冷蔵庫、テレビ、電子レンジ、ガレージドアオープナーなどの家電の故障は、電気回線内のトランスの故障に起因することがよくあります。場合によっては、実際にその通りであることもありますが、他の場合では、単に「トランスが故障した」と述べる以上に、家電の故障の原因を特定することにははるかに大きな複雑さがあるかもしれません。これらの事例では、故障の原因を正しく特定することで、将来の同様の故障を避けるための予防措置を講じることができ、責任のある当事者が故障に対して責任を負うべきかどうかを判断することができます。この記事では、トランスが家電に損害を与える可能性がある方法、家電故障につながる主な故障のリストを提供し、最悪のタイプの家電故障が存在するかどうかを評価します。さらに、読者に家電の潜在的な故障の兆候を特定する方法に関する情報を提供します。.
要するに、トランスがうまく機能していない場合、家電に問題を引き起こす可能性があります。しかし、ほとんどの状況では、実際のトランスの故障ではなく、中性線に関連する別の問題です。中性線はトランスの中性点を提供する役割を果たし、それによって安定した120 Vの供給を提供します。中性線が切れると、2本の電源線は実質的に240 Vを受け取ることになります。一般的に、トランスにかかる負荷の種類に応じて、そのトランスはエネルギーの一部を失い、通常は出力の一つが低い出力電圧になります。出力線の一つに小さな負荷がかかっている場合、電圧は最大でも70 Vを超えることはありません。このような状況では、エネルギーの損失がそのエネルギーで動作する電気機器を破壊し、損傷させるのに十分であったり、モーターのようなデバイスを焼き切ることがあります。例えば、冷蔵庫やエアコンなどです。.
トランスが家電に損傷を与える方法
トランスは、住宅ビル（家など）で使用できるようにトランスの作業電圧を十分に低く保ちます。北米では、配電トランスがセンタータップワイヤーを使用して高電圧を低下させます。このワイヤーは基準点またはニュートラルワイヤーとして機能します。このワイヤーは接地されており、特別な接続なしで機能します。.
出力ワイヤーは異なるポイント間で電圧を運びます。どちらの場合も、ワイヤーには固定電圧があります。どれだけの家電が電源に接続されていても、トランスは常に既存のシステムの利点を保持します。.
したがって、家電との接続問題がトランスではなく、家電に関連する損傷を引き起こすと言えます。稀にトランスが故障することもありますが、ほとんどの場合はニュートラルワイヤーに関連しています。故障を診断する前に供給配置の基本的な物理学を理解することが重要であり、私たちのガイドで最初の原則から説明されています。 配電トランスの基本.
失われたニュートラル：真の犯人
オープンニュートラルの問題は、失われたニュートラルまたは緩いニュートラル故障とも呼ばれ、住宅用電力供給で最も一般的な故障です。この問題の症状は通常、異なる家電のランダムな故障のように見えるため、原因を見逃すことがあります。.
このような場合のプロセスは、常に中性線によって電力の2つの脚が接続されていることを含みます。しかし、中性線が故障すると、2つの脚はもはや安定した基準を持たなくなります。2つの脚は直列接続された回路として機能します。一方の脚の負荷は、もう一方の脚の負荷と同じ量の電流を経験しなければなりません。なぜなら、2つの脚が1つの回路になるからです。したがって、電圧は回路の2つの脚の抵抗に応じて分配されます。.
状況は、各脚に接続されている負荷の種類によってかなり異なる場合があります。ある場合、一方の脚がわずかな負荷しか持たず、もう一方の脚が大きな負荷を持つ場合、ほとんどの電圧は消費電力が少ない負荷に供給されます。たとえば、一方の脚の負荷が6アンペアで、もう一方が4アンペアの場合、軽い負荷には144ボルト、重い負荷には96ボルトがかかります。.
開放中性線による電気的問題の結果として損傷が発生する方法は2つあります。過負荷の脚の場合、過剰な電圧が特定の回路部品を通過させるため、過剰な電流が流れ、部品が急速に加熱して故障します。一方、2番目の脚では、機器が同じ出力を達成しようとしますが、電圧が低いため、より多くの電流を引き出し、過熱します。.
プロセスに影響を与える非対称性は、電気ストーブ、給湯器、乾燥機などの大きな機器がシステムの両方の脚に接続されており、中性線が失われてもほぼ同じ電圧を受け取ることです。残りのスカートは、ほとんどの現代の家庭での120ボルトのラインに関するものです。.
