「負荷が20Aだから、30Aのブレーカーをつけておけばヨシ！」
もしあなたが、定格電流（AT）だけを見てブレーカーを選んでいるとしたら、それは時限爆弾を設置しているのと同じかもしれません。 万が一の短絡事故が起きたとき、そのブレーカーは遮断できずに爆発してしまう恐れがあるからです。
今回は、電気設計のプロが必ず確認している3つの重要パラメータ、「AT（定格電流）」「IR（遮断容量）」そして「AF（アンペアフレーム）」の正しい決定手順を解説します。
ステップ1：過負荷保護のための「定格電流（AT）」決定
まずは基本の「定格電流」です。カタログではAT（Ampere Trip）と表記され、ブレーカーが「使いすぎ」を検知してトリップする電流値を指します。
決定の基本ルール
ブレーカーの定格電流（AT）は、以下のバランスで決定するのが鉄則です。
実務的な計算手順
ギリギリの値ではなく、余裕（マージン）を持たせて選定します。
- 最大負荷電流（IL）を算出する: 全ての機器が同時に動いたときの電流値を計算します。
- マージンを乗じる:
- 一般的なヒーターや制御機器：IL × 1.25
- モーター回路：始動時の突入電流で落ちないよう、メーカーの選定表や専用の「モータブレーカー」を使用します。
- 直近の上位定格を選ぶ: 計算値が18Aなら、直近上位の「20A」または「30A」を選定します。
ここまでは簡単です。問題は次のステップです。
ステップ2：短絡保護のための「遮断容量（IR）」決定
多くの設計者が見落としがちなのが、このIR（Interrupting Rating：定格短絡遮断容量）です。
1. 【深掘り】IR（遮断容量）とは何か？
IRとは、ブレーカーが「自身の破壊を起こさずに安全に遮断できる、最大の短絡電流値（kA）」のことです。
通常時は関係ありませんが、短絡（ショート）事故が起きた瞬間に生死を分けます。
もし、設置場所の短絡電流が50kAあるのに、IRが10kAしかないブレーカーを使っていたらどうなるか？
ブレーカーはアーク（電気火花）を消しきれず、筐体が破裂・爆発し、盤全体を焼損させる大事故になります。
2. IRと密接な関係！「アンペアフレーム（AF）」の役割
ここで登場するのが、カタログにあるAF（Ampere Frame）という数値です。
これはブレーカーの「物理的な容器（筐体）のサイズ」を表しています。
- AT (Ampere Trip): 何アンペアで回路を切るか（中身の機能・設定）
- AF (Ampere Frame): どれだけの衝撃に耐えられるか（外側の頑丈さ・物理サイズ）
なぜAFが重要なのか？
短絡時の巨大なエネルギー（電磁力・熱・ガス圧力）に耐えてアークを消すには、頑丈で大きな物理スペースが必要です。つまり、「AF（筐体サイズ）が大きくなければ、高いIR（遮断能力）は出せない」という物理的な制約があるのです。
3. 実務上のジレンマ：小電流でも大きなAFが必要なワケ
設計現場では、よくこんな悩ましい状況が発生します。
「負荷電流はたったの20A（AT）しかない。でも、設置場所は大工場の変電設備のすぐ近くで、短絡電流が50kAもある…」
この場合、安価で小さな「30AF / 20AT」のブレーカーは使えません。30AFの小さな筐体では50kAもの衝撃に耐えられないからです。
プロの判断：
中身は20A（AT）の設定のまま、外側だけ大きな「100AF」や「225AF」のブレーカーを選定します。
（例：100AF / 20AT のブレーカー）
- コスト増: 筐体が大きくなるため高価になる。
- スペース増: 制御盤のサイズが大きくなる。
これらは設計者にとって痛手ですが、安全には代えられません。「電流が小さいから小さいブレーカーでいい」という思い込みは捨てましょう。
4. IR決定の鉄則
選定のルールはシンプルですが絶対です。
装置を納入する工場の電源トランス容量などを確認し、推定短絡電流を算出（または工場側に提示を依頼）して、それを上回るIRを持つAFを選定してください。
【プロの深掘り】カタログにある「Icu」と「Ics」の違いは？
三菱電機などのカタログを見ると、遮断容量の欄に2つの数字が書かれています。
- Icu (Ultimate)：限界短絡遮断容量「とりあえず1回は爆発せずに遮断できる」限界値。通常、選定計算にはこの値を使います。
- Ics (Service)：使用短絡遮断容量「遮断した後も、壊れずに再利用できる」実用値。
