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三相交流について教えてください。

△結線で相間短絡した場合、残りの相はどうなるのでしょうか?
結果として3相共に短絡してしまっているのですが、その理由がよくわかりません。

対象回路について少し説明させていただきます。
変圧トランスY-△結線で、変圧後ダイオードブリッジで整流し、制御回路のDC電源として使用している回路です。
ダイオードブリッジの入力側(プラス)が3相共に短絡状態となってしまており、配線を焼損してしまっています。

宜しくお願い致します。

A 回答 (2件)

3相短絡事故といっても3相の電圧、インピーダンス、電流、放熱などが全く同じとは限らないので、3線が全く同時に断線するなんてことはなく、時間差をもって推移するのが当たり前です。

2相目が断線した時点で事故電流は無くなるので残りの1線は断線しなかったのでしょう。また事故のきっかけを考えても推定の域を出ません。
そういうことよりももっと大事なことを検討してください。そもそもダイオードが偶発的に故障を起こすのはやむを得ないことですが、それによって電線が断線するまでに至ったことは電気技術者として恥ずかしいことです。短絡事故発生後直ちにMCCBが動作していれば、電線はほとんど損傷は無かったはずです。何故短絡事故が起きたのかよりも、何故保護機能が正常に働かなかったのかを検証し改善することが重要です。同時に他の設備についても確認が必要です。
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この回答へのお礼

ご指導有難うございます。
対象回路は、米国製であり、その業界では名の知れたメーカーの電源ユニットのものです。米国では、数多くの同製品が使用されております。

ご指摘の通り、短絡事故により回路を焼損してしまうことは、電気エンジニアとして恥じるべき事態であることは理解できます。しかし、だからこそ電線焼損まで至ってしまった事例に関しては、私の周りでは、あまり記録として残っておりません。そこで、今回は三相で複雑ということもあり、その不具合メカニズムに興味を持ちました。

対策として、回路保護を目的とした処置を施すことは、現時点で決定事項であります。現在の私の立場としては、この故障の原因をできるだけ解析し、その内容をわかりやすくユーザーに伝えることにあります。

電気の知識も乏しく、好奇心だけが先走ってしまい、沢山質問してしまいました。1つ1つご丁寧にご回答いただき、有難うございました。

お礼日時:2007/11/30 23:56

3ケのダイオードの内の1ケが何らかの理由で壊れて逆方向にも電流が流れるようになると、残りの2ケは短絡回路を形成して必ず破壊します。

例えば最初にR相のダイオードが壊れると、S相→ダイオード→R相 T相→ダイオード→R相 と短絡電流が流れます。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
もう少し疑問があります。もしよろしければ、ご教授願います。

結果的に、3相ともトランス・ダイオード間が焼損し、2相は溶断状態なのですが、1相だけは電線被覆焼損だけで、芯線が溶断するまで至っていませんでした。

短絡し、電線被覆は焼損しているのに、なぜ溶断まで至らないのでしょうか?
相間短絡連鎖途中で2相の溶断により、残りの1相が短絡回路を形成できなくなっただと思うのですが、被覆焼損までで助かるようなことがあるんですね?その微妙な過電流状態の時間って、何か理由があるのですか?

また、1次原因の考え方ですが、
助かった1系統以外の2系統の内、どちらかの回路上のダイオードが、初めに破壊したということになるのでしょうか?

いっぱい質問してすみません。
宜しくお願い致します。

お礼日時:2007/11/29 23:40

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Q三相交流のショートについて

 すいません、いろいろ参考書を見たのですが、納得いく答えが見つからないので質問します。
 
 三相は、それぞれ相が120°ずつ異なるので、三相の瞬時値を合計すると常に電流は0Aになると思うのですが、ということは、素人考えでは、三相の線一気に短絡させたらショートしないのではないかと考えるのですが・・・。三相短絡という言葉もあるので、なにか大きな勘違いをしているのはわかるのですが、具体的な回答が自分の中で出ません。
 
