UPS入力用Cカーブ対Dカーブブレーカー：どちらを使用すべきか？

UPS入力ブレーカーは、電流で正しくサイズ設定されていても、UPSが通電された瞬間にトリップすることがあります。

これは通常、ケーブルサイズが正しく、ブレーカーの電流定格が妥当で、下流に障害がない場合に見られますが、ブレーカーは起動時にのみトリップします。

その場合、最初に確認すべきはブレーカーのサイズではありません。

それは「トリップ特性」です。CカーブとDカーブのブレーカーは同じ定格電流を持つことができますが、短時間の突入電流に対する反応は大きく異なります。それはUPS入力において重要です。

CカーブとDカーブ：実際に何が変わるのか？

ミニチュアサーキットブレーカーの主な違いは、瞬時磁気トリップ範囲です。

トリップカーブ

瞬時トリップ範囲

63Aブレーカーの場合：Cカーブ：約315～630A

Dカーブ：約630～1,260A

• これらは範囲であり、固定されたトリップポイントではありません。
• ブレーカーの応答は、電流が持続する時間にも依存します。

したがって、UPSの起動は両方に対して確認する必要があります：

突入電流の大きさ＋突入電流の持続時間

正しい参照は、ブレーカーメーカーの時間-電流カーブです。

UPS起動時にインプットブレーカーがトリップする理由

一般的な原因は2つあります。

DCバスコンデンサの充電

UPSに通電されると、DCバスコンデンサを充電する必要があります。

ほとんどの最新のUPSシステムは、この電流を制限するためにプリチャージ回路または制御された整流器起動を使用しています。

整流器とプリチャージの設計によっては、起動電流が通常の動作入力電流を一時的に大幅に超える場合があります。

実際の値はUPSの設計によって異なります。

メーカーが入力突入電流と持続時間を提供している場合は、それらの値を使用してください。

変圧器の励磁突入電流

これは特に変圧器ベースの低周波UPSシステムで重要です。

入力変圧器に通電されると、励磁突入電流は定常状態の電流よりもはるかに高くなる可能性があります。

ピークは以下に依存します：

スイッチング角度

変圧器コアの残留磁束

• 変圧器の設計
• ソースインピーダンス
• これが、同じUPSが正常に起動したり、次の試行でトリップしたりする理由です。
• 他に何も変わっていません。

通電条件が変わったのです。

エンジニアリングノート：

UPSが一部の試行で正常に起動するが、他の試行でトリップする場合、特にインプットトランスがある場合は、すぐにブレーカーの定格を上げないでください。起動波形、トランスの突入電流、ブレーカーの瞬時設定を最初に確認してください。

ブレーカーのサイズを単純に大きくして起動トリップを解決しないでください
これは一般的な現場での修正です。

63Aブレーカーがトリップするので、80Aまたは100Aに交換されます。

UPSは起動しますが、保護が正しくなくなる可能性があります。

より大きなブレーカーはケーブル保護を低下させ、上流のブレーカーとの協調に影響を与える可能性があります。

ブレーカーの定格を上げる前に、以下を確認してください：

実際のUPS入力電流

メーカー推奨のブレーカー

• 起動突入電流
• ブレーカーのトリップ特性
• ケーブルの許容電流
• 上流の保護
• ブレーカーがUPS通電時のみトリップする場合は、電流定格を変更する前にトリップカーブを確認してください。
• 定格電流とトリップ特性は2つの異なるチェック項目です

これが重要なポイントです。

定格電流：UPS入力側を確認する

入力ブレーカーは、出力kVAだけでなく、実際のUPS入力電流から選択する必要があります。

入力電流は以下に依存します：

負荷

入力力率

• UPS効率
• バッテリー充電電流
• 入力電流歪み
• したがって、同じkVA定格の2つのUPSシステムでも、異なる入力ブレーカー定格が必要になる場合があります。
• 設置マニュアルが最初の参照資料となるはずです。

