住宅の引込みで主流の単相3線式は、1つの引込みで100Vと200Vの両方が使える便利な方式です。その一方、中性線が切れたときの危険が大きく、中性線に過電流遮断器を設けてはならないという重要な規定があります。
戸倉 ジャスミン
先生、うちのエアコンだけコンセントの形が違うんだよね。
あれ200Vなんだって。
同じ分電盤から出てるのに、なんで100Vと200Vが両方出せるの?
香月 リサ 先生
それが単相3線式の便利なところね。
変圧器の二次巻線の真ん中から線を引き出しているの。
この真ん中の線が中性線よ。
深見 つむぎ
巻線の全体で200V、中間点で二等分するので上半分が100V、下半分も100V。
だから電圧線と中性線を使えば100V、電圧線どうしを使えば200Vが取り出せる、という仕組みですね。
雪村 ましろ
ふぇぇ〜、1本足すだけで2種類の電圧が使えるようになるなんて、賢いですねぇ。
香月 リサ 先生
利点はそれだけではないの。
同じ電力を送るなら電流を小さくできるから、電圧降下も電力損失も減らせる。
住宅の主流になるのも納得でしょう。
戸倉 ジャスミン
いいことづくめじゃん。
じゃあ弱点はないの?
香月 リサ 先生
あるわ。
それも命に関わる弱点。中性線欠相よ。
中性線が断線したり外れたりすると、大変なことが起きるの。
深見 つむぎ
中性線がなくなると、上下の100V負荷が直列につながった形になります。
そこに電圧線どうしの200Vがまるごとかかってしまうんです。
雪村 ましろ
えっ…100V用の機器に200Vが…?
香月 リサ 先生
厳密には、直列になった2つの負荷が200Vを分け合う形になるの。
抵抗の大きい機器、つまり消費電力の小さい機器のほうに高い電圧がかかって、焼損することがあるわ。
戸倉 ジャスミン
うぅ…真ん中の線が1本切れただけで家電が壊れるって、こわいんだけど。
香月 リサ 先生
だからこそ大事な規定があるの。
中性線には過電流遮断器を設けてはならない。
ヒューズも入れてはいけないわ。
深見 つむぎ
理由は明快ですね。
もし中性線側のヒューズだけが先に溶断したら、その瞬間に人工的に中性線欠相を作ってしまうことになるからです。
雪村 ましろ
守るための仕掛けが、逆に危険を作ってしまう…なんだか皮肉ですねぇ。
香月 リサ 先生
試験ではこの「中性線に過電流遮断器を設けない」が繰り返し問われるわ。
理由とセットで頭に入れておいて。
戸倉 ジャスミン
よっしゃ、真ん中の線は絶対に切らせない。
覚えた!
確認クイズ
単相3線式の屋内配線において、中性線に過電流遮断器を設けてはならない理由として最も適切なものはどれか。
- 中性線には電流がまったく流れないため、遮断器が動作しないから
- 中性線側が先に開放されると負荷が直列になり、機器に異常な電圧がかかるおそれがあるから
- 中性線は接地されているため、遮断器を設けると感電するから
- 中性線の電流は電圧線より必ず大きく、遮断器の容量が足りなくなるから
こたえを見る
正解: 2. 中性線側が先に開放されると負荷が直列になり、機器に異常な電圧がかかるおそれがあるから
中性線側の過電流遮断器が先に動作すると、意図せず中性線欠相の状態を作り出してしまいます。上下の100V負荷が直列になって200Vを分圧するため、抵抗の大きい (消費電力の小さい) 機器に過大な電圧がかかり焼損するおそれがあります。選択肢1は誤りで、負荷が不平衡なら中性線にも電流は流れます。
