漏電はキケンなの!?ブレーカーが落ちる原因と仕組み

今や電気がなくては生活できない時代ですが、皆さんも身近で「突然、ブレーカーが落ちて停電になった!」という経験が、一度はあるのではないでしょうか。
今回は、漏電の種類や仕組みと当社の取り組みについて少しお話したいと思います。
ブレーカーが落ちて停電になるケース
ブレーカーが落ちてしまうのは、以下の3つのケースが主な原因です。
① 落雷などで電力会社からの電気が止まった
② 電気を使いすぎた(アンペアブレーカーor子ブレーカーが落ちた)
③ 漏電した(漏電遮断器が落ちた)
皆さんが電気を安全に使えるように、電気設備は法律で決められた安全装置や規格によって保護されていますが、今回は「③電気が漏れた=漏電」の仕組みについて、深掘りしてご紹介してみたいと思います!
ブレーカーが落ちる原因の1つ「漏電」とは
漏電の仕組みをご説明する前に、理解に必要な「電気の原則」をご紹介します。電気の流れを説明する際、よく水の流れに例えることがありますが、電気と水では一つ大きな違いがあるのです。
水 :水路(配管など)が壊れれば、すぐに水が漏れる
電気:電路(電線の被覆など)が壊れても、流れる先※が無ければ漏れない
(※流れる先:大地や他の電線)
これは、電気には流れた量と同じだけ元の場所に戻る性質があるからです。戻るルートが無いため、電気が流れないワケです。
例えば、「豆電球に電池の片方を繋いでも点灯しない」また「電線にとまっている鳥が感電しない」理由も同様で、片方の電線にしか触れておらず、大地や他の電線など電気が戻るルートがないからです。
漏電の種類は大きく2つ
漏電とは、読んで字のごとく「電気が漏れてしまう状態」のことを指しますが、これには大きく分けて2つの種類が存在します。
絶縁不良(一般に知られている漏洩電流)
電気設備は不要なところに電気を通さないように、ゴムや磁器、空間(空気やガス)などで絶縁されています。
しかし、これが劣化や故障により破壊されると「絶縁不良」となり、これに電線同士が触れて「戻るルート」ができるとショートしたり、電気機器の金属部に絶縁不良箇所が触れて漏電し感電する可能性が生じてしまいます。このような感電などの事故を防ぐために設置されているのが、漏電ブレーカーです。

(筆者作)

(筆者作)
静電容量による漏れ電流(一般にあまり知られていない漏れ電流)
コンデンサの特性のように、電路(導体)と電路の間に絶縁物(誘電体)があると、静電容量が生じ、電流(変位電流=静電漏れ電流)が流れます。
このような現象は、健全な電線と対地間でも微小に生じていますが、実際に絶縁物(ケーブルの被覆など)を通して対地に電流が流出しているわけではありません。すなわち、空気中を飛んだり流れたりしていないので、感電や火災が生じることはありません。

(筆者作)
また、インバーターなどの高周波でスイッチングする回路の場合、この静電容量が増えるため、静電漏れ電流が増加する特性があります。ちなみに、人間の体も電気を通すので、導体であることから冬場など摩擦で電気が蓄積し、ドアノブなどを触った瞬間「バチバチ」と放電=静電気が飛ぶのも、これと同じ仕組みです。
では、この「静電漏れ電流」は何の問題も無いのかというと、そうではありません。
いくつかの代表的な問題があります。
・別の回路の漏電遮断器の誤動作
・離れた場所にある電子機器の誤動作
・高調波の発生 etc
こうした問題が起こる原理などについては、また次の機会にご紹介したいと思います。
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いかがでしたでしょうか。
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