 また、以上の考えが間違いであるなら、スター結線時の、中性点での三相の結びはなぜいいのかと思ってしまいます。どなたかご教示ください。
 

Aベストアンサー

図解を参考にされると理解しやすいと思います。
最初に三相四線式の回路を考えます。
各相の負荷RにそれぞれIa、Ib、Icの電流が流れています。
中性線にはIa、Ib、Icが流れ込みます。
中性線に流れる電流のベクトル和は零になります。
中性線に流れる電流が零ですので、中性線は省略できます。
これが三相三線式の回路となります。

次に負荷である抵抗Rの抵抗値が徐々に小さくなると考えます。
小さくなりますと、各相に流れる電流が大きくなります。
この場合でも中性線に流れる電流のベクトル和は零Aです。

更に抵抗値が小さくなり、零Ωになったと考えます。
即ち、三相短絡状態です。
この時、各相(Ia、Ib、Ic)に流れる電流は過大な電流、短絡電流
となります。
また、同様に中性線に流れる電流を考えますとベクトル和で考えれば、
零Aとなります。
このことは中性線を省略できることになりますので、三相三線式の回路
で考えても良いことになります。

Q単相と3相の違い

単相交流と3相交流の違いが知りたいです。
あと3層交流をモーターにつないだとき青と赤を
入れ替えると逆回転しますがどのような理屈になるのでしょうか?
白はは真ん中と決まっているのでしょうか?

Aベストアンサー

一般の家庭などに供給されているのは“単相交流”です。
工場などで、“動力”などと呼ばれているのが“三相交流”です。
単相は電線が2本で、三相は電線が3本、または4本です。

単相電力では、プラス・マイナスの電流の方向が交互に変化します。つまり“上下運動”のように電圧が正負にめまぐるしく切り替わっています。
ですから、このままではモーターは回りません。そこで少し右に回るように手を加えてやると、右にどんどん回りだします。
左に回るように力を与えれば、これまた左にどんどん回りだします。
つまり、単相では、どちらかの方向に“起動トルク”を与えれば、回転方向が決まります。

三相は、それぞれ120度の位相差を持った“単相”を三つ重ねたものです。
この特徴は“回転磁界”を伴う事です。最初から回転する特性を持っていますので、起動トルクを加える必要がありません。
3本の電線なら、その2本を入れ替える事で、“位相差”が逆になります。
そうなると、“回転磁界”も反転する事になります。

以上の説明は、図に描かないと非常に理解し難いものなのです。
できれば書店で電気の“交流理論”に関する参考書をお求めください。
それを学ばれてから、今一度理解できないところをお尋ねいただいた方が良いと思います。

一般の家庭などに供給されているのは“単相交流”です。
工場などで、“動力”などと呼ばれているのが“三相交流”です。
単相は電線が2本で、三相は電線が3本、または4本です。

単相電力では、プラス・マイナスの電流の方向が交互に変化します。つまり“上下運動”のように電圧が正負にめまぐるしく切り替わっています。
ですから、このままではモーターは回りません。そこで少し右に回るように手を加えてやると、右にどんどん回りだします。
左に回るように力を与えれば、これまた左にどんどん回りだします。
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Q対地静電容量って

電気について勉強しているもの(電工2種の知識程度)です。
質問1 漏電と地絡は同じと解釈していいでしょうか?
質問2 対地静電容量という言葉がどうも理解できません、架空電線は大地から空気絶縁されていると思うんですが、本などでは大地から電線へコンデンサの記号を介して電流が流れるように見えるんですが、意味がわかりません、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

質問2 対地静電容量
コンデンサは導体と導体の間に絶縁物を入れたものです。
電線(導体)と大地(導体)の間に絶縁物(空気)を入れているのでコンデンサとなります。
 単位あたり(例えば1mあたり)静電容量としては小さくなりますが配電線など距離が長いので大きな値になったりします。
地面に対する静電容量というイメージでよいです。
ですので「大地から電線へコンデンサの記号を介して電流が流れるように見えるんですが」のその通りです。
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Q中性点とアースの違い

配線図を見ると、トランスの中性点から、接地線が「アース」がとられていますが、中性点とアースは、同じなのでしょうか?中性点から、アースをとっても、同じなのでしょうか?地中から、トランスに電流を逃がすのと、直接中性点に逃がすのと、違いは、?あるのでしょうか?

