LBS(交流負荷開閉器)とは?
高圧回路を開閉し、ヒューズで短絡電流を遮断する負荷開閉器
【超解説】とても簡単に言うと何か?
キュービクル内で変圧器やコンデンサの電源を、
負荷電流の状態のまま安全に入切するスイッチです。
1. LBSの基本概要
LBSとは何か・どのようなものか
LBS(Load Break Switch)は、日本語で「交流負荷開閉器(こうり
ゅうふかかいへいき)」と呼ばれます。キュービクルなどの高圧受変電設備の中で、
個々のトランス(変圧器)やSC(進相コンデンサ)の一次側に設置され、
それらへの電気の供給をオン・オフするためのスイッチです。
何をするための物か・なぜ必要なのか
電気が流れている状態(負荷状態)でただの金属を離すと、「アーク」
と呼ばれる強烈な火花(雷のようなもの)が発生し、火災や機器の溶損につながってし
まいます。LBSには「消弧室(しょうこしつ)」というアークを消す特殊な部屋が備わって
おり、電気が流れたままでも安全にスイッチを切る(開路する)能力を持っています。
定期点検や機器の交換作業の際に、対象の機器だけを安全に停電させるために必ず必要と
なる装置です。
2. 構造や原理
普通のスイッチで高圧の電気を切ると、接点間に「アーク」という雷のような火花が発生し、
電気が止まらずに燃え移ってしまいます。
LBSには接点部分を覆うように「消弧室(しょうこしつ)」という特殊な部屋があり、
レバーを引くとアークを細かく引き伸ばして冷却し、安全に電気を断ち切る原理を持っています。
また、短絡(ショート)などの大事故が起きた際は、「電力ヒューズ(PF)」が大電流を止め、
切れたヒューズから飛び出す「ストライカ(ピン)」が物理的にLBSの連動レバーを叩くことで、
3相すべてのスイッチを一瞬で同時に強制遮断(トリップ)する機械的構造を備えています。
3. 素材・形状・規格
外観と種類の違い
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屋内用と屋外用:
キュービクルの中に設置される一般的な「屋内用」と、昔の柱上変圧器などで使われた
雨に耐える「屋外用」があり、絶縁用の碍子(がいし)の形状が大きく異なります。 -
ヒューズの有無と種類:
「限流ヒューズ付きLBS」が現在の絶対的な主流です。
ヒューズにも、トランス用の「一般用(G付やT付など)」と、
突入電流に耐えるコンデンサ用の「C付」があり、選定を間違えると誤作動を起こします。
主な規格
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JIS規格:
JIS C 4605(高圧交流負荷開閉器)などに準拠した製品が使用されます。
4. 主に使用されている場所
施設内で機器ごとに電気を分ける末端の安全装置として配置されます。
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キュービクルのトランス(変圧器)盤内:
各トランスの一次側(電気の入口)に設けられ、点検時にすぐ操作できる高さにあります。 -
高圧進相コンデンサ(SC)の盤内:
力率改善用のコンデンサを入切制御するための専用スイッチとしても並べられます。
5. メリット・デメリット
メリット
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安価で個別保護が可能:
高価なVCB(真空遮断器)を各トランスごとに用意しなくても、
安価なLBSとヒューズの組み合わせで、大事故から各機器を個別に確実に保護できます。
デメリット
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ヒューズ交換の手間とコスト:
VCBであればボタン一つで復旧できますが、LBSでヒューズが飛んだ場合は
数万円する専用ヒューズを物理的に新品へ取り替えないと電気が復旧できず、
手元に予備がないと長時間の停電を余儀なくされます。
6. コスト・価格の目安
LBS自体の交換だけでなく、一緒にヒューズ等も交換するのが一般的です。
おおよその相場(機器+工事・更新の場合)
- LBS本体(消弧室含む): 6万〜12万円前後
- 専用・電力ヒューズ(PF)3本: 3万〜6万円前後
- 交換工事費・停電調整費: 10万〜20万円前後
合計目安: 19万〜38万円程度
7. 更新周期と注意点・絶対にやってはいけない悪い使用方法
更新周期(推奨交換時期)
LBSの更新推奨時期は約15年(または開閉回数200回)とされています。
長年使用すると、操作する強力なバネがサビて折れたり、消弧室にホコリが詰まって
正常に火花を消せなくなるため、盤全体の改修に合わせて丸ごと交換が基本です。
絶対にやってはいけない悪い使用方法(NG行為)
【NG事例2】通電中(活線状態)での消弧室のエアーブロー清掃
古いLBSでヒューズが1本切れたのに気づかず運転を続けることや、
清掃のために電気が生きている状態でLBSにエアーガンなどを吹き付けることです。
悪い使用方法をするとどうなるか(末路)
古いストライカ連動なしのLBSで1本だけヒューズが切れたまま放置(欠相運転)すると、
残りの2相に過大な負荷電流が集中し、トランスが異常過熱して炎上破裂・焼損します。
現在はヒューズが切れた瞬間にLBS全体を強制オフにする「ストライカ付き」が必須です。
また、活線状態で安易に清掃しようとすると、舞い上がったホコリや金属粉が
相間を短絡させ、短絡アークの破裂・焼損により作業者が大火傷を負い、
施設全体が全停電します。
8. 関連機器・材料の紹介
LBSと密接に関わる、または混同されやすい機器をご紹介します。
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PF(電力ヒューズ):
LBSにあらかじめ取り付けられる、短絡事故を防ぐ切り札です。▶ 詳細記事はこちら -
DS(断路器):
LBSと見た目が似ていますが、消弧室がなく電気が流れている時に切ると
破裂・焼損する危険なスイッチです。▶ 詳細記事はこちら -
VCB(真空遮断器):
LBSよりさらに強力な、施設の大元のメイン・ブレーカーです。▶ 詳細記事はこちら
9. 多角的なQ&A(20連発)
LBSはどこにあるものですか?
