し上の値を選ぶ（機器の起動電流を考慮）。
• 遮断容量（短絡電流に対する能力）：万が一の短絡時に確実に遮断できるだけの遮断容量（kA表示）が必要です。
• トリップ特性（B/C/Dなど）：瞬時遮断の感度を示す種類があり、モーターなどの起動電流が大きい場合は適切な曲線を選びます。
• 漏電・アーク検出機能：感電や火災予防のために、必要に応じてGFCI/RCDやAFCI（アーク検出）機能を検討します。
• 設置環境と配線の適合：屋外や湿気が多い場所は防水・防錆対策を施し、配線の断面積（ケーブルの太さ）とブレーカーの定格を合わせます。
• 法令・規格の遵守：電気設備技術基準や施工規則、地域の規制に従って選定・設置します。専門の電気工事士に依頼することを推奨します。

運用・点検・トラブル時の対処

• 頻繁にトリップする場合は、回路の過負荷・配線不良・機器故障の可能性が高いので、原因を確認してからリセットしてください。
• 遮断後にリセットしてもすぐに再遮断する場合は、その回路の通電を止めて専門家に点検してもらいましょう。自己判断で何度も復帰を試みると危険です。
• ブレーカーの外観に変形・焼損・異臭がある場合は直ちに交換が必要です。
• 定期点検では動作確認・端子のゆるみ確認・遮断特性の確認を行い、必要なら交換や清掃を行います。
• ブレーカーを選ぶ際は、メーカーの仕様書（定格電流・遮断容量・トリップ特性）を確認してください。

まとめると、サーキットブレーカーは回路保護の重要な要素であり、用途に応じた種類・定格を選び、適切に設置・点検することで、火災や機器損傷、感電事故を未然に防ぐことができます。設置や交換は電気工事士などの資格を持った専門家に依頼するのが安全です。

質問と回答

Q:サーキットブレーカーとは何ですか?

Q: サーキットブレーカーが切れる原因は何ですか?

Q:サーキットブレーカーは、通常どこに設置されていますか?

Q: サーキットブレーカーの内部には何が入っていますか?

Q:電磁コイルに過大な電流が流れると、サーキットブレーカー内のスイッチはどうなるのですか?

Q: サーキットブレーカー内のバイメタルストリップはどのように機能するのですか?

Q: サーキットブレーカーとヒューズの違いは何ですか?

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