ブレイカーでわかる家庭の電気

ブレーカーの役割

電気を使いすぎると、”バチィ”　と飛んでしまう、おなじみのブレーカーですが、
そのしくみと接続を見れば、家の電気のつながりのしくみがわかってしまう

先の説明で、

コンデンサを試す　パスコン

に出てくる、並列接続で次々と接続を増やす方法の基礎的な電気回路の接続

家の電気は交流ですが、電気の基礎で　家の分電盤（ブレーカーボックス）のブレーカーのつながりもこれを延長すると理解できてしまいます

ブレーカーを眺めてみよう

家の電気のモト、分電盤のブレーカーは、一見難しそうに見えますが交流でも電気の基本知識があれば理解できます。

家の壁の分電盤をみると、一目でわかることがある・・

難しそうなブレーカーの配線

中身は種類や電力会社によってもいろいろ違いますが、こんなかんじで配線とブレーカーがいっぱい。

とても複雑そうに見えます・・・

実際は、電気の基本的な知識で理解出来ます。

始める電子回路　の　「電子回路の基礎」　と「電子回路」　をだいたい読み終えて理解し終えたなら理解出来ると思います

分電盤（ブレーカーボックス）の仕組み

壁の上にある分電盤（ブレーカーボックス）　これ難しそうで専門的に見えるが、これが理解出来るとちょっと電気がわかった気になれます

そして、思ったより簡単なことがわかる

電気のつながりと配線は、意外にも基礎はつながっていて仕組みは単純です。
理解出来ても、知識だけでむやみに触らないようにしましょう！　感電や火事の恐れがある

分電盤（ブレーカーボックス）の中身は？

壁の上の分電盤はこんな中身です

これを見ても難しそうですが・・・

*　サービスブレーカー（リミッター）は地域により電力会社によって、付いていないところもある

左上の太い　ウニウニと入ってきている太い３本線が電柱から来ている配線

1. サービスブレーカー（リミッター）は、総量を制限するもの(電力会社が取り付ける)
   
   リミッターがあれば（ない場合もある）スイッチを見ると、何アンペアまで使えるのかわかります（契約の容量）
   （５０Aとか書いてあったり、色でもわかる：電力会社によって色分けは違う）
   
   
2. その下にメインブレーカー（漏電遮断器、主幹ブレーカー）とも呼ばれ、規定以上の電気が流れると遮断するブレーカー
   １.のリミッターと同様の働きですが、これは安全保護用に取り付けられる
   
   
3. そのさらに下に、子ブレーカー（安全ブレーカー）がつながっているという仕組みです。

（上の図は単相３線式という一般的なブレーカーの接続）

ブレーカーのつながりは？

家庭用の電気は、いっぺんに使えるアンペア数（A）があります（知らなくても何Aまでかの契約がある）

電柱からの電線は

最初にリミッターに入ってくるのは

電力会社の設定で　”これ以上はダメ”　と契約アンペア内で電気を遮断する
図では５０Aまで。（ない場合もある）

 

