地絡回路遮断器（GFCI）は、家庭用、商業用、工業用の最も一般的な安全装置の1つです。 最も一般的なタイプは、キッチンやバスルーム、屋外のコンセントなど、水源に近い家庭で使用される単相の電気コンセントです。 ほとんどの州では、数十年前から住宅の特定の場所にGFCIコンセントを設置することが義務付けられている。
GFCI uses and maintenance
GFCIは、人を介して電気が地面に流れるような電気的障害による身体への危害を防ぐために設計されています。 GFCIのブレーカーが落ちると、一般的なサーキットブレーカーが落ちるほどの小さな電流であっても、意図しないアース経路を流れる電流を素早く遮断します。 ヒューズやサーキットブレーカーも保護装置ですが、ヒューズやサーキットブレーカーは、電気火災や物的損害の原因となる短絡や大規模な電気障害から機器や設備を保護するために設計されています。 標準的なブレーカーやヒューズの作動エネルギーは致死量をはるかに超えていますが、ほとんどのGFCIは約6mAでトリップします。
GFCIはカレントトランスを用いて、負荷に供給されるライン電流と負荷から戻るニュートラル電流の差を検出します。 理想的には、両方の電流が相殺されるため、この差はゼロになるはずです。 電流の差があると、それがGFCI内のコンパレータの入力となり、差が6mA程度になるとコンパレータが状態を変化させる。
GFCIは、前面の “Test “と “Reset “と書かれた押しボタンを操作して、毎月チェックする必要があります。 正しく動作しているかどうかを確認するだけでなく、毎月のテストでは、レセプタクルの機械部品が正常に動作しているかどうかも確認します。
GFCIがトリップする原因は何か
GFCIコンセントがトリップし続ける場合、何か理由があるはずです。
地絡は、電流が意図しない経路を通って地面に落ちることで発生します。 地絡は、絶縁体の磨耗、導電性のほこり、水、その他の「ソフトグラウンド」が原因となることが多い。 機器のショートの原因の80％以上は地絡であり、その原因の90％は電線・ケーブルの絶縁劣化によるものです。 人が意図しない経路に入った場合、75mA程度の電流が心室細動（心臓の動きが止まり、心停止すること）を引き起こす可能性があります。
地絡の別名は「漏れ電流」です。
配線の絶縁体は、電気を導体内にとどめるように設計されていますが、すべての絶縁体にはある程度の導電性があります。 完全ではありませんが、空気でさえも絶縁体になり得ます。 絶縁体は、電気抵抗と電気容量の両方の経路で電流を流します。 絶縁体が古くなったり破損したりすると、抵抗値が下がり、リーク電流が大きくなる可能性があります。
GFCIで保護された回路では、漏れた電流が不必要なトリップや断続的なトリップを引き起こすことがあります。
GFCIで保護された回路では、漏れ電流が不要な断続的なトリップを引き起こすことがあります。 1つの回路上で多くの機器が動作している場合、漏れ電流は累積し、ミリアンペア単位になることがあります。
GFCI トリップの診断
まず、漏れ電流を測定し、原因を特定します。 この測定には、漏れ電流クランプメーターを使用します。 漏れ電流クランプメーターは、負荷電流を測定するクランプメーターと似ていますが、5mA以下の電流を測定する場合は、漏れ電流クランプメーターの方がはるかに優れています。
単相回路の場合は、相と中性の導体をクランプしてテストします。
単相回路は相と中性線をクランプして試験し、三相回路はすべての相の導体をクランプして試験します。 ニュートラルがある場合は、それもクランプします。 測定値はアースに流れる電流となります。
回路の各脚の漏れ電流を測定し、どの脚が他の脚よりもかなり多くの漏れがあるかを特定します。
回路の各足のリーク電流を測定し、どの足のリーク電流が他の足よりかなり大きいかを確認します。 一部の電子機器では、電源入力にサージ抑制フィルタやコンデンサを使用しているため、回路全体の静電容量が大きくなり、リーク電流が増加することがあります。
すべての脚の機器が適切に動作し、配線に問題がない場合、電子機器の入力フィルタリングによる累積漏れ電流が、ランダムなGFCIトリップを引き起こすのに十分な大きさである可能性があります。
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