中性線はシステムの中で最も外部要因にさらされている部分でもあり、最も頻繁に故障する接続は誰も点検しないものです。変圧器、ウェザーヘッド、またはメーターベースでの緩んだり腐食した中性線はメンテナンスの問題であり、修理呼び出しではなく予防プログラムに属します。 トランスフォーマーメンテナンスチェックリスト.
五つの電力異常とそれが壊すもの
これらのケースの違いを認識することは重要であり、それぞれ異なる予防計画と責任状況でアプローチする必要があります。.
| 異常 | それを引き起こす原因 | 電圧の挙動 | 典型的な損傷 |
|---|---|---|---|
| 開放中性線 | 変圧器、サービスドロップ、ウェザーヘッド、メーターベース、またはパネルでの壊れた、腐食した、または高抵抗の中性線 | 一方の脚が120 Vを超え（約170-240 Vまで）、もう一方が70 V未満になることがあります。 | 高い脚の電子機器と制御基板；低い脚のモーター巻線 |
| 壊滅的な過電圧 | 高電圧ラインが氷、倒れた木、または車両事故を通じて低電圧ラインに接触すること | 数千ボルトがサービスに入る可能性があります。 | 接続された機器の広範な破壊；火災のリスク |
| 持続的な過電圧 | 故障した公共事業の電圧調整器または損傷した配電変圧器 | 通常、120 Vサービスで約135 Vを超える | 電子機器、ランプ、モーター絶縁の早期故障 |
| 低電圧（ブラウンアウト） | 過負荷のトランス、過負荷の電力会社または建物の配線、故障したレギュレーター | 通常、120 Vサービスで約100 V未満 | モーターが過熱して故障し、電子機器が不安定に動作する |
| スイッチング過渡 | 電力会社のスイッチング操作 | 短時間の電圧スパイク、一般的に低エネルギー | 通常は抑制によって制御される; 軽微な累積ストレス |
このチャートは、多くの住宅所有者を驚かせる制限も示しています。サービスエントリーポイントに設置されたサージアレスタは、短時間ではありますが強力なサージから保護するように設計されています。しかし、長時間の過電圧や中性線の喪失に対しては、サージアレスタの限界を超えるため、十分な保護を提供しません。つまり、金属酸化物サージアレスタのようなこの機器は、熱暴走を起こし、燃焼して機能を停止します。このような場合の実際の保護ツールは、過電圧状況で供給を切断する回路ブレーカーです。この区別と、保護コンポーネントを健康に保つためのメンテナンス体制は、私たちの記事で取り上げられています。 トランスが故障する原因.
警告サイン
故障した中性線またはトランスは、電気的故障が発生する前に信号を送ります。これらのサインは簡単に認識できます。.
- 他の機器がオンまたはオフになるときにちらつくライト。これは主なサインであり、些細に見えるかもしれません。.
- 他のいくつかが同時に暗くなる一方で、非常に明るいライト。これらの違いは手がかりを提供します。.
- 特に家の片側で、通常よりも頻繁に切れる電球。.
- 一部のデバイスが異常な動作をする — 冷蔵庫が奇妙に動作する、電子レンジが自動的にリセットされる、コンピュータが再起動する、ガレージドアオープナーが故障する。.
- 壁のソケットやカラーフェイスプレートの近くでの焼けるような臭い。.
- 金属ケースのある機器から電気ショックを受けることは、電気が意図しないルートを見つけたことを意味します。.
- 複数のデバイスが同時に発生した場合、焼損または損傷したサージプロテクター。.
これらの症状のいずれかの組み合わせは、観察するのではなく、即座に反応する必要があります。異なる回路に接続されている複数の壁のソケットでの電圧テストは、迅速な回答を提供します：回路の一方の脚は120Vの電圧を示し、もう一方ははるかに低い値を示します。.
何が起こったときにすべきこと
プロセスの順序に集中する必要があります。最初に行うべきことは、電気を切ることです。.
- 最初のステップは、主スイッチを切断することです。電源を切ることで損失を止め、欠陥が残っている間の火災の可能性を取り除きます。これが最も重要なことです。.
- すぐに電力会社に連絡し、通常の問い合わせ部門ではなく緊急番号を使用する必要があります。問題は通常、メーターの彼らの部分、例えばトランスフォーマーにあり、彼らだけが修理できます。.
- 主スイッチは、電力供給のソースを電力会社の職員またはライセンスを持つ専門家が確認するまで再びオンにしてはいけません。問題がまだ存在する間に電気を戻すと、問題が以前よりも悪化して再発する可能性があります。.
