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ブレーカーの寿命

2004/07/24 09:52

No.9142 kfmkkさんの質問の関連です。
方向がちょっとずれますので別スレッド立てました。

モーター用ブレーカーが落ちる対策として、御回答に
「ブレーカーを変えたら直るのでは」
「ブレーカーの寿命」
とありました。

ブレーカーが落ちる動作の見知からの「ブレーカーの寿命」ってあるのですか？

JIS　C8370「配線用遮断器」にはブレーカーが落ちる動作を「引き外し」といいます。
引き外し方式には
?バイメタル式（バイメタルに通過電流を流し、ジュール熱でバイメタルを反らせてトリップさせる）
?電磁式（内蔵コイルに通過電流を流し、電磁力でトリップさせる）
?電子式（CTを内蔵し過電流を検知してトリップさせる）
などがありますが、
・時効的な劣化は無いはずです
・JISにも「引き外し」特性の寿命的試験項目はない
・ブレーカーカタログにも「引き外し」特性の寿命の記載はみたことがない

私はブレーカーのパーツを製作し、メーカーさんに納める仕事をしています。
「引き外し特性に寿命はなかったはず」という思いがありますが、私が知らない一般ユーザー様のご経験から、「やっぱり寿命はある」ということならば、認識を変えることが必要と思い、ちょっとこだわって質問する次第です。

ちなみに接点の寿命としては
・開閉耐久試験（通電）：定格電流を６０００回
・短絡遮断試験：各相あたり定格遮断電流を４回
とあります。
（定格100A以下のブレーカーの項目を極々簡単にまとめました。興味があって詳しく知りたい方はJIS参照ください）

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質問者が選んだベストアンサー

ベストアンサー
2004/07/25 13:21
回答No.4

＃１です　チョット意図した事とは違うように取られていらっしゃるので

＞＞同じロット同じ盤内のリレーで１０年以上持つのもあれば２３年程度でオシャカになるのも
＞ありえますね。１０年でも１００万回以下、２３年で１００万回以上、という意味と解釈できます。

そうではなくて当りハズレの問題
１００万回寿命のリレーで２００万回持つ”当り”もあれば１０万回で壊れる
”ハズレ”が有ると言う事
恐らくブレーカでもそれは有り得ると思う
しかも寿命が来るのは大抵は使用開始後２３年くらい経ってから
1年以下ならメーカ保証期間内だからもちろんクレーム交換対象ですが
２年以上使ってるからクレームとも成らない

２年目でも連続して１０個くらい壊れてくれればメーカに交渉の余地
もあるのでしょうが
数年に1個の割合でしかハズレが存在しないから、
紅生姜さんの所まで情報が伝わらないのは当然といえば当然
でも、保証外とは言え数年に1個くらいの確率でハズレに当たるのも事実
紅生姜さんの絶え間ない努力によって数万個に一個の割合で発生する
寿命の短いハズレ製品が無くなれば嬉しいな
普通のメンテ業者は数千円以下の部品は如何に早く交換してしまうかが仕事で
「何故寿命が短かったのか」と言う事の原因追求までしませんから

お礼

2004/07/27 09:23

再度ご回答ありがとうございます。

＞当たりハズレの問題

理解いたしました。

＞数千円以下の部品は如何に早く交換してしまうかが仕事で「何故寿命が短かったのか」と言う事の原因追求までしませんから

なるほどです。
今回の#9142 kfmkkさんの場合、今までも早くブレーカーが落ちるということのなので、メーカー側としては「安全側でいいじゃん」と安易に考えてしまうかも・・・。
けど、定格電流値以下の定常負荷がかかっただけで落ちちゃうブレーカーは、ご使用されるみなさんには問題ですよね。

＞寿命の短いハズレ製品が無くなれば嬉しいな

精進いたします。

うん・・・
でも、引き外しが以前より早くなる理由が解せないです。もう少し調べてみます。

noname#230358 質問者
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その他の回答 （5件中 1～5件目)

2004/07/27 20:44
回答No.5

kfmkkです。私の質問以降にこんな議論をしていたとは知らずにすみません

切断機モ－タ－　　2.2ｋｗ
モ－タ－ブレ－カ　2.2ｋｗ

ブレ－カ－ですが取付け後25年経っています。取付け方上向きで何度も切断カスなどが接続ネジに接触したりしています。環境最悪の状態で本体内にも砥石粉も入っていました　私としては、この環境でよくここまで使えたなと思います。

