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つめ付きヒューズ

ナイフスイッチに用いる板状可溶体

つめ付きヒューズは、主に交流250V以下の低圧電路において、ナイフスイッチ(カバー付き開閉器)やカットアウトスイッチの過電流保護素子として使用される板状のヒューズである。鉛、錫(スズ)、亜鉛などの低融点合金で作られた可溶体の両端に、スイッチの端子に挟み込んで固定するためのU字型の「つめ(銅製の端子板)」が接合されている構造を持つ。

配線用遮断器(MCCB)が普及する以前は、屋内配線の主開閉器や分岐回路の保護として広く採用されていたが、現在では主に工場内の動力手元開閉器や、街路灯のポール内開閉器、仮設電源のカットアウトスイッチなど、限定的な用途に残るのみとなっている。遮断器と異なり、一度溶断すると再利用できない「使い切り」の部品であるため、頻繁に過負荷が発生する回路には不向きである。

並べられた爪ヒューズ

過負荷と短絡による溶断特性の違い

ヒューズが切れた際、その溶断した形状や痕跡を観察することで、事故原因が「過負荷(使いすぎ)」によるものか、「短絡(ショート)」によるものかを判別することが可能である。これは電気事故の再発防止において極めて重要な現場検証技術となる。

過負荷による溶断の場合、定格電流を少し超えた電流が長時間流れ続けることで、ヒューズ全体が徐々に加熱される。この熱により、最も断面積が小さく熱容量の小さい中央部分(くびれ部分)が溶け落ち、可溶体の一部が溶け残る。溶断部は溶けた金属が粒状になって残る溶融球が見られ、端子や陶器部分への煤(スス)の付着は少ない。

短絡による溶断の場合、瞬時に定格の数倍から数十倍という大電流が流れるため、爆発的なアーク放電を伴って溶断する。可溶体は瞬時に気化(蒸発)して吹き飛び、原形をとどめないことが多い。特徴として、スイッチの蓋や陶器碍子の内側に、金属蒸気が酸化して黒ずんだ「煤」や「アーク痕」が激しく付着する。

銅線による代用禁止と交換時の注意

つめ付きヒューズが溶断した際、予備品がないからといって、銅線(IV線の芯線など)を端子間に巻き付けて代用するようなことは厳禁である。銅線はヒューズ合金に比べて融点が高く、電気抵抗も低いため、定格以上の電流が流れても溶断せず、保護装置としての機能を果たさない。この状態で過負荷や短絡が発生すると、保護すべき機器への致命的な損害を与えるばかりか、電線被覆が焼損し、最悪の場合は建物火災に至る。

ヒューズ交換作業を行う際は、必ず上位のブレーカーを遮断し、検電を行って無電圧を確認し、二次側の絶縁抵抗測定などにより事故点を取り除くといった措置を実施する必要がある。特にナイフスイッチの場合、電源側端子(上部)には電圧が掛かっていることが多いため、充電部に触れないよう絶縁工具を使用するなど、感電防止措置を徹底しなければならない。

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