単相三線式で中性線（N線）が切れたり、接触不良になったりするとどうなるのかは、現場でも重要なポイントです。
結論からいうと、中性線が欠相すると、100V回路に100Vを大きく超える異常電圧がかかることがあります。負荷のバランス次第では、一方の機器に高い電圧がかかり、故障や焼損につながるおそれがあります。
単相三線式の基本は、単相三線式とは？100V・200Vと中性線の仕組みで詳しく解説しています。
単相三線式はL1・N・L2の3本で構成される
単相三線式では、L1-N間が100V、L2-N間が100V、L1-L2間が200Vになります。
- L1-N：100V
- L2-N：100V
- L1-L2：200V
通常は中性線Nが基準点になるため、L1側とL2側の100V機器にはそれぞれ約100Vが供給されます。
中性線が切れると100V回路同士が直列状態になる
中性線が断線すると、L1側とL2側の100V負荷がL1-L2間の200Vに対して直列のような状態になります。
このとき、200Vが均等に100Vずつ分かれるとは限りません。両側の負荷の大きさが違うと、電圧も偏ります。
単純化した計算例
説明のため、抵抗負荷として単純化します。
- L1側の負荷：10Ω
- L2側の負荷：30Ω
- L1-L2間：200V
直列合成は40Ωなので、回路電流は200÷40＝5Aです。
すると、10Ω側は約50V、30Ω側は約150Vになります。
つまり、もともと100Vで使う機器の片側に150V近い電圧がかかる可能性があります。実際の家電は単純な抵抗だけではないため、これはあくまで仕組みを理解するための例です。
なぜ負荷の小さい側ではなく大きい側に高い電圧が出る？
直列回路では、抵抗値が大きい負荷ほど電圧降下が大きくなります。そのため、中性線欠相時は負荷バランスによって片側の100V回路が高電圧になり、反対側は低電圧になることがあります。
Panasonicも、単相3線式で中性線が欠相すると、負荷のバランスによって100V回路に異常電圧が加わり、高い電圧側の機器が損傷することがあると説明しています。
どんな症状が出る？
- 照明が急に明るくなる、または暗くなる
- 100V機器が突然停止する
- 複数の家電が同時に異常動作する
- 機器から異臭・発熱が出る
- 主幹ブレーカーが動作する
こうした症状が複数回路で同時に出る場合、中性線の接触不良や欠相も疑う必要があります。
中性線欠相保護付漏電ブレーカーの役割
住宅用分電盤の主幹には、単相3線中性線欠相保護機能付の漏電ブレーカーが使われる構成があります。
この機能は、中性線欠相による異常電圧を検出し、回路を遮断して100V機器の損傷リスクを抑えるためのものです。
主幹ELBの役割については、なぜ主幹ブレーカーにELBを使う？でも解説しています。
中性線の接触不良でも同じような問題が起こる
完全に断線していなくても、端子の緩みや接触不良で中性線の抵抗が大きくなると、電圧バランスが崩れることがあります。
分電盤や幹線の端子部で発熱や変色が見られる場合は、自己判断で触らず、停電範囲を確認したうえで有資格者に点検を依頼してください。
中性線欠相とブレーカー動作は別問題
一般的な過電流用ブレーカーは、過負荷や短絡などの電流異常を主に検出します。中性線欠相は異常電圧の問題なので、専用の中性線欠相保護機能が重要になります。
ブレーカーが落ちる原因全体は、ブレーカーが落ちる原因は？過負荷・短絡・漏電・過電圧の違いで整理しています。
まとめ
単相三線式で中性線が欠相すると、L1側とL2側の100V負荷のバランスによって電圧が偏り、片側に100Vを大きく超える異常電圧がかかることがあります。
重要なのは、「中性線が切れたら100Vが使えなくなるだけ」ではないという点です。100V機器の焼損を防ぐためにも、中性線の接続状態と中性線欠相保護機能は重要です。
