単3中性線欠相保護機能付きノーヒューズ遮断器の概略
この遮断器は以下の2つの主要な保護機能を兼ね備えている。
過電流保護機能
●過電流保護機能
回路の過負荷や短絡を検出し、回路を遮断する。
これは、一般的なノーヒューズ遮断器（NFB/MCCB）が持つ基本的な機能となる。
●単相3線式中性線欠相保護機能
単相3線式回路において、中性線が断線したり、接続不良になったりする
「中性線欠相」が発生した際に、それを検出し、回路を遮断する。
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中性線欠相による機器の損傷や火災のリスクを防ぐという
二重の安全対策を提供するもの。
単3中性線欠相保護機能付きノーヒューズ遮断器の必要性
単相3線式は、日本の一般家庭や小規模店舗・事業所で広く普及している配線方式。
この方式では、100Vの電気と200Vの電気を同時に供給できるため
エアコンやIHクッキングヒーターなどの200V機器と、一般的な100V家電を併用が可能。
しかし、この単相3線式回路において、中性線が断線する事故が時折発生する。
中性線が断線すると、以下のような非常に危険な状態が発生する。
- 電圧不平衡（過電圧）: 通常、中性線は電圧の基準点となり、2本の活線（R相、T相）と中性線（N相）の間で
それぞれ100Vの電圧が供給される。中性線が断線すると、この電圧のバランスが崩れ、
片側の100V機器に過大な電圧（200Vに近い電圧）がかかり、もう一方の100V機器には電圧がほとんどかからなくなるという現象が起こる。 - 電気機器の損傷・焼損: 過電圧がかかった100V機器は、設計された電圧よりも高い電圧にさらされるため
瞬時に故障したり、発熱して焼損したりする危険性がある。
最悪の場合、これが火災の原因となることもある。 - 感電のリスク: 機器の損傷だけでなく、異常な電圧が機器の金属部分などに伝わり
感電のリスクを高める可能性もある。
単3中性線欠相保護付ノーヒューズ遮断器の内部機構
内部接続図例
保護特性
下図のように中性線欠相による異常電圧が135Vを越えると1秒以内で遮断し，電気器具の絶縁劣化，焼損を防ぐ。
※（1秒間異常電圧を印加した時の故障発生実験値であり 実際にはメーカ・機種により異なる）
chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://dl.mitsubishielectric.co.jp/dl/fa/document/catalog/lvcb/yn-c-0388/y0388q1811.pdf
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より画像引用
単3中性線欠相保護付ノーヒューズ遮断器の仕組み
- 中性線の電圧バランス監視:
- 遮断器内部に、中性線を含む各相の電圧を常に監視する回路が組み込まれている。
特に、過電圧保護リード線と呼ばれる専用の線が、遮断器の二次側（負荷側）の中性線に接続されており
このリード線を介して中性線の電圧を直接検出する。
- 電圧不平衡の検出:
- 中性線が欠相すると、前述のように100V回路の電圧バランスが大きく崩れる。
具体的には、ある100V回路に過電圧が発生し、別の100V回路には低電圧（または無電圧）になる。
この異常な電圧のアンバランス（過電圧）を、遮断器の検出回路が感知する。
- 瞬時遮断:
- 検出回路が過電圧を感知すると、瞬時に遮断器の引き外し機構（トリップコイルなど）を作動させ
回路を強制的に遮断する。
これにより、過電圧が機器に与える影響を最小限に抑え、損傷や火災を防ぐ。
過電圧保護リード線は、ブレーカーの二次側の中性線に確実に接続されている必要があり
これが正しく接続されていないと、中性線欠相保護機能は正常に動作しない。
単3中性線欠相保護付ノーヒューズ遮断器のメリットとデメリット
メリット
- 電気機器の保護: 中性線欠相による過電圧から、テレビ、冷蔵庫、エアコンなどの
高価な家電製品や電子機器を確実に保護する。 - 火災の防止: 機器の焼損による火災事故のリスクを大幅に低減し、建物全体の安全性を高める。
- 内線規程への適合: 現在の電気設備における安全基準を満たすために不可欠な機能。
- 繰り返し使用可能: ヒューズと異なり、遮断後もスイッチを入れ直すだけで復旧可能。
（ただし、中性線欠相の原因を特定し、解消してからでないと危険）
デメリット
- コスト: 標準的なノーヒューズ遮断器と比較して、中性線欠相保護機能が追加されている分、価格は高くなる。
- 設置時の配線: 過電圧保護リード線の接続が必要なため、専門知識を持った電気工事士による適切な設置が必要。
単3中性線欠相保護付ノーヒューズ遮断器の主な使用場所
主に以下の場所の分電盤で
主幹ブレーカー（メインブレーカー）や主要な分岐ブレーカーとして使用される。
- 一般住宅: ほとんどの家庭の分電盤には、この機能を持つブレーカーが設置されている。
- アパート・マンション: 各戸の分電盤や、共用部の分電盤。
- 小規模店舗・事務所: 単相3線式電源が供給されている場所。
- その他、単相3線式回路を使用する施設全般