お礼

2004/07/28 09:21

ご回答ありがとうございます。

＞私の質問以降にこんな議論をしていたとは知らずにすみません

いえいえ、勝手に話を展開しておりました。

取り付け方向が上向きとのこと。これはブレーカーの取り付け方としてはメーカー保証外ですね。
たぶん電磁式のモーターブレーカーでしょうから、早期引き外しの原因は以下の推察ができます。

・コイルの磁力で鉄片を引きつけるので、上向きに取り付けられるとこの鉄片に重力がかかり、引きつけられやすくなっていた。←メーカーの保証は垂直面（傾き10゜以内）です。これは鉄片を引きつける完全電磁式のもので、バイメタル式や電子式はこの限りではありません。
・切削カスや砥石粉などがかかるというのも、メーカーから言わせれば論外ということになっちゃいますね。切断カスや砥石粉が鉄系のもので、コイルの周囲に侵入していたとなると、コイルの磁力を高める方向にもなっていたかもしれません。
・切断カスが鉄片に接触して、正規の位置に戻っていない
・先述の鉄片も比較的弱いバネで保持されているので、このバネも経年的に弱くなっていた・・・
などなど。

２５年のご使用とのこと。ブレーカーメーカーに年数的な寿命保証はなかったと思いますが、やっぱり２５年というのは、心情的にには「ご苦労様でした」という気がしますね。

一度取り付けられたブレーカーが、２０年３０年と使い続けられるということがよくわかりました。メーカー側の人間として肝に命じておきます。

自分なりに早期トリップの原因推定ができましたので、本スレッド締め切らせていただきます。
ご回答くださった皆様、改めてありがとうございました。

noname#230358 質問者
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2004/07/25 12:16
回答No.3

紅生姜さんのようにデーターを追求してくれると現場サイドも安心してパーツを使用できますね。
でも実際の現場では、ブレーカーは使いまわしされてたりして、10年20年の間には他の機械で過負荷での使用がなんどでもあったとか、機械的にぶつけたとか。水をかぶったことがあるとか。予想もしない使い方がされていたりします。
新品の場合は論外ですが、町工場などの現場では実験室とは違った、とんでもない原因、寿命を縮める原因がごろごろ転がっていると思いますよ。
でもそれは使用方法の問題ですから、メーカーとしては保証外ということでいい話でしょうけど。
ちょっと関係ない話だったかな。

お礼

2004/07/27 08:59

ありがとうございました。

＞予想もしない使い方がされていたり・・・
＞町工場などの現場では実験室とは違った、とんでもない原因、寿命を縮める原因がごろごろ転がっていると思いますよ。

なるほどです。
先に述べた通り、私はブレーカーのパーツを作っていますので、どちらかというとブレーカーメーカー側の立場で考えていました。

＞ちょっと関係ない話だったかな。
いいえ、大いに参考になりました。

noname#230358 質問者
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2004/07/24 13:27
回答No.2

小生、プラントエンジニアリング部門勤務ですが、たまにブレーカが落ちやすいのもありました。やはり交換して復旧後、改善しました。
開閉回数はせいぜい100回程度、使用年数は20年くらいでした。トリップ機構の保持力の低下（ヘタリ？）と思ってましたが・・・。（たとえば、過電流遮断のバイメタル等など）

お礼

2004/07/24 14:17

情報ありがとうございます。

確かにバイメタルは何かしら劣化しそうですね。

バイメタル式のトリップ機構、動作を30Aブレーカーでたとえると以下の順になります。

・引き外し用に畜勢されたバネをラッチで止めている
・バイメタルに電流が流れている。
・定格３０Aのときは発熱が小でソリは小さい
・30Aを超えると発熱大きくなりソリ大になる
・そのソリで発生した力でラッチを押す
・ラッチがはずれて畜勢バネが解放され引き外しが行われる
・30Aではバイメタルはラッチまで届かない、もしくは押す力がちいさいのでトリップしない
・30A以上ではラッチを押す力が大きくトリップする
（JISでは定格の２倍(60A)で２分以内）

バイメタルにはブレーカーの通過電流が常に流れていますので、少なからず温度上昇、ソリが発生しています。よって、何かしら劣化は起こりそうですね。
（バイメタルの劣化というタイトルで別スレ立ててみたい気もします）


