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電子ブレーカーとは？電子ブレーカーの特徴や仕組みを解説！

2024.07.11

電子ブレーカーとは？電子ブレーカーの特徴や仕組みを解説！

電子ブレーカーとは、ブレーカー機器の一種です。そもそも、ブレーカーは配線用遮断器ともいいますが、電気の通り道を開閉（on/off）するためだけの開閉器（いわゆるスイッチ）とは違い、一定量以上の電力を使用したり、異常電流が流れた時に自動的に電気を遮断する事ができる装置を指します。

この記事では、電子ブレーカーの特徴や仕組みについてわかりやすく解説します。電子ブレーカーを用いた契約種別変更例についてもご紹介していますので、ぜひ最後までご覧ください。

1　電子ブレーカーとは

電子ブレーカーは、実際の電流値とその通電時間を計測・制御するCPUが内蔵されたブレーカーです。JIS規格の許容範囲最大まで使用されるようにプログラムされており、たとえば定格容量が50A以下の場合に定格の170%の電流値が流れたとしても、ブレーカーが電流を遮断するまで50分程度の猶予をつくることができます。

1.1一般的なブレーカー（配線用遮断器）の機能と構造

一般的なブレーカーには、熱により収縮しやすい２種類の金属を貼り合わせた金属部品（バイメタルといいます）が組み込まれている「引外し装置」と呼ばれる機能が付いています。電気が導体を流れるとそのエネルギーによって熱（ジュール熱といいます）が発生します。
この熱によりバイメタルが収縮・変形することでスイッチのような役割をして、一定量以上の電力や異常電力が流れた時に電気を遮断する動きをします。
この遮断する動きを「トリップ」といいます。

①膨張率の異なる異なる金属を通電により暖めます

膨張率の異なる異なる金属を暖めます

②膨張率が異なるため、暖められた金属は湾曲します

膨張率が異なるため、暖められた金属は湾曲します

③この性質を利用して、電気を遮断します

この性質を利用して、電気を遮断します

膨張率の異なる金属を暖めると膨張率が異なるため、暖められた金属は湾曲します。この性質を利用して、電気を遮断します。

1.2一般的なブレーカーの課題

電気の使い過ぎによってトリップしたとき、バイメタルにはまだ熱が残っています。
この熱が十分に冷めないまま電気を使い始めると再トリップまでの時間が短くなってしまうことがあります。また設置場所の温度の影響も受けてしまう事があるため、トリップするまでの時間がいつでもどこでも同じにはなりにくく、実際に使う電力量に対し余裕をもった容量（アンペア値）のブレーカーを使う事が一般的とされています。

※トリップするまでの許容時間は電気用品安全法（PSE）やJISで定められています

ブレーカー（配線用遮断器）の機能と構造

1.3電子ブレーカーの特徴

電子ブレーカーには一般的ブレーカーにあるバイメタルを使わない引外し装置を採用しています。
では、どうやって「トリップ」をして安全を担保しているのでしょうか？

電子ブレーカーは電流値を測定するセンサーと、どの位の電気が、どの位の時間を流れたのかをCPUを搭載した制御基板で監視・測定をすることで安全性を担保しています。
これにより設置環境による影響を受けることなく、電気用品安全法やJISで定められたトリップするまでの許容時間をフルに使い切ることが可能となりました。

また、バイメタルが使われていないのでトリップ発生後の熱残りがないので、再び使い始めてからもトリップするまでの時間は変わらないというメリットもあります。

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2.電子ブレーカーの導入

2.1導入のメリット

一般的な電力契約では、設備のモーター容量の合計値により契約電力が決められる「負荷設備契約」という方式で契約がおこなわれます。
このときのポイントは「実際に使っている時の電力量」ではなく、「複数の設備が同時に動いたとした場合の電力量」を参考にしている点です。

これに対し、電力会社では設置したブレーカー自体を契約対象とした「主開閉器契約」というプランが用意されています。この契約では設備全体の電力量ではなく、メインブレーカーの容量で契約電力を算定します。そのため、負荷設備契約よりも基本料金を大幅に下げる事が可能となります。

負荷設備契約

負荷設備契約

主開閉契約

導入の効果は「使用電力量」ではなく「基本料金」の削減となりますので、毎月の電気代削減効果金額がはっきりとわかる点も大きなメリットの一つです。

2.2 電子ブレーカー導入のデメリット

一方で、電子ブレーカー導入に際しては、いくつかのデメリットも存在します。

①　初期導入コストがかかってしまう
②　導入の際に停電工事が発生する
③　故障や不具合が発生した場合の修理費用や対応時間が増える可能性がある

それぞれくわしく説明しましょう。

2.2.1 ①　初期導入コストがかかってしまう

電子ブレーカーを導入する際、どうしても初期導入コストはかかってしまいます。
しかし、導入により毎月発生する電気の基本料金を大幅に下げることが期待できます。
利用状況によっても異なりますが、多くの場合、4年から5年間程度で電子ブレーカー導入コスト分を回収することができるでしょう。
電子ブレーカーの耐用年数は約10年程度であることを考えると、初期導入コストを上回るコストメリットを感じられるのではないでしょうか。

電子ブレーカーの更新タイミングは？

2.2.2 ②　停電工事が発生してしまう

電子ブレーカーは電力会社との契約用主開閉器として設置するため、電力量メーターとの接続が必要です。
その際、例えばマンションでは共用部の動力設備であるエレベーターや給水ポンプなど、事業所では接続されている動力負荷設備を一時的に停止させての停電が発生してしまいます。

