家庭の電流とブレーカーの動作

ブレーカーの容量を超えるとブレーカーが落ちることは分かると思いますが、 100V200Vが存在する家庭の場合、 どの線に何アンペア流れると落ちるかが分からない方もいると思います。
なのでその辺を説明しようと思います。

単相3線式の合計電流の算出

100V200Vが存在する場合、単相3線式になります。
単相3線式の単相は異なる電圧(100V/200V)が存在するもので3線式とは電線が3本あると言うことです。
単相2線式は電線が2本で100Vのみになります。
お店や工場などで使われている三相3線式と言うものもあります。
三相は3本とも同じ電圧(ほとんど200Vが使われるが、400Vもある。)です。

単相3線式は赤白黒の三本があり、
赤-白または黒-白の組み合わせでは100V〔ボルト〕
赤-黒では200V〔ボルト〕になります。

ここから本題に入ります。

100V〔ボルト〕10A〔アンペア〕のドライヤーを2個 使うと、
10A+10A=20Aになり合計が20Aになることは分かると思います。

これを2パターンでも同じ電流値かどうか計算してみます。

パターン1の場合、赤と白に20A流れるのが分かると思います。
この時、赤だけ測定すればドライヤーの合計電流が20Aだと分かります。

もし、赤ではなく黒と白につながれていたら黒だけ測定すればドライヤーの合計電流が分かります。

次にパターン2の場合、赤-白と白-黒の電流が同じとき、白には電流が流れません。
赤と黒に10Aずつ流れます。
赤と黒を合計すると10A+10A=20Aになり、パターン1の合計電流と同じになります。

今度は10A7Aのドライヤーを使ったときの電流を見てみます。

赤と黒にはドライヤーの電流がそれぞれ流れます。
なので、赤と黒の電流を足すと10A+7A=17Aが合計電流になります。

白には、赤黒の電流が高い値から低い値を引いた値の電流が流れます。
10Aー7A=3A

次に200V9Aのエアコンを追加してみます。

200Vの場合は赤と黒に9Aずつ増えます。
白にはつながっていないので電流の変化はありません。

赤には9Aのエアコンと10Aのドライヤーを足した値の電流が流れます。
9A+10A=19A

黒には9Aのエアコンと7Aのドライヤーを足した値の電流が流れます。
9A+7A=16A

そして、全体の合計を求めるには赤と黒の電流を足します。
19A+16A=35A
この35Aがパターン4の合計の電流です。

なので、ブレーカーは40A以上のものは大丈夫と言うことです。

何となくわかりましたか?

結論

単相3線式の3本ある内の2本の赤線と黒線をクランプメーターで測定して2本の電流値を足せば、合計の電流値を求めることができます。

電流の測定

※写真では『SBスペース接続器具』が取り付けられていますが、ここでは『サービス ブレーカー』が取り付けられている状態として話します。

※サービス ブレーカーとは 契約容量に応じたブレーカー(電流制限器)を電力会社が設置するものです。
中部電力ではサービス ブレーカーと呼ばれていて、 他にもアンペア ブレーカーや契約ブレーカー、リミッターと呼ばれることもあります。

分電盤内のサービス ブレーカーの二次側の赤線と黒線の電流を測定すると、
赤が13.63A
黒が9.32Aでした。
電流を合計すると13.63A+9.32A=22.95Aになり、
ブレーカーが40Aなので40Aー22.95A=17.05A余裕があると言うことになります。

※一次側は電源側(電柱から来てる方)、二次側は負荷側(蛍光灯やテレビなどの電気を消費する方)。

※SB(サービス ブレーカー)スペース接続器具とは、最近 電力会社との契約容量を変更するとサービス ブレーカーを撤去する際に代わりに付けるものです。
他にリミッターボックスと呼ばれるものもあります。
最近ではスマートメータ(電力量計)に電流制限(ブレーカーの機能)が内蔵されているので、 契約容量の変更をするとこれに変わります。(契約によっては従来 通りの場合もある。)
SBスペース接続器具に電流を制限するブレーカーの機能はありません。
私も契約容量変更でこの様になることを初めて知りました。

※電力量計とは、電力を使った量を計る計器になります。
電気を使った分だけ数値が上がり、それに応じて料金も上がっていきます。
単純計算で100V〔ボルト〕10A〔アンペア〕の照明を1時間使った場合、
100V×10A=1000W〔ワット(電力)〕
1000W×1h=1000Wh〔ワット アワー〕になり、
1000W×(1/1000)=1kWh〔キロ ワット アワー〕が電力量計に表示されます。

※Wh〔ワット アワー〕のh〔アワー〕は時間を表す。
1h=1時間
24h=24時間

※kWh〔キロ ワット アワー〕のk〔キロ〕は倍になる量を表す。
1kW〔キロ ワット〕=1,000W〔ワット〕
1MW〔メガ ワット〕=1,000,000W〔ワット〕

白は、4.7Aでした。

赤が13.63A、黒が9.32Aでしたので、
この電流値から白の電流値を計算してみます。
13.63Aー9.32A=4.31A
1本ずつ測定している間に電流は変化しますので完全一致はしませんが、 測定した値と計算した値はほぼ一緒ですね。

!注意!

分電盤のカバーを外して作業する場合は電気工事士の資格が必要です。
さらに、ある程度 電気の知識がないと危ないです。

私は電気工事士の資格を持っています。

余談

ちなみに、3本(2本や4線式の場合は4本)まとめてクランプすると漏れ電流(アース線に流れてる電流〔漏電〕)が測れますが、 私のクランプメーターでは数mAは測れないのでリーククランプメーターなどを使います。
漏電のことは『漏電と漏れ電流』のページを御覧ください。

我が家の電力事情

以前はサービス ブレーカーが30Aでクランプメーターも持っておらず、 エアコンを2台 同時に稼働することはブレーカーが落ちるリスクが高く1台のみの稼働でしたが、 40Aへの変更で余裕が持てるようになりました。
クランプメーターは、どのぐらい電流が流れているか知るために購入しました。
これで我が家はエアコン2台 同時稼働ができるので快適です。

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