Aベストアンサー

中性点とアースは、同じなのでしょうか?
@どちらも大地に接地極を埋設しているのですが目的は全く違います。変圧器内で高圧と低圧が混食すれば電灯やコンセントの100V回路に6,600Vの高電圧が印加されて大変危険です。B種アース(トランスの中性点のアース)があれば高圧側(変電所等)でその電流を感知して地絡継電器が動作し高電圧を遮断できます。
中性点から、アースをとっても同じなのでしょうか?地中から、トランスに電流を逃がすのと、直接中性点に逃がすのと、違いは、?あるのでしょうか?
@中性点にアースを接続しては絶対ダメです。もし接続すれば電源線から負荷を通じて中性線に流れる電流(負荷電流)がアースを接続したところから分流して漏電電流になります。当然漏電ブレーカーはトリップします。

Q三相電力のUVWとRSTの違いについて

三相電力にはU相V相W相がありますよね?これはR相S相T相とどこが
違うのですか?
また、各相は発電したときから決まっているのですか?
素人の考えですが相というのは単に波形の順番に過ぎないと思いますのでどのケーブルが何相であってもかまわないような気がするのですが。
どなたか教えてください。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

もともとは、RST、UVWに意味は無かったはずです。

有効電力がPowerから、P となった後
単にアルファベット順から、Qが無効電力、 Rは抵抗なので飛ばして
Sが皮相電力を表すようになったと記憶してます。
・・・P、Q、(R)、S、T、U、V、W、X、Y、Z

相の呼称に関しても、アルファベットの終わりより3つ1組として
 XYZ、UVW、RST が利用されるようになったと記憶してます。
XYZは何かと登場するため、利用は避けられているようですが
既にご回答されているUVWやRSTに対する意味づけは、後付けルールみたいなものだと思います。
1次側は大文字、2次側は小文字と区別しているケースも見かけます。

Q三相交流のV結線がわかりません

V結線について勉強しているのですが、なぜ三相交流を供給できるのか理解できません。位相が2π/3ずれた2つの交流電源から流れる電流をベクトルを用いて計算してもアンバランスな結果になりました。何か大事な前提を見落としているような気がします。

一般にV結線と言うときには、発電所など大元の電源から三相交流が供給されていることが前提になっているのでしょうか?

それとも、インバータやコンバータ等を駆使して位相が3π/2ずれた交流電源2つを用意したら、三相交流を供給可能なのでしょうか?

Aベストアンサー

#1です。
>V結線になると電源が1つなくなりベクトルが1本消えるということですよね?
●変圧器のベクトルとしてはそのとおりです。

>なぜ2つの電源の和を「マイナス」にして考えることができるのかが疑問なのです。
●もっと分かりやすいモデルで考えてみましょう。
乾電池が2個あってこれを直列に接続する場合ですが、1個目の乾電池の電圧をベクトル表示し、これに2個目の乾電池の電圧をベクトル表示して、直列合計は2つのベクトルを加算したものとなりますが、この場合は位相角は同相なのでベクトルの長さは2倍となります。

同様に三相V結線の場合は、A-B,B-Cの線間に変圧器があるとすれば、A-C間はA-B,B-Cのベクトル和となりますが、C-A間はその逆なのでA-C間のマイナスとなります。

つまり、どちらから見るかによって、マイナスにしたりプラスにしたりとなるだけのことです。

端的に言えば、1万円の借金はマイナス1万円を貸したというのと同じようなものです。

Q電気回路の中性線とアースについて

気になったのでどなたか教えてください。


一般家庭の電源というのは、交流の単相3線式が多いと思うのですが、
単相3線式の回路図などを見ると、真ん中の線は中性線と呼ばれ
必ず接地されているそうですね。


で、100V電源の場合は必ずコンセントの片方が中性線になって
いるとの事ですが、ここで疑問です。


家電製品などによくアース線というものが付いています。
(エアコン、冷蔵庫、洗濯機等)

このアース線は、製品に静電気が溜まったり、漏電した際に感電しない
ように接地するものだという事ですが、100Vのコンセントは必ず
中性線が繋がっているのであれば、万が一漏電した場合や、静電気が
蓄積した場合でもこの中性線から大地に電気を逃がしてやれるのでは
ないのですか?


