第一種電工 平成30年度午後 問14｜配電理論・配線設計

写真は、上の電磁接触器と下の熱動継電器を組み合わせた「電磁開閉器」で、矢印（点線の枠）は下側の熱動継電器を指している。熱動継電器（サーマルリレー）は、電動機に流れる電流が設定値を超える状態（過負荷）が続くと、内部のバイメタルが熱で曲がって接点を動かし、電磁接触器を開かせて電動機を焼損から守る。正面の丸いダイヤルは動作電流の設定用。正答はイ。

電動機の保護に使う機器を写真で見分ける問題（正答イ）。

写真の機器は、上側の電磁接触器（MC）と下側の熱動継電器（THR）を一体にした電磁開閉器で、三相電動機の運転・停止と過負荷保護に使われる。矢印の部分が熱動継電器である。

・熱動継電器（イ・正答）：主回路の電流をヒータに流し、その熱でバイメタルを曲げて接点を切り替える。過負荷が一定時間続くと動作し、電磁接触器の操作コイルの回路を切って電動機を止める。電流設定用のダイヤルとリセットボタンが付いているのが外観上の特徴。

・タイムスイッチ（ア）：時計の機構で設定した時刻に回路を入り切りする器具で、時刻目盛の文字盤を持つ。

・自動温度調節器（ウ）：周囲や対象物の温度を検出して回路を入り切りする器具（サーモスタット）。

・漏電遮断器（エ）：地絡電流を検出して回路を遮断する器具で、テストボタンが付く。電動機の過負荷保護を目的とした機器ではない。

【電磁開閉器の構成と役割分担】電磁開閉器は「開閉する部分」と「異常を検出する部分」の組み合わせである。

・電磁接触器：操作コイルに電流を流すと電磁石が主接点を閉じ、電流を切ると開く。頻繁な開閉に耐えるが、それ自身は異常を検出しない。

・熱動継電器：主回路の電流による発熱で過負荷を検出し、補助接点（b接点）を開いて電磁接触器のコイル回路を切る。

つまり「熱動継電器が検出し、電磁接触器が切る」という分担になる。熱動継電器そのものは主回路を遮断しない点が要点である。

【動作特性】バイメタルは熱でゆっくり曲がるため、熱動継電器は電流が大きいほど短い時間で動作する「反限時特性」をもつ。電動機の始動電流は定格の数倍に達するが短時間なので、始動では動作せず、過負荷や拘束（ロック）が続いたときだけ動作する。この性質が電動機の巻線の温度上昇の特性に近いため、電動機の過負荷保護に適している。ただし短絡電流のような大電流を遮断する能力はないため、短絡保護は上流の配線用遮断器やヒューズに受け持たせる。

【整定と復帰】ダイヤルの設定値は、一般に電動機の定格電流に合わせる。動作後はバイメタルが冷えるまで待ってからリセットボタンで復帰させる（手動復帰が一般的）。原因を取り除かずに復帰を繰り返すと電動機の焼損につながる。

【見分けのコツ】写真問題では、「上段の大きな接点部＋下段の小形ブロックにダイヤル」という組合せが電磁開閉器の典型的な姿。上段を問われれば電磁接触器、下段を問われれば熱動継電器と答える。令和4年度午前の問題では同じ形の機器の上段を問う出題もあり、上下を取り違えないことが大切である。