単相電源とは
単相電源とは、単一の交番波形(交流)を用いて電力を送電する電気の供給方式です。一般家庭のコンセントや照明機器、オフィス機器など、比較的小さな電力を消費する負荷に対して用いられます。
国内で一般的に使用されている単相電源には、単相2線式(100V)と単相3線式(100V/200V)の2種類があります。
単相2線式の特徴と用途
単相2線式は、電圧線(ホット)と接地側電線(コールド/ニュートラル)の2本の電線を使用して、単一の100V電源を供給する方式です。
- 電圧仕様: 100Vのみ
- 用途: 一般住宅の照明、一般的な壁コンセントなど、低負荷回路
- 接続: 電路はアースされた接地側電線(通常は白色被覆)と、電圧側電線(通常は黒色被覆)で構成されます。現在では後述の単相3線式からの分岐として配線されることがほとんどです。
単相3線式の特徴と用途
単相3線式は、2本の電圧線(L1・L2)と、その間に配置された1本の「中性線(N)」の計3本の電線を使用して配電する方式です。1台の主幹から100Vと200Vの両方を同時に取り出すことができる合理的なシステムです。
- 電圧仕様: L1-N間で100V、L2-N間で100V、L1-L2間で200V
- 用途: 現代の一般住宅・店舗の主幹引き込み、エアコン・IHクッキングヒーターなどの200V高負荷機器
- メリット:
- 100Vと200Vが同時に使えるため、専用変圧器を個別に置く必要がない。
- 100Vの負荷をL1相とL2相にバランスよく分けることで、電線に流れる電流を最小限に抑え、電圧降下と電力損失を減らすことができる。
単相3線式における「中性線欠相」の注意点
単相3線式の運用にあたり、最も注意しなければならないのが「中性線欠相(ちゅうせいせんけっそう)」トラブルです。
中性線が断線したり、接続部のネジ緩みで接触不良を起こすと、L1-N間およびL2-N間の負荷の抵抗比によって電圧がアンバランスに分圧されます。これにより、負荷の軽い方の回路に100Vを超える高電圧(最悪の場合200V近く)が印加され、接続されている家電製品やOA機器が一瞬で焼損・破壊される事故が起きます。
このリスクを防ぐため、単相3線式の主幹には、中性線の欠相による過電圧を検知して瞬時に回路を遮断する「中性線欠相保護機能付き漏電遮断器(または配線用遮断器)」を使用することが内線規程(JEAC 8001)で定められています(電技・解釈の義務規定ではありません)。
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