メーカーが推奨入力ブレーカーサイズを提供している場合は、そこから始めて、ケーブルと設置条件に対してそれを検証してください。

トリップ特性：起動突入電流を確認する

電流定格が確認されたら、ブレーカーが通常の起動を乗り越えられるかどうかを確認します。

UPSの突入電流データをブレーカーの時間-電流カーブと比較します。

実用的なルールは次のとおりです：

突入電流がCカーブの瞬時領域に入る場合、誤動作トリップの可能性があります

UPSに入力トランスがある場合、Dカーブは起動マージンを大きく提供する可能性があります

• UPSに適切に制御されたソフトスタートと低突入電流がある場合、Cカーブで十分な場合があります
• 正しい選択は自動的にDではありません。
• それは、適切な障害保護を提供しながら、通常の起動を乗り越えることができるブレーカーの特性です。

Dカーブが自動的に優れているわけではありません

Dカーブブレーカーは、より高い短時間電流に耐えます。

それは起動突入電流に役立ちます。

しかし、より高い瞬時トリップ閾値は、回路が迅速にトリップするために、より高い短絡電流を必要とする可能性があることも意味します。

例えば、D63ブレーカーは磁気瞬時トリップ範囲に入ります：

63A × 10 = 630A

これは630Aが瞬時トリップを保証することを意味するものではありません。

信頼性の高い障害クリアは、メーカーのトリップカーブと利用可能な予測短絡電流に対して検証する必要があります。

これは特に、設置に以下がある場合に重要です：

長いフィーダーケーブル

高いループインピーダンス

• 比較的弱いソース
• 限られた上流変圧器容量
• したがって、Cカーブが誤動作トリップするだけでDカーブを選択すべきではありません。
• 利用可能な短絡電流は依然として確認する必要があります。

変圧器ベースのUPSシステムはより注意が必要です

変圧器ベースのUPSシステムは、変圧器の励磁突入電流が通常の動作電流よりもはるかに高くなる可能性があるため、ブレーカー選択中に通常より注意が必要です。

ブレーカーは定常状態の電流からは正しく見えても、通電時にトリップする可能性があります。

これらのUPSシステムでは、起動突入電流がCカーブの瞬時領域に入る場合、DカーブMCBがより適切になる可能性があります。

しかし、最終的な選択は依然として以下を満たす必要があります：

ケーブル保護

短絡保護

• 障害ループ条件
• 上流協調
• より大きなUPSシステムの場合、Cカーブ対Dカーブはしばしば適切な質問ではありません
• CおよびD特性は主にミニチュアサーキットブレーカーに適用されます。

より大きな三相UPSシステムの場合、入力保護はより頻繁にMCCB、調整可能なMCCB、またはACBです。

これらの場合、実際の問題は通常、レターCまたはDではなく、保護設定です。

確認してください：

• 長時限ピックアップ
• 短時限ピックアップ
• 瞬時ピックアップ

短時限遅延

上流および下流の協調

• 80kVA、120kVA、または200kVAなどのより大きなUPSシステムでは、これは通常、CカーブとDカーブを比較するよりも関連性が高いです。
• 上流のブレーカーも確認してください
• UPSフィーダーブレーカーは、起動突入電流を見る唯一のデバイスではありません。
• 上流のブレーカーもそれを見ます。
• 上流の瞬時設定が低すぎると、UPSフィーダーブレーカーは閉じたままになり、上流のブレーカーがトリップする可能性があります。

それは配電システムのより大きな部分をシャットダウンする可能性があります。

より大きなシステムの場合、協調は以下を使用して確認する必要があります：

メーカーの選択性テーブル

時間-電流カーブ

保護協調計算

ブレーカーの銘板電流だけに頼らないでください。

入力高調波もブレーカーの負荷に影響します

• 一部のUPS整流器トポロジーは、比較的高い入力電流歪みを持つ場合があります。
• これはRMS電流と加熱を増加させます：
• ケーブル

ブレーカー

バスバー

端子

アクティブPFCを備えた最新のUPSシステムは、通常、入力電流歪みがはるかに低いですが、実際のメーカーデータは依然として使用する必要があります。

• ブレーカーのサイジングには、関連する動作条件での実際のRMS入力電流を使用してください。
• 実用的なUPS入力ブレーカーチェックリスト
• 確認
• 何を検証するか

UPS入力電流

出力kVAだけでなく、実際の入力電流を使用する

メーカー推奨

UPSが起動時にのみトリップする場合、ブレーカーが小さすぎると仮定しないでください。

起動突入電流が単に瞬時トリップ領域に入っているかどうかを確認してください。

多くの場合、問題はブレーカーの容量ではありません。

それはブレーカーの特性です。