また極端な話、中性線=接地(アース)された線と考えると、
次のような感じの改造をしたとしても家電製品は普通に使えるのでしょうか?
(危ないので絶対にしませんが、考え方としてどうか?をお聞きしたいです)


赤、白、黒の3線のうち、白を中性線とし、赤と白の2本がコンセントとして
きている場合、白を外してアース線に繋いだ場合。
(添付画像参照)


よろしくお願い致します。

気になったのでどなたか教えてください。


一般家庭の電源というのは、交流の単相3線式が多いと思うのですが、
単相3線式の回路図などを見ると、真ん中の線は中性線と呼ばれ
必ず接地されているそうですね。


で、100V電源の場合は必ずコンセントの片方が中性線になって
いるとの事ですが、ここで疑問です。


家電製品などによくアース線というものが付いています。
(エアコン、冷蔵庫、洗濯機等)

このアース線は、製品に静電気が溜まったり、漏電した際に感電しない
ように接地するものだという事ですが...続きを読む

Aベストアンサー

>家電製品などによくアース線というものが付いています。
>(エアコン、冷蔵庫、洗濯機等)

>このアース線は、製品に静電気が溜まったり、漏電した際に感電しない
>ように接地するものだという事ですが、100Vのコンセントは必ず
>中性線が繋がっているのであれば、万が一漏電した場合や、静電気が
>蓄積した場合でもこの中性線から大地に電気を逃がしてやれるのでは
>ないのですか?

まず色々なところに誤解がありますので1つずつご説明します。

漏電は、電気を逃がしても解決しません。
漏れてはいけないものです。
火事や感電の原因になりますから。

静電気は中性線はおろか電力会社から来ている電源と無関係で、
普通、何の対策もしなくても人体への危険はありません。
但し機器を壊したり、
火花が発火事故の火元になったりすることはありますから、
それを防止するのに対策することはあります。
機器から電荷を逃がすというより、
どちらかと言えば人間から電荷を逃がします。
導電性の靴を履き床を導電性にしたりします。
電子部品なんかは導電性の袋に入れたりします。
これは静電気による帯電で例えばICチップのピン間に
何千ボルトという静電気由来の電圧がかかったりするのを
防止する為です。

次は家電製品についているアース線と、電源系統の中性線ですが、
これは全く別のものです。

アース線も電源系統の中性線は正しく接続すれば同電位です。
しかし目的が違います。

アース線は家電製品の表面や筐体などに、
故障や不良により、
内部の電源や昇圧された電源から給電されてしまったような場合、
それを逃がす為の線です。
こうしてあれば、
内部の電源や昇圧された電源から給電されてしまっても、
とりあえず電流はアース線を通って大地に逃げます。
人間が触れてもアース線と人体とでは、
圧倒的にアース線の方が抵抗が小さいので、
人間には電流はほとんど流れません。
これで人間を守ろうというのです。

ちなみにこれは3線式に限りません。2線式でも同じです。


>また極端な話、中性線=接地(アース)された線と考えると、
>次のような感じの改造をしたとしても家電製品は普通に使えるのでしょうか?

まともに動かないと思います。
確かに大地の電位と給電線の中性線は同電位ですが、
大地には抵抗がありまともに給電できない可能性が高いですね。

また仮にこれで家電を動かすだけの電気が流せたとしても、
これは漏電になります。
漏電遮断器が動作すると思います。

>家電製品などによくアース線というものが付いています。
>(エアコン、冷蔵庫、洗濯機等)

>このアース線は、製品に静電気が溜まったり、漏電した際に感電しない
>ように接地するものだという事ですが、100Vのコンセントは必ず
>中性線が繋がっているのであれば、万が一漏電した場合や、静電気が
>蓄積した場合でもこの中性線から大地に電気を逃がしてやれるのでは
>ないのですか?