弊社では設備停止に起因した事故防止のための安全対策徹底や、停電時間短縮のための施工方法を確立し、お客様へのご負担を最小限に抑えた工事をおこなっています。

2.2.3 ③　故障や不具合が発生した場合の修理費用や対応時間が増える可能性がある

電子ブレーカーは電子機器のため、故障や不具合が発生することもあります。
主な故障事例としては、設置場所の湿度が高いなどの環境影響や、分電盤の経年劣化などにより盤内に浸水するなどして制御基板上に腐食や錆などが発生しショートするということがあります。

しかし、下記からも分かる通り、故障の発生は初期故障と、長期間経過した際の故障がほとんどです。

弊社では、電子ブレーカーの無料点検による状態診断を行っています。他社のブレーカーをお使いのお客様でも、ご相談を承りますので、お気軽にご連絡ください。

電子ブレーカーが故障するとどうなる？

電子ブレーカーの無料点検のお問い合わせ

2.3導入時の課題

電子ブレーカーを導入するためには、実際に使われている電力量がどの程度なのかを把握することが最も重要なポイントです。

一般的なブレーカーでも主開閉器契約はできますが、トリップが発生しないように余裕を持った容量を選定しておく必要があり、結果として負荷設備契約よりも基本料金が高くなってしまうことが考えられます。

また、一般的なブレーカーの場合、前述のとおり「複数の設備が同時に動いたとした場合の電力量」で計算しているため、契約容量は大きめに見積もっています。
そのため電子ブレーカー導入の際に、「実際に使っている時の電力量」を少なく見積もってしまった場合は、契約容量が足りず、ブレーカーが落ちてしまいます。

そこで、弊社ではお客様の過去1年分の電気の使用状況を確認させていただき、これまでのノウハウから最適なプランをご提案しております。もっとも電子ブレーカーの恩恵を受けられ、かつどの季節であっても電気を今まで通り使える契約容量なので、安心して電子ブレーカーをお使いいただけます。

2.4導入後の注意点

電子ブレーカーは、電流値センサーや電子部品を多数搭載した制御基板が搭載されている「電子機器」に該当します。そのため、どうしても経年劣化による故障のリスクが存在します。設計耐用年数は10年ですが、設置環境によって変動します。突発的な故障を回避するためにもあらかじめ修繕計画を立て、予算確保を推奨しています。

また、「電子機器」のため、故障時の緊急対応サービスが付帯していることも、導入に際してのポイントです。

3.電子ブレーカーの電力契約について

3.1電子ブレーカー契約をするための条件

電力の契約は50Kwを境に高圧電力（6,600V）と低圧電力（100V、200V）に分けられます。
高圧電力の場合はキュービクルと呼ばれる受電設備が必要となり、電子ブレーカーとの主開閉器契約をする事は出来ません。使用する設備が多く使用電力量も多い場合、キュービクル受電の方が電力量料金は安価になりますが、キュービクルは保安点検などのメンテナンスが必要となります。

24時間監視システムによる万全のキュービクル保安管理

最近では設備の省エネ化により使用電力量が下がり、高圧電力から低圧電力に切り替えることが可能になる場合もあります。その際、電子ブレーカーが活躍する機会が生まれてきます。

低圧電力に切り替えてもこれまで同様に電気を使える可能性も（PDF）

切り替えをする際は、電子ブレーカーを主幹ブレーカーとして設置するため、電力会社に契約変更の申請書を提出する必要があります。このときに設置する電子ブレーカーが特定電気用品安全法に適合しているかの証明書も必要となります。
申請後、電力会社は実際に設置された電子ブレーカーが申請書通りの物なのか、設置状況が適切かなどの検査をおこないます。

3.2電子ブレーカーを用いた契約種別変更例

実際に「負荷設備契約」から「主開閉器契約」に切り替えた場合、どのくらいの電気料金削減につながるのでしょうか。

マンションを例に説明をします。
標準的なマンションを想定した場合、200Vの電気を使用する設備として下記があるでしょう。

【一般的なマンションの設備例】

給排水ポンプ（10.5kW）
機械式駐車場（11kW）
エレベーター（7.5kW）

負荷設備契約では、このすべてのモーター容量を合計して電力を契約する必要があります。そのため、32kWが契約電力になります。
しかし、常時稼働が必要なのは給排水ポンプくらいです。容量の60％を占めていた駐車場やエレベーターは長時間、連続して稼働することはありません。

そこで、電子ブレーカーと主開閉器契約を組み合わせると、契約電力は12kWまで削減が可能になります。

基本料金が32kWから12kWに半減するため、これまでと同じように電気を使っていても大幅な電気料金削減へとつながります。

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4.エスコ製電子ブレーカーの特徴

「電子ブレーカー」という名称は、主に電流センサーを搭載したブレーカーの総称であり、製作メーカーや販売会社によって名称が違う場合もありますが基本的な機能は同じです。

株式会社エスコでも、独自に開発した高性能電子ブレーカーを販売しています。
国内有数の半導体メーカーであるルネサス製の32ビットCPUを採用しており、設計基盤や設計思想も一新し高性能化と信頼性向上を実現しました。また、製造は宇宙航空研究開発機構（JAXA）や国内大手電機メーカーへの採用実績がある国内有数の電子機器メーカー（ISO9001認証工場）にておこなうなど、品質保証にも十分に力を入れています。

また、弊社では故障時の緊急対応24時間体制のサービスも用意しています。

24時間365日対応のコールセンターサポート体制