分電盤のブレーカーをみると何故か110/220Vが付いてる。交換すべきか？

二種電工を取得して家の配線をいじっているのですが、分電盤のブレーカーをみると何故か110/220V(20A)が付いています。昔、単相の200Vを使っていた箇所で、今回100Vのエアコン(配線はVVF2.0を使用)に切り替えました。このブレーカーはそのまま使っても問題ないのでしょうか？

No.8 回答者： rnakamra 回答日時： 2022/10/15 05:07

#4です。

補足について。
>全く同じ意味の式ですので100Vと110Vタイプのバイメタルの抵抗値が異なると仮定すると、動作する電流が大きく異なりませんか？

この仮定が間違っているので以下の議論は全くの無駄です。
バイメタルの抵抗値は電源電圧とは無関係で動作電流とバイメタルの動作する電力(バイメタル自体で発熱する電力であり負荷の電力ではありません)だけで決まります。電源電圧など関係ありません。

バイメタルの発熱はP=Ir^2で決まります。バイメタルが切れるIとPが決まればr=√(P/I)とrは決まってしまいます。電圧にかかわりなくrは同じ値なのです。電源電圧では変わりません。要するに、バイメタルの種類は電源電圧とは無関係で切れる電流の大きさだけで決まり、100V用でも200V用でも同じものが使えるのです。

No.7 回答者： pooh2016 回答日時： 2022/10/13 10:06

>100Vと110Vタイプのバイメタルの抵抗値が異なると仮定すると

ここにご理解できないポイントがあります。
バイメタルの抵抗はどちらも同じです。バイメタルの抵抗は電流値、ここでは20Aに合わせて設計されています。

質問者様は抵抗両端にかかる電圧と定格電圧110Vが同じと考えていらっしゃるようですが、違います。
>P=Ir^2とP=VIはどちらも100%同じ意味かと思うのです。
同じ意味ですが、ここでいうVはブレーカーの定格の110Vではありません、バイメタルと負荷（需要）が直列に接続されていますので、バイメタルにかかる分圧です。V＝rIのわずかな電圧で電流に依存します。電源電圧とは別物です。
ちなみに負荷抵抗をＲとすると
100Ｖ＝RI＋rI　となります。
バイメタルで発生する熱は右側の項で発生する熱でrI^2で計算されます。
ここで、rIがバイメタルにかかる電圧です。


もう一点何度も書きますが、定格電圧と電源電圧とは全く別のものです。
定格電圧とは設計値であり、電源電圧は実際の値です。設計値が110Vでも実際にかかっているのは100Vということを忘れないでください。
白熱球のたとえは、設計電圧と実使用電圧が違う場合があるとの例えです。誤解を与えたようで申し訳ありません。

No.6 回答者： koikoiarare 回答日時： 2022/10/12 22:08

電灯分電盤の100/200Vのブレーカーと、100Vのブレーカーの違いは過電流遮断素子が両極(2E)に付いているのと、片方(1E)にしか付いていないかの違いです。

もちろん2P2Eのブレーカーを100Vで使用しても問題ありません。(逆に2P1Eのブレーカーを200Vで使用すると、条件に依っては遮断保護しない場合があるので使用してはいけません)

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。

質問につきましてはブレーカー、100Vと200Vの違いではなく、
100/200V兼用タイプのブレーカー　と　110/220V兼用タイプのブレーカーの比較になります。
現在、110/220V兼用タイプのブレーカーに100V(VVF2.0 2C)を繋いでいる状態です。

なぜかよく分からないのですが、古い家の分電盤(単相3線式200Vなのは間違いない)には110/220Vタイプが付いていたのです。ブレーカーを交換するのもお金がかかりますし、このままこのブレーカーを使おうと接続しています。

お礼日時：2022/10/13 05:19

No.5 回答者： pooh2016 回答日時： 2022/10/12 10:08

No.4の方の補足のとおり、ブレーカーのしゃ断要素に電圧は関係ありません。

あくまでも電圧は線間及びしゃ断時のアーク消弧能力です。

ブレーカーの定格電圧が220Vであって電源電圧の200Vは変わりません。
電流はブレーカーをスルーするだけですので、電流値は電源と負荷の値だけで決まります。


>100Vの炊飯器を110Vのカナダで変圧器無しで使うと壊れてしまいました。
100Vを受ける能力しかない機器に110Vをかけたのなら十分可能性は有ります。
逆に110Vの機器に100Vをかけても壊れる可能性は低いです。機器によっては能力が下がる可能性はありますが。

ちなみに白熱灯の場合わざと100Vの配線に110V仕様の器具を付ける場合があります。この場合少し暗くなりますが寿命が大幅に伸びるという特性があります。

この回答へのお礼

No.4のお礼に補足をいたしました。式そのものは変換で、バイメタルが動作するのはジュール熱によるものと思います。そうすると、電流と同時に電圧もかかり、結果的に熱により動作するように思うのです。
また、炊飯器のように110Vと100Vでは炊飯器のように壊れてしまう可能性があるため、それぞれに適した温度と動作時間になるよう、内部の回路では抵抗そのものも別のものがついているのではないかと思うのです。
白熱電球の例でも電流が必要量流れるず暗くなり、所定の性能を発揮しないわけですので、例えば、ジュール熱を使うひよこ電球的な用途だと困ったことになりそうです。どちらも、設計の段階で抵抗値が違うというのは、発生する熱量が異なり、設計者が考えた性能にはならないように思うのです。
ブレーカー110V20Aの場合、100Vで使うと20Aでは動作しないように思うわけです。

