【電気設備】VCB・VCS・VMCの決定的な違いを解説！遮断能力（12.5kA vs 4kA）と用途の使い分け

はじめに

電気エンジニアにとって、高圧受変電設備は電力供給の要であり、その安全性と信頼性を担う機器の理解は不可欠です。それらの機器のなかでも、特に重要度の高いスイッチングデバイスの一つが「VCB（真空遮断器）」です。

VCBは、高圧回路の開閉と、設備を事故から守るという二つの重要な機能を持ちます。しかし、その名称や機能が似ている「VCS（真空開閉器）」や「VMC（真空電磁接触器）」と混同されがちです。これら三者は、同じく真空技術を利用してアーク（火花）の発生を抑えますが、役割、能力、そして価格において明確な違いがあります。

本記事では、電気設備を設計・運用する上で基礎となる、VCB、VCS、VMCの決定的な違いと、それぞれの最適な用途について深く掘り下げて解説します。

VCBがVCS・VMCと決定的に違う点

高圧回路の開閉装置として共通しているのは、電流を切る際に発生するアーク（火花）を消弧する機能です。VCB、VMC、VCSのいずれも、接点部分を真空バルブ内に収めることで、アークの発生を防ぎ、安全かつ迅速な開閉を実現しています。

しかし、これらの機器には役割の上で決定的な違いがあります。それは事故電流の遮断能力の有無です。VCBは、短絡事故や過負荷による大電流など、事故時に流れる異常な電流を瞬時に遮断し、設備全体を保護する機能を最優先として設計されています。その遮断能力は、高圧設備用であれば、おなじみの 12.5kA です(8kAもありますが)。 一方、VMCとVCSは、あくまで通常の運転電流を開閉するための機器であり、VCBのような大容量の事故電流を遮断する能力は持っていません。一般的な高圧機器であれば 4kA です。もう少し踏み込んで、VMCとVCSの違いについても確認します。両者の違いを間違えている人も多いです。

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頻繁な開閉に特化したVCS

VCSは Vacuum Circuit Switch の略で、直訳の通り「真空開閉器」です。VCSの最大の特徴は、その驚異的な耐久性にあります。一般的な開閉器とは異なり、約25万回という非常に高い開閉回数に耐えられるように設計されています。VCBが約1万回の開閉回数に耐えられることと比較すると大変分かりやすいですね。この高い耐久性を活かし、VCSは特に頻繁なON/OFFが必要な用途に用いられます。具体的な例としては、高圧誘導電動機の運転・停止をしたり、自動力率調整装置（APFC）の信号を受けて進相コンデンサを投入・開放したりする際に使用されます。

VCS＋PFヒューズ = VMC

一方、VMCは Vacuum electroMagnetic Contactor の略で、直訳の通り「真空電磁接触器」です。「高圧受電設備では、VMCはしばしば高圧真空コンビネーションユニットで扱われるのが一般的です。このコンビネーションユニットは、VCSに高圧限流ヒューズ（PF）を組み合わせることで構成されています。VCS単体では短絡事故から回路を守ることはできませんが、PFヒューズを組み合わせることで回路の短絡保護を可能にしているのです。これにより、VCBを使用せずに、保護と開閉を担うコンパクトなユニットとして、幅広い用途で使用されています。T係長が関わっている高圧設備のほとんど9割以上は、VCSではなくVMCを使用していました。

まとめと今後のステップ

本記事では、高圧受変電設備の核となる開閉機器、VCB（真空遮断器）、VCS（真空開閉器）、そしてVMC（真空電磁接触器）の決定的な違いを解説しました。最も重要な点は、VCBが 12.5kA級の事故電流遮断による設備保護を最優先とする「守護神」であるのに対し、VCSやVMCは定常電流の開閉に特化した「高耐久スイッチ」であるという役割の違いです。VCSはその高い開閉耐久性（約25万回）で頻繁なスイッチングを担い、VMCはPFヒューズと組み合わせることで開閉と短絡保護を両立するコンパクトなユニットとして機能します。

これらの機器の選定は、単体能力だけでなく、設備全体の安全を守るための協調保護を考慮して行う必要があります。電気エンジニアとしての次のステップとして、VCBとPFヒューズが適切に連携して事故を処理するための保護継電器の動作電流値調整や動作時間調整の考え方や、その基礎となる短絡電流の計算手法について理解を深めることが、信頼性の高い電気設備運用の鍵となります。