＞開閉回数はせいぜい100回程度、使用年数は20年くらいでした。トリップ機構の保持力の低下（ヘタリ？）と思ってましたが・・・。

これは参考になりました。上述の如く、ラッチで止めていますので、このラッチ部分（金属）が100回の開閉動作で摩耗してはずれやすくなっているかもしれませんね。
ただ、JIS試験で耐久試験というのがあり、通電６０００回、無通電４０００回、計１万回開閉試験があります。このあとでも時限チェック（定格２倍電流を流し、２分以内でトリップするかのチェック）を行っても、新品時よりトリップが早くなったという事例はないですが・・・。

noname#230358 質問者
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2004/07/24 12:16
回答No.1

寿命の表現はおかしいのかも知れませんが（学術的定義は知りませんが）
例えば以下のような表現は一般的に使うと思います
「奥さん、このテレビはもう寿命ですね、修理するより新しいのを買った方が安いですよ」

最近のテレビにはメカ駆動部やスイッチ接点も無い、つまり消耗部品が無いのに寿命が来る
寿命の多くは
１　電解コンデンサの寿命
２　トランジスタ等の電子部品自体の寿命
３　構造体プラスチックの劣化寿命

テレビとブレーカを同列に論ずると＜トンデモ理論か？
予想される寿命原因

>?バイメタル式（バイメタルに通過電流を流し、ジュール熱でバイメタルを反らせてトリップさせる）
ヒータの劣化
バイメタルの劣化
ヒータで加熱された構造体プラスチックの劣化


>?電磁式（内蔵コイルに通過電流を流し、電磁力でトリップさせる）
コイルの劣化（絶縁不良）


>?電子式（CTを内蔵し過電流を検知してトリップさせる）
トランジスタ、ICにも寿命がある
駆動回路の詳細は判りませんが電解コンデンサが使われてると思う


蛇足ながら同列に論ずるのに無理は承知で
リレーや電磁開閉器の寿命
メーカカタログに「寿命１００万回動作」　とある
因みに実例
ヒータ制御にPID温調器と電磁開閉器の組み合わせで
ヒータには過負荷過電流は無い、つまり接点には定格電流以下しか流さない
もちろん動作頻度はメーカ推奨値以上の数秒に１回のON/OFF
仮に１０秒に１回ON/OFF動作を繰り返すと１時間当り３６回、
１０時間運転で３６０回／日　１年で１３１，４００回
同じロット同じ盤内のリレーで１０年以上持つのもあれば
２３年程度でオシャカになるのも



形あるものはいつか必ず壊れる

お礼

2004/07/24 13:11

早々のご回答ありがとうございました。


＞バイメタルの劣化
＞ヒータで加熱された構造体プラスチックの劣化
＞トランジスタ、ICにも寿命がある
＞駆動回路の詳細は判りませんが電解コンデンサが使われてると思う

これらの項目はあり得ますね。


＞コイルの劣化（絶縁不良）

30Aと50Aの現物を見てきました。φ34の太さの線が79ターン巻かれたものです。時効的な劣化はなさそうな気がするのですが・・・。
（時効的劣化という表現は経過時間のこと。動作的劣化は含まないと理解してください）
仮に絶縁不良するとターン数が減り、磁力が弱まってトリップしにくくなる（引き外し時間が長くなる）方向になると思うのですが・・・。


＞リレーや電磁開閉器の寿命メーカカタログに「寿命１００万回動作」

これはJIS規格通りです。開閉回数による寿命のことで時効的な寿命ではないですよね

＞同じロット同じ盤内のリレーで１０年以上持つのもあれば２３年程度でオシャカになるのも

ありえますね。１０年でも１００万回以下、２３年で１００万回以上、という意味と解釈できます。


＞形あるものはいつか必ず壊れる
たしかに・・・

切断機のブレーカーですから電子式の高価なものでは無いと思います。バイメ式か電磁式と思います。

No.9142に戻ってkfmkkさんに「ブレーカーの型式は・・・」と聞こうと思ったら・・・・
ありゃ！締め切られていました。
ブレーカーを変えたら直ったそうです。うーん、私の認識を変えなければいけませんね。
lumiheartさんに脱帽です。
接点なり可動部分は開閉動作で劣化しますから、動作が変化するのはわかるのですが、引き外し機構がそんなに動作するとは思えないものですから、寿命によって引き外し時間が早くなるとは考えにくかったのです。

kfmkkさん。もし、このスレを見ていたら、後学のために教えてください。
・ブレーカー型式、名称
・ブレーカーが落ちた回数は引き外した回数は何回くらいでしょうか。

また、ほかの方でブレーカー寿命の経験がある方は、その事象をご教示願えたら幸いです。
機会を見つけてブレーカーメーカーの設計社に聞いてみます。

noname#230358 質問者
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