まず色々なところに誤解がありますので1つずつご説明します。

漏電は、電気を逃がしても解決しません。
漏れてはいけ...続きを読む

Qブレーカーの定格遮断容量について

カテゴリが違っていたら、申し訳ありません。
ブレーカーの仕様に定格電流と定格遮断容量とありますが、違いや意味を教えてください。定格電流は、その電流値を超えた場合にトリップするものだとは認識しているのですが。遮断容量は大きいほうがいいのでしょうか?詳しい説明をお願いします。

Aベストアンサー

こんにちわ!
いつも質問ばかりしていては、皆さんに申し訳ないので、微力ながら知っている範囲でお答えします。
ご参考にして頂ければ幸いです。

定格電流は、その遮断器に連続的に電流が流れ続けた時の動作の限界値を表していると思います。
限界値である定格電流値になった場合の動作は、日本の規格(JISなど)では、不動作の状態を維持する最大値を表しています。
しかし、諸外国では、動作する値を表す場合も多いようです。(例えば、アメリカ製など)
具体的に言うと、日本製の225AF/225ATの遮断器に225Aの電流を流したとしても遮断器はOFF動作しません。
しかし、アメリカ製の250AF/225AT(フレームという概念についての説明は、割愛します)の遮断器に225Aの電流を流すと遮断器はOFF動作を起こします。
これは、規格の考え方の違いでどちらが正しいとかという問題ではありません。しかし、一つの電気設備で、複数の規格を採用しなければならない場合などは、保護協調上注意を要する点であります。
この定格電流値以下で遮断器を利用している限り、遮断器の開閉操作を行ったとしてもメーカーが保証する回数まで(一般に数千回~数十万回)は、操作が可能である値という意味もあります。

一方、遮断容量は、その遮断器が、流れている電流を遮断できる最大の容量を表していると思います。
一般的に電気的な容量とは、電圧×電流×時間で表されます。これは、エネルギーの容量を表し、遮断容量の場合も同じです。よって、容量であるにも関わらず電流値であると捉えらえることは間違いだと思います。
しかし、現実には、遮断容量が、電流値で表されていることが多いのも事実です。
その理由は、日本の(多分全世界でそうだと思いますが?)電源事情が、定電圧送電方式となっているからです。即ち、電圧の項は、定数として扱えるため、変数となる電流値で表せば事実上問題がないのと、実用上合理的となるからだと思います。
実際の遮断器に書かれている、遮断容量の記載を見ると判るのですが、使う電圧によって遮断できる電流値が変わります。これは、遮断容量が変わるのではなく、遮断容量は同じであるため、遮断できる電流値が変わることを意味しています。
同じ型の遮断器を異なる電圧で使用する場合など勘違いし易いので、注意が必要です。また、動作時間が変更できる機能がある場合も遮断できる電流値は変わってきますので注意のほど。
電流を遮断すると言うことは、アーク電流によるエネルギー放出(一般的に、熱、音、光の形で放出される)を、遮断器構部分で絶えうる必要があります。
定格以上の容量を遮断しようとすると熱により接点が溶着したり、溶断してしまうことがあるようです。

最後に、遮断容量の大きいものの方が良いのかどうかと言う点については、必要な遮断容量が確保されていらば、最小値でかまわないと思います。
皆さんもご指摘している通り、遮断容量が大きくなると、値段、寸法、納期(受注生産品になったり)が大きく(高く、長く)なります。
必要な容量とは、その回路に流れる最大の電流値(容量を電流値で表した場合)で決まります。一般的に、最大電流値となるのは、短絡時となります。
ただし、エネルギーの供給源は、電源だけとは、限りません。例えば、三相誘導電動機が接続されていると電動機の運動エネルギーがエネルギー供給源となり数サイクルの間電源となりますので注意が必要です。
さらに、定格電流を超える電流値を、遮断した場合は、メーカーの保証動作回数までの動作が保証されるわけではありません。
短絡電流の遮断については、動作特性をよく調べて使用してください。経済性を無視すれば、一度短絡電流を遮断した遮断器は、交換すべきだという人もいます。