お礼日時：2022/10/13 05:14

No.4 回答者： rnakamra 回答日時： 2022/10/12 08:45

#3の補足について

>P=VI
この式を使っちゃダメでしょ。
バイメタルに電源電圧そのものがかかるわけないでしょ。
電圧のほとんどは負荷にかかりバイメタルにかかる電圧なんてたかが知れています。

使うべき式は
P=Ir^2
バイメタルの動作は電源電圧にはよらないのです。

この回答へのお礼

補足ありがとうございます。

おっしゃるように電源電圧がそのまま掛かるわけではありませんね！酷い思い違いをしていました。
そこでもう一度計算し直してみました。
なお、P=Ir^2とP=VIはどちらも100%同じ意味かと思うのです。どちらを使っても同じ答えが導かれないでしょうか？
全く同じ意味の式ですので100Vと110Vタイプのバイメタルの抵抗値が異なると仮定すると、動作する電流が大きく異なりませんか？
どの程度の電圧になるのかは分からなかったので、適当に1Vと見積もってみました。エアコン側は99Vで20A流れている状態です。
その場合、ざっくりとですが、ブレーカーの抵抗はエアコンが5Ωとすれば、その1/100である0.05Ω程度になるかと思います。
100Vと110Vは10%ほど異なりますので、ブレーカーの抵抗値が仮に10%ほど異なるものがついていると仮定してみました。

そうすると、仮に100Vタイプに、20A流れた場合、
P=20*(0.05)^2
=0.05Wで動作が始まる

しかし、110Vタイプだと抵抗値が10%多いので20Aでは0.06Wであり100Vタイプのものよりも動作が大幅に早く16.6A(これだと凡そ0.05Wになる)くらいから動作が始まってしまわないでしょうか？
P=20*(0.05*1.1)^2
=0.06W

お礼日時：2022/10/13 05:05

No.3 回答者： pooh2016 回答日時： 2022/10/11 22:22

定格電圧を200Vとするか220Vとするかというのはメーカーの考え方だと思います。

定格電圧が100Vだからと言って100Vを少しでも超えると使えないというわけではありませんし、220Vだから使えないというわけではありません。1割電圧に余裕を持っているというアピールだと思います。最近はあまり110/220V仕様のブレーカーを見ないように思います。

配線用のブレーカーの仕様は電流が基準で、電圧は耐電圧ですので100V用を200Vで使うのはまずいと思います。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。

定格の上限は必ずしも上位互換とはならない気がするのです。家電についてですが、100Vの炊飯器を110Vのカナダで変圧器無しで使うと壊れてしまいました。テスターで測ると日本とは15V程度しか違わないので問題ないと思っていましたが15V異なるだけでも流れる電流が大きく異なり壊れたようです。この例のように動作に異常ができるということはないのでしょうか？

P=VI
=110*20
=2200W
でバイメタルが熱を持ち始める

このブレーカーを100Vで使ってしまうと
2200=100*I
I=22A
22Aの電流が流れないとバイメタルが熱を持ち始めない

つまり、100V20Aではなく100V22Aのブレーカーを付けた状態になる気がするのです。これはまずくないでしょうか？

なお、今回はVVF2.0で施工していますので問題ないですが、VVF1.6で施工すると危険ではないかと思ったりもするのです。

お礼日時：2022/10/12 02:58

No.2 回答者： yucco_chan 回答日時： 2022/10/11 22:06

110/220Vまで使える（使える上限の電圧が110/220V）

という意味です。
ですので、そのままで全く問題ないです。
同様に、ACコードなどは、１２５Vと書かれているものが多い。
アメリカなど１１０V圏でも使用できるコードという事。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。

電源コードの定格はその解釈で良いと思います。
しかし、ブレーカーの表示は上位互換とはならない気がするのです。

詳しい動作原理は不明なのですが、110V動作のブレーカーを100Vで使った場合の電流について計算してみました。

P=VI
=110*20
=2200W
でバイメタルが熱を持ち始める

このブレーカーを100Vで使ってしまうと
2200=100*I
I=22A
22Aの電流が流れないとバイメタルが熱を持ち始めない

つまり、100V20Aではなく100V22Aのブレーカーを付けた状態になる気がするのです。これはまずくないでしょうか？

なお、今回はVVF2.0で施工していますので問題ないですが、VVF1.6で施工すると結構危険な状態になっているのではないかと思うのです。

お礼日時：2022/10/12 03:01

No.1 回答者： pooh2016 回答日時： 2022/10/11 20:44

>このブレーカーはそのまま使っても問題ないのでしょうか？

110/220V併用ですから、取り替えずにそのまま使用可能です。
１次側を100Vに接続変更するのを忘れずに。
ついている分電盤よって、ブレーカーにつながっている銅バーを交換するもの、ブレーカーを200V用に変換するものの２種類がありますので、取説やメーカーホームページで確認してください。作業のときは主ブレーカーを切るのをお忘れなく。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。
主電源ブレーカ切断は重要ですね。構造そのものは単純でネジの位置を動かすだけのものでしたので簡単に切り替えて使えています。
ただ、そもそも単相200Vなのになぜ220Vのものが使ってあったのかちょっと疑問があります。
また、100Vでも全く問題ないものか技術的な疑問があります。
もしわかれば教えていただければ幸いです。

お礼日時：2022/10/11 21:24