母線による配電：種類と用途

バスバーによる配電の仕組み

配電盤では、受電端子または受電機器を経由してバスバーに電力が供給されます。そこに分岐回路用の遮断器やヒューズ付き機器を接続し、それぞれの回路へ給電します。電位が異なる導体間には、適切な絶縁または離隔距離が必要です。

各回路には負荷に応じた電流が流れます。バスバーが電流を均等に分けるわけではありません。そのため、区間によって流れる電流が異なることがあります。過電流保護は遮断器またはヒューズが担い、導体自体が故障電流を遮断することはありません。

バスバーシステムは、導体に支持部品、端子、アダプター、保護部品を組み合わせたものです。バスダクトはバスバートランキングとも呼ばれ、導体、保護外装、接続部、経路を構成する継手類を備えた、工場製作の配電設備です。

タップオフユニットは、適合する接続口で分岐回路をバスダクトに接続するための装置です。設計に応じて、遮断器、ヒューズ、コンセントなどを内蔵する場合があります。

中性線が必要な回路では、中性線に負荷電流が流れます。機器接地経路はそれとは異なる保護の役割を担い、中性線の代わりにはなりません。それぞれの接続方法は、電源の方式と機器の設計によって決まります。

配電ボックスの内部構造を見ると、これらの部品の組み合わせ方がわかります。設置や改造は、有資格の電気作業者が機器の取扱説明書に従って行う必要があります。

バスバーの種類と主な用途

次の表は、導体の構造と配電システムの形式を分けて示したものです。これらの分類は重なる場合があり、例えばモジュール型の盤内システムでは、リジッドバーとフレキシブルな接続導体を併用することがあります。

複数の分類にまたがる特徴を表す名称もあります。絶縁バスバーは、絶縁被覆または絶縁構造を備えたもので、リジッド、フレキシブル、積層のいずれの場合もあります。コーム型バスバーは、適合するモジュール機器を接続するための形状を持つ製品です。あらゆる遮断器に使える汎用接続材ではありません。

単母線、二重母線、環状母線は、導体の構造ではなく回路と開閉の構成を表します。これは導体構造とは別の設計上の選択であり、信頼性は構成全体と保護方式によって決まります。

バスバーシステムとケーブル：用途に応じた使い分け

モジュール型バスバーシステムは、キャビネット内に同種の電力接続を多数設ける場合に適しています。バスダクトは、一定の経路に沿って複数の負荷を接続する場合、特に負荷の位置が変わる場合に適しています。数か所の2点間接続、複雑な経路、分散した負荷には、ケーブルが実用的なことが多くあります。

施工全体で比較しましょう。バスダクトには適切な長さの部材、継手類、支持部品に加え、接続部やタップオフ部で作業できる空間が必要です。ケーブルには配線を収める設備、引き込み用の空間、支持部品、端末処理が必要です。スペースが限られている場合は、導体寸法だけでなく配置図で比較してください。

費用の比較には、施工の人件費、停止時間、部品、将来の変更も含めましょう。欧州銅協会のバスバー設計ガイドでも、エネルギー損失とライフサイクルコストを扱っています。

選定した設計と負荷条件で損失を比較してください。バスバーがケーブルより常に低コスト、あるいは省エネルギーになるとは限りません。

同じプロジェクトで両方式を併用することもできます。例えば、配電盤からプラグインバスダクトに給電し、その保護装置付きタップオフユニットから各機械へケーブルを配線する構成です。米国のプロジェクトでは、この経路の各部分に適用される幹線と分岐回路の要件を確認してください。

バスバー配電システムの選び方

製品の種類が決まったら、提案された構成がプロジェクトに適合するか確認します。導体の材料と寸法は、その判断材料の一部にすぎません。

銅とアルミニウムを比較する

銅はアルミニウムよりも導電性に優れています。同じ温度で長さと抵抗を等しくするには、アルミニウムの方が大きな断面積を必要とします。ただし、密度が低いため、導体の重量を減らせる場合があります。

完成した設備の寸法は、外装、絶縁、端子によっても変わります。銅導体の断面積が小さいからといって、バスダクトの外装も小さくなるとは限りません。同じ使用条件について定格が示された製品と、その図面を比較してください。

適合する接続部、接続に必要な空間、支持部品、設置にかかる総費用を含めて検討します。狭いキャビネットでは有効スペースが選択を左右する一方、上方を通す配線経路では、重量や支持要件の方が重要になることがあります。

