三相バスバーは、産業・商用配電の中核を担います。変圧器や開閉装置から、分電盤、モーターコントロールセンター、大型負荷へ三相AC電力を供給します。電気技術者や施設管理者には、3-phaseバスバー設計の理解が欠かせません。
3-Phaseバスバーとは？
3-phaseバスバーシステムは、3相ACシステムの3つの相（L1、L2、L3）を流す3本（または4本）の平行導体と、4-wireシステムでは中性線（N）で構成されます。導体は通常、互いに、また接地から絶縁された平らな銅またはアルミニウムのバーです。
3-phaseバスバーシステムの構成要素：
- 相導体：L1、L2、L3用の3本のバー
- 中性線： 4本目のバー（4-wireシステムの場合）
- **接地線：**独立した接地バーまたは筐体に接続
- **絶縁：**空隙、絶縁支持材、または封止
- **筐体：**母線ダクトシステム用の金属ハウジング
3-Phase母線システムの種類
露出型バスバー（開閉装置用バスバー）
開閉装置、モーター制御センター（MCC）、配電盤内の絶縁支持部に取り付ける裸銅またはアルミニウムのバー
特性：
- 大電流容量（数百～数千アンペア）
- 安全のため密閉型開閉装置が必要
- 設置場所ごとにカスタム製作
- 使用例：主配電盤、MCC、変圧器二次側
バスバー幹線（バスウェイ）
建物や工場の床に沿って電力を分配する、工場で組み立て済みの密閉型母線システム。ボルトで連結する複数の区間で構成されます。
特性：
- 一定間隔で設置するプラグイン式分岐ボックス
- 定格：100A～6,300A
- IP等級：IP54～IP68
- 用途：工場、データセンター、商業施設
種類：
- サンドイッチバスバー：導体を絶縁層ではさむ、コンパクトで低インピーダンスの構造
- 空気絶縁バスバー: 導体を空隙で分離。低コストだが大型
- 樹脂封止母線：導体を樹脂に封入し、最高のIP保護等級を実現。屋外用途に対応。
積層母線
複数の薄い銅層を層間絶縁材とともに積層した構造。パワーエレクトロニクスと電池システムに使用します。
特性：
- 非常に低いインダクタンス
- コンパクト
- 用途：インバーター、UPSシステム、バッテリーパック、EVパワートレイン
3-Phase バスバーのサイズ選定
定格電流
バスバーの定格電流は次の要因で決まります：
- 断面積（mm²）
- 材質（銅とアルミニウムの比較）
- 周囲温度
- 筐体の種類（開放型／密閉型）
- 導体の配置
銅製母線のおおよその電流定格（開放空間、周囲温度40°C）：
| 幅 × 厚さ | 断面 | 定格電流 |
|---|---|---|
| 25 × 3 mm | 75 mm² | 280A |
| 40 × 5 mm | 200 mm² | 580A |
| 50 × 5 mm | 250 mm² | 700A |
| 60 × 10 mm | 600 mm² | 1,200A |
| 80 × 10 mm | 800 mm² | 1,500A |
| 100 × 10 mm | 1,000 mm² | 1,800A |
ディレーティング要因：
- 配管内：×0.8
- 周囲温度が40°Cを超える場合：IEC 60439に従って定格を低減
- 母線が密集する場合：相互加熱を考慮して定格を下げます
電圧降下
3-phase システムでの母線の電圧降下：
ΔV = √3 × I × (R·cosφ + X·sinφ) × L
各記号の意味
- I＝電流（A）
- R = 単位長さあたりの抵抗（Ω/m）
- X = 単位長さ当たりのリアクタンス（Ω/m）
- cosφ = 力率
- L＝長さ（m）
主配電バスバーの電圧降下を1%未満に抑えてください。
位相配列
3-phase母線の標準的な相配置：
**横方向の配置（左から右）：**L1、L2、L3、N 垂直配置（上から下） L1、L2、L3、N 色分け（IEC 60446）：L1＝茶、L2＝黒、L3＝灰、N＝青、PE＝緑／黄
施設全体で相配置を統一すると、機器接続時の逆相を防げます。
短絡定格
バスバーは、設置位置で想定される短絡電流に耐える必要があります。短絡定格は次のように表されます。
- Icw：定格短時間耐電流（1秒間のkA）
- Ipk：ピーク耐電流（kA）
バスバーは設置場所で想定される故障電流に対応した定格である必要があります。故障電流は上流側変圧器のインピーダンスとシステム構成によって決まります。
絶縁とクリアランス
沿面距離：絶縁表面に沿った導体間の最短距離です。電圧と汚損度に応じて決まります。
沿面・空間距離： 導体間の最小空気間隔。400Vシステムでは最低25 mm (IEC 61439)。
絶縁材料：
- エポキシ樹脂：高い機械的強度と良好な電気特性
- PVC：低コストで、比較的低温の用途に適しています。
- ポリアミド（ナイロン）：耐熱性に優れる
- 熱収縮チューブ：現場での個々のバーの絶縁用
用途
| 用途 | バスバーの種類 | 一般的な定格 |
|---|---|---|
| 主配電盤 | 裸銅バスバー | 1,000–6,300A |
| モーターコントロールセンター | 裸銅バスバー | 400–2,000A |
| 工場の電力配電 | バスダクト | 400–4,000A |
| データセンターの電源 | バスダクト | 400–2,500A |
| 商業ビル | バスダクト | 100–1,600A |
| インバーター／UPS | 積層バスバー | 100–2,000A |
設置時の注意事項
-
支持間隔：バスバーは、たわみと振動を防ぐため一定間隔で支持する必要があります。一般的な支持間隔は600–1,200 mmです。
-
**伸縮継手：**長いバスバーには熱膨張を吸収する伸縮継手が必要です（銅の伸びは約 17 µm/m/°C）。
-
接続： ボルト接合は規定トルクで締め、ばね座金または皿ばね座金を使って接点圧力を保ちます。
-
**保守スペース：**点検、清掃、締付トルクの確認に必要な空間を確保してください。
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ラベル表示：相ラベルを一定間隔およびすべての接続点に付けます。
概要
3-phaseバスバーシステムは、産業施設や商業施設で大電力を分配する最も効率的な方法です。
- オープンバスバー：開閉装置やMCC向け。大電流、個別加工に対応
- **バスバー・ダクト：**建物の配電向け。柔軟で、プラグ式タップオフに対応
- 積層バスバー：パワーエレクトロニクス向け。低インダクタンスでコンパクト
連続電流とディレーティング要因を考慮してバスバー寸法を決め、短絡耐量も確認します。
CZT は、母線コネクター、積層フレキシブル母線、エネルギー貯蔵用接続部品を供給しています。母線およびエネルギー貯蔵コネクターの製品一覧をご覧ください。