以上、だらだらと述べましたが、少しでも参考になればと思います。

こんにちわ!
いつも質問ばかりしていては、皆さんに申し訳ないので、微力ながら知っている範囲でお答えします。
ご参考にして頂ければ幸いです。

定格電流は、その遮断器に連続的に電流が流れ続けた時の動作の限界値を表していると思います。
限界値である定格電流値になった場合の動作は、日本の規格(JISなど)では、不動作の状態を維持する最大値を表しています。
しかし、諸外国では、動作する値を表す場合も多いようです。(例えば、アメリカ製など)
具体的に言うと、日本製の225AF/225ATの遮断器に...続きを読む

Qモーターの定格電流の出し方

三相200v5.5kw定格電流22Aのモーターなんですが全負荷運転で22Aの電流が流れるって事で良いのでしょうか?
ちなみに定格電流が分からないモーターの電流値の出し方は5500/200×√3なのでしょうか?
そうすると定格電流が違ってくるので・・・
勝手な考えなんですが力率を70%って考えればよいのでしょうか?
調べていくうちにだんだん分からなくなってきちゃいました
もし宜しければ教えていただきたいのですが

Aベストアンサー

・全負荷運転で22Aの電流が流れる
で、OKです。

・定格電流が分からないモーターの電流値
5.5kWは軸出力なので、電気入力(有効電力)に換算するために、効率で割る必要があります。
次に、皮相電力に換算するために力率で割る必要があります。
結果、
{出力/(力率*効率)}/(√3*電圧)
ということになります。

モータの力率や効率が不明の場合には、
JISC4203 一般用単相誘導電動機
JISC4210 一般用低圧三相かご形誘導電動機
JISC4212 高効率低圧三相かご形誘導電動機
で規定されている効率や力率を使うことになるかと。
(これらの規格には、各容量について電流が参考値として記載されていますが)

Q変圧器の二次側を接地するのはなぜ?

シロートの質問で申し訳ありません(ノ_・。)

変圧器(トランス)の出口側(二次側)はアースをしますよね?
B種接地というんでしょうか。

あれが、なんで必要なんだか良くわかりません。
素人的考え方だと、そんな電気が流れてる部分を地面につないじゃったら、
電気が地面にだだ漏れして危ないんじゃないか!?
とか思っちゃうのですが???

初心者向け電気のしくみ、的な本を読むと、
「接地側を対地電圧(0V)」にして、線間電圧を100Vまたは200Vにする、みたいな事が書いてあるのですが
じゃあ3線あるうちの1本は電圧ゼロだから触っても大丈夫なのか?
いやいや電線は普通交流なんだから、電圧は上がったり下がったりしているんだろう・・・
そしたら対地電圧0Vってなによ???

・・・みたいな感じで、すっかり沼にはまってしまっております。
詳しい方、どうか中学生に教えるような感じでわかりやすく解説してください(´・ω・`)

Aベストアンサー

#1お礼欄に関して、

通常の屋内配線では、
常時電線に対地100または200Vがかかっていることによる危険性
トラブルがおきたときに電線が対地6600Vになる危険性
どちらを避けますか?(どちらの方が対策が楽ですか?)という話になるかと思います。

一部特殊なところでは、一次二次の接触がおきないように十分な配慮をしたうえで、対地100Vによる感電(だけじゃなかったかも)を防止するために二次側を浮かしている、というところもあると聞いたことがあります。(医療関連だったかな。)

三相の電圧
Y接続についてみると、たとえば三相200Vだと、中性点に対して、
Vu=115sin(wt),Vv=115sin(wt-2π/3),Vw=115sin(wt-4π/3)の電圧になってます。
ここで、v相を接地すると、中性点の対地電位が-Vv=-115sin(wt-2π/3)になり、
u相はVu-Vv=200sin(wt+π/6),w相はVw-Vv=200sin(wt+π/2) と(位相と大きさは変わるけど)三相電圧(のうちの二つ)になります。

#1お礼欄に関して、

通常の屋内配線では、
常時電線に対地100または200Vがかかっていることによる危険性
トラブルがおきたときに電線が対地6600Vになる危険性
どちらを避けますか?(どちらの方が対策が楽ですか?)という話になるかと思います。

一部特殊なところでは、一次二次の接触がおきないように十分な配慮をしたうえで、対地100Vによる感電(だけじゃなかったかも)を防止するために二次側を浮かしている、というところもあると聞いたことがあります。(医療関連だったかな。)

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