- すべてを書き留めてください。損傷した機器の写真を撮り、廃棄せずに保管し、イベントが発生した日時や機器が購入された日時に関する請求書や情報を保管してください。.
- 診断を文書で提供する必要があります。故障の原因を特定する声明は、請求にとって重要であり、サービスプロバイダーとの問題をシステムの故障から分離します。.
- 電気が正常に戻ったら、電気技師に訪問してもらい、パネルとサービスドロップをチェックしてもらう必要があります。これらは損傷している可能性があり、接地接続が切れていることがあります。.
誰が損害を負担するか
前述の質問に対する明確な答えは、故障が発生する場所に依存します。それでも、システムは毎回同様の方法で反応するのに十分信頼できると言えます。.
問題がメーターの電力会社のエリア（例：トランスフォーマー、サービスドロップ、ポールの接続点）で発生した場合、この場合は電力会社が責任を負います。ほとんどの電力会社は、この点で損傷した機器に対する請求手続きがあります。メーターが見つかる地点から建物の電気システム内で損害が発生した場合、これは所有者の責任と見なされるため、さらなる支援のために電気技師に連絡する必要があります。賃貸人、プロパティマネージャー、または法人が配電機器の責任を負っている場合、故障の責任は電力会社ではなく彼らにあることを指摘することが重要です。したがって、補償を求める前にこの問題を確認することをお勧めします。.
実際には、請求が成功するかどうかを決定する3つの重要な要因があります。それは、公共事業によって設定された時間枠に応じたタイムリーな通知、故障が機器の問題から発生したことの証明、そして機器の損傷の証明です。住宅所有者の保険が損失を補償する可能性があることや、一部のサージ保護装置が機器の補償を提供していることを考慮する価値がありますが、この場合の保険限度はそれほど重要ではありません。主なポイントは、事故を同じ日に報告し、損傷した機器を保持し、問題に価値がないという誤った仮定を持つのではなく、公共事業の請求プロセスについてもっと学ぶことが推奨されるということです。.
自宅を守る方法
住宅所有者は公共事業の中性線の腐食を止めることはできませんが、それを最小限に抑えることはできます。.
- 全館用サージ保護装置を購入してください。この安全機器は過電圧や中性線の喪失の場合には役立ちませんが、機器の寿命を延ばし、多くの金銭を節約するのに役立つ瞬間的な不具合を排除します。.
- 敏感な電子機器に関して使用地点保護を追加することを考えてください。電圧が許容範囲外のときに電気的切断を通じて電気保護を助ける装置は使いやすく、非アクティブな装置よりもはるかに優れています。.
- 電圧モニターや電力品質レコーダーの購入を検討してください。中性線の問題は検出が難しい場合があるため、1週間放置されたレコーダーは単一の測定ではできないことを行うことができます。.
- サービス機器を定期的にチェックしてください。中性線と接地の接続が定期的に電気技師によってチェックされていることを確認してください。.
- 同様の故障があるかどうかを確認してください。1つの機器の故障は偶然と見なされるかもしれませんが、短期間に3つの故障が発生することは、何が起こっているかの鍵となるかもしれません。.
- 公共事業の停電電話番号を忘れず、何も悪いことが起こっていなくても、ちらつきがある場合はためらわずに電話してください。.
自分の配電設備を持つ施設では、同じ論理が適用され、リスクが高くなります。変圧器レベルでの保護措置 — 接地の配置、中性線の完全性、モニタリング — は、私たちのガイドに記載されています。 トランス接地の基本.
サイトが新しい配電設備を指定し、仮定ではなく文書化された保護特性を求めている場合、公開された試験データを持つ認定ユニットが出発点となります。私たちの 配電変圧器の範囲 は、バイヤーが期待すべき仕様の詳細を示しています。.
なぜ変圧器はそもそも故障するのか
いくつかの種類の故障を理解することは、故障を引き起こすイベントと単に電源を切るイベントとの区別を与えるため、価値があります。.
- 過負荷と過熱。過負荷の変圧器は、絶縁が温度依存であるため、より早く劣化します。温度と絶縁の品質の関係は厳格で明確であり、絶縁はその基準より6-8度高いと半分の寿命になります。.
- 絶縁劣化。紙絶縁は数十年の間に化学的に劣化し、脆くなり、絶縁特性を失い、故障が発生するまで続きます。.
- 雷撃とスイッチングタイプのサージ。雷撃は、何年にもわたって変圧器の巻線の絶縁に影響を与えます。.