電気定格の適合性と電圧降下を確認する

電源がACかDCか、使用電圧、相構成、該当する場合は周波数を明示してください。想定負荷電流と運転パターンも提示します。中性線が必要な場合は、負荷の不平衡と関連する高調波電流を設計に織り込む必要があります。

配線経路が長い場合は、長さと接続する負荷の位置も含めます。電圧降下は、選定製品、電流、経路に加え、AC系統ではインピーダンスと力率にも左右されます。選定したメーカーが公表するインピーダンスと電圧降下のデータを使用してください。

温度や取り付け条件によって必要となる定格の低減も含め、予定する条件で設備全体の電流定格を確認します。AC定格があるだけではDCへの適合性は判断できません。予定する電源に対し、設備全体とその保護装置の両方を確認してください。

短絡定格と保護を検証する

短絡電流定格（SCCR）が表示された機器では、その定格が設置点の想定短絡電流以上でなければなりません。使用電圧と、必要な保護装置を組み合わせた条件で確認してください。

遮断器の定格遮断容量は、故障電流を遮断する能力を表すものであり、それだけで設備全体のSCCRが定まるわけではありません。ULの分電盤適用ガイドの説明に従い、機器に表示された定格と、必要な機器の組み合わせを確認してください。

IEC規格に基づく設備では、該当する定格短時間耐電流（Icw）、定格ピーク耐電流（Ipk）、定格条件付き短絡電流（Icc）を確認してください。Icwには通電時間の条件があり、Iccは指定された保護装置に依存します。

kAの数値が一致するだけでは、これらの定格を米国のSCCRと同一に扱うことはできません。

筐体、接続部、施工条件を評価する

想定される周囲温度、隣接機器の発熱、冷却方法、部品配置を確認してください。ある構成で検証された電流定格を、外装や冷却条件を変更した後もそのまま有効と考えることはできません。

スペースの確認には、空間距離、絶縁物の表面に沿った沿面距離、ケーブルの曲げ、接続部で作業できる空間を含めます。

Eabelの電気用筐体の製品群には、壁掛け型、自立型、モジュール型があります。キャビネット内にバスバーシステムを組む場合は、有効内寸と取り付け構造を、機器全体の配置と照合してください。

指定された接続面の処理、締め付けトルク、支持間隔を守ってください。支持部品は、導体の重量だけでなく短絡時の電磁力にも耐える必要があります。接続部、アダプター、支持部品を変更した場合も、設備全体について検証済みの構成の範囲内に収まっていることを確認してください。

筐体と設置するシステムを、粉じん、湿気、腐食にさらされる条件に適合させてください。バスバーに保護被膜やカバーがあっても、それだけで機器全体の使用環境に対する保護等級が定まるわけではありません。

バスダクトが耐火性能を持つ壁や床を貫通する場合は、実際の貫通部に適した防火区画貫通処理システムを指定してください。筐体の保護等級や金属製フランジだけでは、必要な耐火性能を確保したことにはなりません。

将来の増設に対応できる容量を確認する

接続スペースと電気容量は分けて考えましょう。予備のタップオフ開口部は接続できる場所を示しますが、電源、バスダクト、保護装置が追加負荷に対応できることを示すものではありません。

追加負荷の電流、運転パターン、位置、接続方式を明確にします。こうした情報があれば、設計者は増設が既存の電気的・物理的な制限内に収まるかを確認できます。

変更作業の方法も明確にしてください。停電作業、保護設定の変更、文書の更新が必要かを確認します。プラグイン構造であることだけを根拠に、電圧がかかった状態でユニットの追加・取り外しを行うことはできません。対象製品の具体的な取扱説明と、適用される作業手順に従ってください。

規格と供給元の文書を確認する

購入する製品に合った規格を選んでください。UL 857は、その適用範囲内のバスダクトと関連継手類を対象とします。IEC 61439-6は、低圧バスバートランキングシステムを対象とします。どちらも、あらゆる裸の導体バーや、バスバーを収めたキャビネットに一律に適用される規格ではありません。

分電盤、配電盤、産業用制御盤は、それぞれの完成機器に適用される要件に従って評価する必要があります。認証済みの部品や筐体のリスティング認証だけで、完成した設備全体が認証されたことにはなりません。

注文前に、型式、図面、部品表、定格、適合性に関する文書が、すべて同じ構成を示していることを確認してください。納入される機器、接続仕様、施工説明書も確認します。

盤の組立サービスを利用する場合は、部品選定、組み込み、検証、最終文書の作成を誰が担当するか合意しておきましょう。見積書では、空の筐体と機器を組み込んだ配電設備を明確に区別すべきです。

バスバーによる配電についてのよくある質問