施設の駐車場や屋上にある「キュービクル」という金属の箱(変電室)の中にあります。
普段は鍵が掛かっています。
家にあるブレーカーと同じ役割ですか?
用途は似ていますが、流れるのは6600Vという家庭の60倍の電圧なので、
大きくて特別な火花消し装置がついています。
どうしてスイッチを切るだけで火花が出るの?
電気が多すぎると、空気の中を無理やり突き破って電気が飛び移ろうとする(雷と同じ原理)
ためです。
ヒューズが切れたらまた使えるの?
家庭用と同じく、専門の業者が来てヒューズという筒状の部品を新品に交換しないと
使えません。
定期点検で停電するのはなぜ?
このLBSなどのスイッチが正常に動くか、サビて動かなくなっていないかを確認するために
電気を止めます。
LBSを開閉するときに気をつけることは?
必ず専用の操作棒を使い、ためらわずに一気に奥まで「ガシャン!」と操作すること。
ゆっくりやるとアークが引きます。
PF(ヒューズ)の取り付け向きは?
ストライカ(動作時に飛び出すピン)がある側を必ずストライカ引き外し機構のレバー側に
向けてセットします。
消弧室のメンテナンスで必要なことは?
ホコリが溜まると消弧機能が落ち、絶縁不良になるため停電作業時にエアーやウエスで清掃し、
ひび割れも確認します。
主接点と補助接点、どちらが長く作られている?
消弧室を通る補助接点(アーク接点)が長いです。切れる時に最後まで接触し、
ここでアークを受け止め消します。
LBSを盤に取り付ける際の注意点は?
操作機構のバネの力があるので、歪みのないように盤面にしっかりボルト締めし、
芯出しを確認する必要があります。
LBSの定格電流はどのように選定しますか?
接続するトランスやコンデンサの容量から負荷電流を計算し、
それ以上の定格(200Aや400Aなど)を持つ機種を選びます。
トランスのLBSとコンデンサのLBSで違いはありますか?
基本構造は同じですが、コンデンサ用は突入電流が大きいため、
ヒューズの選定(G付やT付など特性)で明確に差を出します。
短絡保護の計算で気をつけることは?
大元のVCBの動作時間(保護協調設定)よりも早く、
LBSのヒューズが確実に溶断するように特性曲線をチェックします。
キュービクル内の改修でLBSを追加できますか?
寸法的なスペースはもちろん、高圧充電部同士の離隔距離を法規通り(相間など)
確保できるかが最大の壁です。
旧品の撤去・更新でトラブルを防ぐには?
古い盤だとピッチ寸法が合わないので、事前に図面を取り寄せ、
必要であれば変換アダプタ金具を用意します。
LBSの更新推奨時期はどれくらいですか?
おおむね15年です。操作部のバネの劣化や接点の摩耗により、
いざという時に切れなくなり非常に危険です。
ヒューズが切れたら、市販のものと代えて良い?
絶対にダメです。高圧の電力ヒューズは専用品ですし、原因(漏電や過負荷など)
を取り除かないと再投入ですぐ破裂・焼損します。
LBSを開閉するとき、異音がしました。
グリス切れやバネの破損の兆候です。そのままにせず、
次回の点検・停電時に詳細な点検が必要です。
ヒューズのストライカ付きにすべき理由は何ですか?
ヒューズが1本だけ切れた時の単相運転(欠相)によるトランスやモーターの焼損・火災と
いう二次被害を完全防止するためです。
LBSに触れて感電する事故はなぜ起きる?
LBSのスイッチを切っても、一次側(電源側)には6600Vがまだ生きています。
検電と短絡接地という基本を怠るためです。