家電製品の絶縁耐力試験（耐電圧試験）

質問

家電製品に対して電気用品安全法に基づく完成検査を行う際、絶縁耐力試験が規定されています。定格電圧が150V以下の場合,1000V,150Vを超える場合は1500Vの交流電圧を連続して１分加えたとき、これに耐えること（絶縁破壊を起こさないこと）。
耐電圧試験の試験電圧は、設計耐電圧（絶縁体の絶縁耐力）よりも十分低く、かつ、使用中にしばしば発生する異常電圧よりは高めに設定されると思います。 例えば、塩化ビニルの場合、絶縁耐力は、100～200[kV/mm]である。絶縁物の厚みを10mmとすると、設計耐電圧は、1000～2000[kV]となる。
耐電圧：AC1500Vは、1000～2000[kV]よりも十分小さくと思います。しかし、定格電圧が150Vのサージ電圧としてはかなり高めのような気がします。この「AC1500Vで１分間耐えること」の根拠は何でしょうか？
どなたか詳しい方がいらっしゃれば回答をよろしくお願いします。

回答No.2

xiade · ベストアンサー

>しかし、耐電圧試験を合格したパソコンが、雷のサージ電圧により電源ユニットの破損が発生する事件が時々聞かれます。

FG ～ ホット or コールド or DC Output間の 1500V には耐えられるでしょうが、
ホット ～ コールド間や ものによっては ホットorコールド ～ DC(出力)間に食らえば
お陀仏です。

・屋内回路の絶縁試験でホット - コールド間に 500V かけられて電源ユニット等が
　壊れる事例もよくあるような。(実は我が家も昔一度やられて当時のISDNのTAが壊れました)

雷様の出入り口：
・商用電源、電話線、TVアンテナ/CATV、アース、あらゆるケーブル
・異なる相(または異なるトランス)の電源にぶら下がっている機器間のあらゆるケーブルは通り道として特に危険。

>また、ホームセンターで販売している雷サージガード付きのテーブルタップはどの程度効果があるのでしょうか？

ホット-コールド間にバリスタが入っているだけのものは、「気休め程度」ですかね。
雷サージは単発ではなく１回の雷撃でも断続性の複数のインパルスを生じ、それが雷撃の数だけ来るわけです。

バリスタ単独ではわりとすぐに劣化してしまい役立たずになってしまいます。
半導体ですから定格overな利用に対する耐性はいわずともがなです。
(オープンモード故障でバリスタ断線状態、もしくはショートモード故障で
ホット-コールド間短絡となりバリスタに直列のヒューズが飛んでパイロットLED消灯)

もうすこしまともなサージアブソーバは、ガス放電管タイプのアレスタを併用しています。
放電開始までのタイムラグを半導体のバリスタが請負い、放電管が放電開始後は
そちらが引き取ります。放電開始後は放電管端子間の電圧が下がるので過電圧保護の
面でも良いです。放電管タイプのアレスタは反復に強くまた容量もあるため、
バリスタとの併用により反応速度と反復性能、保護容量、動作時保護電圧において良い点を並立できます。
また、通常アース端子もついており、ホット・コールド・アース間にバリスタ・アレスタが
接続されて過電位差をバイパスできるようになっています。

テーブルタップなど二線式のものは対地間の保護がないのも不十分といえば不十分ですね。

私は、商用電源(ホット・コールド)～アース、電話（L1・L2）～アース間に
バリスタ・アレスタが入ったサージアブソーバを使用しています。
対地間・ホット-コールド間の防御のほか、プチ雷様(誘導雷)が電話～商用電源間を
モデム類を通して抜けようとしたときもサージアブソーバがバイパスしてくれます。

ただ、サージアブソーバの類はサージをバイパスするだけであり、
直下のものしか守りませんので、接続の仕方と各機器のアースの取り方に
よっては被害が拡大します。
・モデムだけ助かって ほか全滅とか。
・モデム・PC等配下一式守ったけど、エアコン・給湯器・TV・HDD/DVDレコーダ全滅とか。

基準電位を一つにする一群ごとにできるかぎり全外部接続間
(アース と 商用電源・電話・TV/CATV・etc)に対して取り付けるべきでしょうね。
アースを必ずもっているエアコンや給湯器もそれぞれつけるべきです。

お礼

詳細な、ご回答ありがとうございます。
耐電圧試験のAC1000V,1500Vを決めた根拠は、やはり雷などによる異常サージ電圧ということですね。
雷による異常電圧が過渡的にどのくらいの高電圧になるかは分かりませんが、AC1000Vよりは高いような気がしていました。よって、当初、家電製品のコンセントの抜き差しやスイッチを入れた直後に過渡特性としてサージ電圧が印加されるのではと思っていました。パソコンのコンセントを差し込んだ瞬間、一瞬火花が飛びます。多分、過渡的に空気の絶縁破壊が起こり、火花放電が生じているのだと推測します。放電による火花は２００Ｖを超えると肉眼で確認できるとされている。よって、２００Ｖより５倍高い、ＡＣ１０００Ｖは試験電圧として妥当性があると思っていました。
ふと思いつきましたが、コンセントや、送電線に接続されない、電池内蔵式のポータブル家電製品の耐電圧は、AC1000Vよりかなり低くてもＯＫでしょうか？併せてご質問いたします。

回答No.1

xiade

・配電線の異電圧混触事故や中性線切断/断線による一過性の(対地)電圧異常
・落雷や高圧送電線の地絡事故による周辺の一過性の地電位異常
・誘導雷などのインパルスサージ

などでしょうか。

お礼

早々のご回答ありがとうございます。

補足

最初は、小職も誘導雷のサージ電圧を想定していました。雷のサージ電圧より高い電圧をかけて、絶縁耐力を確認するのだと思いました。
しかし、耐電圧試験を合格したパソコンが、雷のサージ電圧により電源ユニットの破損が発生する事件が時々聞かれます。
また、ホームセンターで販売している雷サージガード付きのテーブルタップはどの程度効果があるのでしょうか？
併せてご質問いたします。