設計の鉄則：
基本的には Icu（限界値） が、工場の短絡電流を上回っていれば安全上の規格はクリアできます。
しかし、データセンターや重要インフラなど「事故後すぐに復旧したい」場所では、Ics（実用値）まで考慮して選定する。これがワンランク上の設計です。
ステップ3：協調（セレクティビティ）とバックアップ保護
最後に「協調」を確認します。これは、ブレーカー同士の「上下関係」のルールです。
もし、あなたの装置内で短絡事故が起きたとき、装置のブレーカーだけが落ちれば被害は最小限で済みます。しかし、さらに上流にある工場の配電盤のメインブレーカーまで一緒に落ちてしまうと、工場のライン全体がストップする大損害になります。
これを防ぐのが「協調」です。
左側（良い協調）のように、事故が起きた場所のすぐ上にある「下流ブレーカー」だけが落ちるのが理想的な状態です。右側（悪い協調）のように、上流まで巻き込んで落ちてしまう事態は避けなければなりません。
協調が取れているか確認するには、主に2つの方法があります。
この良い協調を実現するために、設計者はメーカーの「協調表」や「動作特性曲線」を確認します。
- 協調表（セレクティビティ・テーブル）を見る:
メーカーが発行している一覧表（マトリクス）です。「親ブレーカーAと子ブレーカーBの組み合わせはOK」といった判定がひと目でわかります。実務ではまずこれを確認します。 - 動作特性曲線（タイム・カレント・カーブ）を重ねる:
ブレーカーが「どのくらいの電流で、何秒で落ちるか」を示したグラフで、下記の図のようなグラフです。 上流（青線）と下流（赤線）の曲線を同じグラフにプロットし、線が重ならない（常に下流が左下にある）ことを確認します。これが、「同じ電流が流れても、下流の方が先に落ちる」という技術的な証明になります。協調表に載っていない組み合わせや、より詳細な検討が必要な場合に使用します。
赤い曲線（下流）が青い曲線（上流）より常に下にあるため、どんな電流でも下流が先に動作することが視覚的にわかります。
一般的には、上流と下流の定格電流比を1.6倍〜2倍以上離すといった手法がとられますが、最終的にはこのような曲線やメーカーのデータで確認するのが確実です。
【コラム】IRが高ければ安心…ではない！？「SCCR」の罠
「よし、遮断容量（IR）が50kAの最強ブレーカーを選んだから、盤は安全だ！」 そう思った方、ちょっと待ってください。そのブレーカーの下に繋ぐ機器（コンタクタや端子台）は大丈夫ですか？
実は、ブレーカー以外の機器にもSCCR（短絡電流定格）という、「短絡に耐えられる限界値」が決まっています。 いくらブレーカーが強力でも、その下の機器のSCCRが低ければ、ブレーカーが切れる前に機器が爆発してしまいます。
- IR：ブレーカーが「止める」能力
- SCCR：機器や盤が「耐える」能力
この2つはセットで考える必要があります。「ブレーカーだけ強くても意味がない」という深い話は、また後日、別の記事でじっくり解説します。 （海外輸出する盤では、これで認証試験に落ちるケースが多発しています…！）
まとめと実務チェックリスト
ブレーカー選定は、AT（過負荷）とIR（短絡）、そしてAF（枠番）の組み合わせパズルです。最後に、図面を書く前のチェックリストを用意しました。
✅ ブレーカー選定 実務チェックリスト
- ATの確認: 負荷電流に対して適切なマージン（x1.25等）を持った定格電流（AT）か？
- 電線の保護: 選んだATは、接続する電線の許容電流以下になっているか？
- IRの確認: 納入先の短絡電流を調査し、それを上回る遮断容量（IR）を持っているか？
- AFの選定: 必要なIRを満たすために、適切なアンペアフレーム（AF）を選んでいるか？（ATが小さくてもAFを大きくする必要はないか？）
- 協調: 短絡時に工場の大元のブレーカーをトリップさせない構成になっているか？
さて、ブレーカーの容量と枠番が決まりました。
次はそのブレーカーに繋ぐ「電線」を選ばなければなりません。
「20Aのブレーカーだから、許容電流20Aの電線でいいよね？」
……実は、それも間違いのもとです。温度や束ねる本数によって、電線の能力は激減するからです。
次回は、「【電線選定の鉄則】カタログ値で選ぶと火を吹く？「許容電流」と「補正係数」の正しい計算式」について解説します。カタログ値だけ見て電線を選ぶと、盤内で発熱トラブルになるかもしれませんよ！