続いて、漏電ブレーカーに入り

ここで電気の総量がオーバーすると遮断
（リミッターと同じく総使用量の制限ですが、こっちは安全保護用）

それから、子ブレーカー（安全ブレーカー）へ

小分けに配線が分かれます。
（小分けで使用量の制限）

メインブレーカーと子ブレーカー

上の図は単相３線式という一般的な分電盤（ブレーカーボックス）ですが、一番左のリミッターがないもの（地域）も多い。

わかりやすいように２線で、メインブレーカーと子ブレカーにだけにするとこのような接続です。（古いとこういう２本線の分電盤もあります）

メインブレーカーの下に、並列にいくつもの子ブレーカーがつながっています。

そしてその各　子ブレーカーは、
各部屋などへ、また並列にコンセント２，３個に接続されている　という仕組み

部屋で、電気の使用量をオーバーすると、対応する子ブレーカーがまず最初に落ちるしくみです。

専門的に見える分電盤も、意外と仕組みは単純です・・

ブレーカーが落ちる仕組み

電気の使いすぎでブレーカーが落ちるときは、先に（安全ブレーカー）子ブレーカーが落ちます。

子ブレーカーはメインブレーカーの容量にかかわらず１つで通常２０Aまでなので、ブレーカーが飛ぶのは　

1. 子ブレーカーに２０A以上かかったとき
2. または総量で５０Aを超えたとき（メインブレーカー５０Aの場合）
   

子ブレーカーがなかったら・・

もし、子ブレーカーがなければ、
どこかの部屋で電気の使用量をオーバーすると、メインブレーカーが落ちます
（配線のショートなどでも落ちます）

すると・・

家中の電気が全部遮断されて、関係ない部屋まで　家中真っ暗　になります。

１部屋だと問題ないのですが、 一戸建てだと、突然　何がおきた！　と驚く

それだけでなく、１つのコンセントで最大の電気を使うことも可能になります。

するとコンセントや配線に大きな電流が流れ極端な負担がかかるので、小分けに子ブレーカーで区切られています。（子ブレーカーが下にあれば２０Aまでで遮断）

実際は不便だからでだけはなく、このような安全上の理由も含めて区切られている

ブレイカーが飛ばない使い方

さて、クイズです。　（答えは最後）

ブレーカー　クイズ

ブレイカーとこんなふうにつながるコンセントが３つあるとします。

もうわかりますよね？　（答えは最後にあります）

家庭用の電気の電圧

家の電気 日本では全国１００Vです。

周波数だけ西日本と東日本で６０、５０Hz　で違いがある。これは常識ですね。

それだけに、日本のほとんどの家電は、１００V　のコンセント用にできています。

しかし、最近　２００Vの家電が堂々と販売され始めました。

パワーの大きいエアコンがその代表です。
家庭用なのに２００Vコンセント専用になっている
２００Vの方が大きい電力を使うには有利なので、家庭用でも２００V家電が販売されている。

家庭用の電気製品で２００Vとなると、”普通の家では使えない”　と思いますが、意外に簡単に２００Vのコンセントを作ることが出来る

あまり知られていないことですが、 配線を変更するだけで２００Ｖのコンセントを作り出すことができます。

3線式の分電盤の配線の仕組みがわかるとこれも理解出来る

３線式の１００V

最初の例の２線式は、２本なのでわかりやすいですが、単相３線式では

単相3線式の分電盤

このように３本の線が来ています

３線式だと１００Vの他、２００Vもできます

（今ではほとんどの家が３線式です、だから２００Vのコンセントも作れる）

今の通常の家庭用は電柱から３本の線（単相３線）で引き込まれています。

コンセントを２００Vにする

通常の家庭用の電線は電柱から３本の線（単相３線）で引き込まれています。

古いタイプだと２本の線：２線単相があります。これだと２００Vにするには電柱からの引き込み線の変更工事が必要です。

どのように２００Vにするのか

交流でも電気の基本は同じなので、

分電盤の３本の線は　仮に３本の線をこのよう理解すると早い　

３本の線をそれぞれ

　A線：＋１００Ｖ　　　中線：０Ｖ（中線）　　　B線：－１００Ｖ

としたら　コンセントが１００Ｖの接続は以下のように作られます。

そして２００Vコンセントも可能になる。

１００Ｖのコンセント

２００Ｖにするには

２00V	コンセント
＋１００Ｖ 　　｜ －１００Ｖ

 

このように接続して電位差２００Ｖを作る

 

実際の工事

実際に、２００Vコンセントを後付けで追加すると

 

後から工事をすると、
このように後付け外付けで、配線を壁の上に這わせて子ブレーカーからつながることが多い

 

そのコードがつながっているのは

 

後付けで追加の子ブレーカーにつながるコンセント

 

この後付けの様子を見ると・・

以前の項目

　パラでひっぱてくる並列接続

で出てきた説明の用語がぴったり当てはまる（笑）　

見た目は、追加の電源の必要に迫られ現場対応で　”パラで引っ張ってきて”　つけたかんじ（笑）

でも、 メイン電源から分岐させて ちゃんと並列接続にしています
ちゃんとした工事ですよ　これ　

なぜこのようになっているのかは、ブレーカーのつながり見れば、そう難しくないしくみなのがわかります

交流でも直流でも、電気の基礎的な知識は同様、だからその知識で理解できます。

クイズの答え

上記のように、各　子ブレーカーは１つ２０A以上かかると落ちます。

だから、１つの子ブレーカーに２０Aかからないようにコンセントを選ぶ！

１つの子ブレーカーにつながる２つのコンセントに注意

このコンセントに

掃除機：１０A　＋　電子レンジ：１５A　＝　２５A　(アウト！)

　または

ドライヤー：６A　＋　電子レンジ：１５A　＝　２１A　(アウト！)

このときに落ちるので　違う　子ブレーカーにつながるコンセントを使う

　

 

　掃除機：１０A

　ドライヤー：６A

 

　合計１６A　セーフ！

　

 

　電子レンジ：１５A

 

　合計１５A　セーフ！

 

この組み合わせでコンセントに差し込むとブレーカーが落ちずにすむ。

*　３つの合計は１０＋６＋１５＝３１A　
いくらコンセントをうまく分けても、メインブレーカーが３０A以下ならメインブレーカーが落ちます　こういう場合は総容量を上げ４０A以上にする

こうやって家の電気は、子ブレーカーで部分的に制限　保護、
同時にその上につながる　メインブレーカーで総量を制限　保護しています。

あまり詳細に説明すると余計わかりにくくなるので、分電盤の接続等、理解しやすいような流れと例えでの説明ですが、一般的に家庭の交流でもこのように理解して差し支えないと思います。

2017/ 1/10