単相3線式における線間電圧と対地電圧まとめ

線間電圧についての概略

図：線間電圧

線間電圧は、上図のように負荷に供給される電圧のこと。
単相１００V、三相２００Vなどといえば線間電圧のこととなる。
※線間電圧＝使用電圧

負荷に電力を供給する場合、電圧が高いほど電流が小さく、損失も小さいので効率がよくなる。
しかし電圧が高いと絶縁を強化する必要があり、その分コストが上昇する。
このため、線間電圧は負荷の容量や配電方式を考慮して最適な値が選定される。

対地電圧の概略

図：対地電圧と漏電

対地電圧は、負荷に供給する線間電圧と異なり
通常の運転時にはあまり意識されないが漏電や感電などの事故には対地電圧が大きく影響する。

上図のように絶縁不良により漏電事故が発生した場合には
事故電流は地面を経由してＢ種接地から変圧器に戻る。
この場合の事故電流は対地電圧により流れるので、対地電圧が大きいほど危険ということになる。

線間電圧と対地電圧を使い分ける目的

項目	線間電圧	対地電圧
主な目的	機器を動かすため	安全を守るため（感電・漏電対策）
注目点	パワー（供給能力）	絶縁の強さ・危険性
事故時の影響	ショート（短絡）	漏電・感電

単相3線式の配電方式

左図：単相３線式　右図：単相３線式の電圧

単相３線式は、単相電源で３本の電線を用いて、電気を送る。
上左図のように、100 Vと200 Vの電気を使うことができるので
電灯回路では主流の方式となっている。

真ん中の接地側電線 N (白色) と非接地側電線 L1 (赤色) または L2 (黒色) を使用すると100 Vの電圧が2回路
両端のL1(赤色)とL2(黒色)の非接地側電線を利用すると200 Vの電圧が利用できる。
＝3本の線のつなぎ方により、線間電圧が2種類取れる。

対地電圧については非接地側電線のL1(赤色)またはL2(黒色)は100 V、接地側電線N(白色)は0 Vとなる。

単相３線式は単相２線式に比べて、電圧降下や損失が少なく効率のよい配電方式となる。
接地されている中性線（N：白色）が断線すると異常電圧が発生し
100 Vコンセントに接続されている機器が壊れることがあるため
中性線にはヒューズを入れないことや中性線の接続の緩みがないかなどに気を付ける必要がある。

各電気機器に過電圧が掛かるのを防止するためには
中性線欠相保護機能付の過電流遮断器や漏電遮断器を取り付けるのが効果的。

参考資料

新電気2021年８月号「現場のギモン解決塾　第13回　電圧のギモン線間電圧と対地電圧」より一部引用