- 油の劣化と湿気の侵入。油-filled変圧器では、湿気と酸化が絶縁特性を低下させます。.
- 腐食したまたは緩んだ接続部。変圧器と中性点の端子は、時間とともに腐食し、外れます。これは最も興味深い故障のタイプではありません。なぜなら、故障した中性点があっても、誰かが電圧をチェックするまで、機器の徐々に小さな故障以外は何も見えないからです。.
- 外部損傷。壊れた車両、嵐の残骸、動物が多くの故障を引き起こします。.
重要な要素は、損傷を引き起こす故障は最も明白でない性質であるということです。壊滅的に故障した変圧器は目に見える停電を引き起こし、修理チームを呼ぶことになりますが、故障した中性点は新しい説明のつかない機器の故障の緩やかな蓄積を生み出すだけです。.
よくある質問
変圧器が悪化している兆候は何ですか？
消費者の視点から見ると、変圧器の問題の兆候は電気的であり、機械的ではありません。例えば、異なる回路で機器を使用するたびに光がちらついたり暗くなったりすること、奇妙な電球の明るさ（時には一つの電球が明るすぎて他の電球が暗い）、ランプが頻繁に切れること、電子機器の故障、異常な匂いなどです。電力供給者の観点からは、兆候には油漏れ、奇妙な音、過熱、絶縁油に溶け込んだガスの増加が含まれます。重要なのは、時には故障した変圧器が外部に目に見える兆候を示さないため、電気関連の問題が発生したら、すぐに故障した機器を特定するための測定を行うべきであり、すべてを運が悪いと考えるべきではありません。.
電力サージがあなたの家電を壊したとき、誰が支払うのですか？
特定の状況に応じて責任を判断することが可能です。一般的に、メーターの電力供給側で問題が発生した場合（例：故障した変圧器の中性点、損傷したサービスドロップ、故障したレギュレーター）に電力サージが発生した場合、電力供給者が責任を負い、損傷した家電に対する正式な苦情手続きを提供することがあります。一方、メーターの後で電気的故障が発生し、建物の配線に関連している場合、物件の所有者がその責任を負います。配電ケーブルが家主またはプロパティ管理会社の所有である場合、後者が損害に対して責任を負います。補償を受けるためには、電力会社にできるだけ早く問題を報告する必要があります。.
変圧器が焼き切れる原因は何ですか？
トランスの故障の主な原因は、長時間の過負荷、数十年にわたる絶縁の劣化、雷やスイッチングサージ、油-filledトランスの湿気や油の劣化、雨、車、動物による損傷です。これらの原因の中で、過負荷と絶縁の劣化が大部分を占めています。実際、トランスの焼損は停電を引き起こし、トランスの中性接続の故障は電気機器の焼損を引き起こす可能性があります。.
電力会社はトランスが吹き飛ぶときに知っていますか？
通常、公共事業会社は時々状況を把握しています。新しい発電所は、変電所やフィーダーラインで発生した問題を特定するのに役立つさまざまな監視システムを備えており、スマートメーターは特定の家の電圧に関する情報を提供します。劇的なトランスの故障が発生した場合、保護システムが作動し、公共事業に警告を送ります。しかし、遅い中性の問題や徐々に進行する絶縁の劣化の場合、トランスから警告が送信されないため、顧客の報告が非常に重要です。.
参考文献
- NFPA — 国家電気コード、サービス接地および接続要件
- 米国エネルギー省 — 電力品質および配電システムの信頼性
- EPRI — 配電トランスの故障モードと状態評価
- IEEE — 電力品質基準およびトランスの負荷ガイド
- UL Solutions — サージ保護デバイス (UL 1449)
結論
トランスが大惨事を引き起こすことを考えるのは一般的ではありません。トランスの故障の圧倒的多数は壮観なイベントであり、トランスが壊滅的な故障を起こす場合、しばしばトランスを通じて膨大な量の電力損失を引き起こします。しかし、このエネルギーはトランスに接続された他の電気機器に害を及ぼすことはありません。一方、電力損失によって家電が故障すると、音が出ず、通常よりもはるかに目立たないことが多いです。中性接続が緩んでいるか腐食しているため、基準電圧は40ボルトの低い値から200ボルトの高い値まで変動し続けることがあります。中性故障が発生したことを示すために、キッチン家電の明るさや、120ボルトの両回路における電流の存在、40ボルトおよび200ボルトでの「点滅」するライトなどの指標を使用できます。故障した家電を修理するには、主ブレーカーをオフにし、問題について電力会社に連絡してください。.