単相３線式中性線欠相について

質問

初めての投稿になります。よろしくお願いします。
電気のプロではないので根本的な勘違いをしているかもしれませんが、
単相３線式中性線欠相について、その場合100Vの電源に異常電圧が印加されると最近知りました。
素人目からすると、分電盤の白線が断線などしたら100Vのコンパクトブレーカーには負荷側からの黒線しか繋がっていない状況なんですよね？
そうすると、回路が出来ていないので電気が流れないと思ってしまうのですが、どういう理屈なんでしょうか？
また、200Vのことについていろいろと調べていると、単相３線式において、+100V、-100で200V、ということも知ったのですが、そうした場合、L2側というのでしょうか、-100Vの線がプラスマイナスでいうとマイナス線になるんですよね？プラス線に触ると電気が流れるのは知っていますが、マイナス100Vの線を触ると電気は流れますか？裸足で地面などに接している時。
色んなところが勘違いしているんだと思いますが、よろしくお願いします。

回答No.2

パブクシャンnoチビ枯淡（@tibikotan） · ベストアンサー

こんばんは．

電気工事士免許を持っている者です．

詳細は略しますが，説明のために添付画像で，
簡単なトランスの簡単な結線図を示しました．

トランスの一時側には，
高圧電源として6600Vが入ります．
同じくトランスの二次側には，
単層三線式の出力を示しています．

二次側の出力は模式図の様な状態で，
トランスの中のコイルの巻き方で，
線間電圧が100Vと200Vになります．

つまり，中性線（マイナス）が断線すると，
両端の電線が直列に結線された事と同じ状態になるのですから，
両端200Vの線間電圧が，図の先にある分電盤回路全体にかかるのです．
（注）使用機器の接続は図中に模式的に示しました．
そうなると，使用器具は耐圧100Vの機器が接続されていますので，
接続器具は当然，焼損します．

中性線の断線による二次側機器の焼損被害を防ぐために，
単三ブレーカーの中性線（マイナス）は，銅線を使用しています．
昔，ナイフスイッチを使用しているときには，
絶対に切れない『銅版ヒューズ』が使用されていました．

中性線（マイナス）は，両端の電路に使用される，
電力の差による電流しか流さないのです．
例えば両方の線間で500Wの電球を使用すると，
中性線に流れる電流は0Aですが，
一方が500Wを使用し，片一方がまったく使用しない場合は，
中性線に流れる電流は5Aです．

＞『マイナス100Vの線を触ると電気は流れますか？』

『マイナス100V』の電圧はもともとありません．
中性線は図で示したように，トランス側でアースしていますから，
『対地電圧はゼロV』ですから，感電する事は絶対ありません．

＞単相３線式において、+100V、-100で200V、

認識が誤っています．」
『+100V、0Vで200V、』が正解です．

周波数はご指摘のように，
50 Hz（ヘルツ）と60Hzです．
つまり，電流の流れる方向が変わる電流を，
『交流』と言いますが，
一秒間に50（60）回向きが変わるのを50（60）Hzと呼んでいます．

＞『交流100Vは0と100V（0と95～110V）を
＞１秒間にそのように＋と－の入れ替わりをしている、
＞ということで合っていますか？

よろしいです．
なお「95V～110V」の電圧は，
「電力会社が供給家屋の軒先までその範囲内の電圧を送る」と
言う規定になっているのです．

添付図面を見てもらえれば，ご質問の疑問は理解できると思います．
頑張って学習してください．

ご質問のお役に立てばと，
今夜の作業計画の予定を終えてここまで書きました．
文章表現が下手で話題も重複・前後するなど，
冗長な文章になってしまいました．
時計をみると現在時刻は既に午前3時を過ぎています．
明日の予定もあり読み直す暇がありません．
脱字や誤字があることも考えられますが，
その際は機知にてご判断されご笑納ください．

この回答が，
ご質問者さまの疑問解消の一助になれば幸いです．

最後に『お願い』です．
＞『初めての投稿になります。よろしくお願いします。』

ご質問は今回が初めてのようですね？
貴重な時間を割いて回答をしています．
この回答でご質問に対する問題が解消できましたら，
速やかにここのルールに従って，
「回答への補足」「回答へのお礼」などと共にポイントを付けて，
次回以降の質問でも多くの回答をいただけるように
回答いただいた方々にも感謝を配慮して対処してください．

なお他の質問が補足などで出ていますが，
新しい質問を整理してから投稿してください．

おやすみなさい．

お礼

返事が遅れてしまって申し訳ありません。
大変わかりやすいです。
直列になる仕組みがよくわかりました。
3時過ぎまでかかって図などを参考に製作もしていただいて、
大変なご助力、本当に有難う御座いました。
わかってしまえば凄く簡単なことなのに、なにをそんなに悩んでいたのか、
今になってしまえば赤顔ものです（笑）

回答No.3

my-hobby

前の方が説明されてるので
画像のみで

お礼

my-hobbyさんも、素早いお返事のご助力、有難うございました。
また、返事が遅れたこと、申し訳ないです。
皆さんのご協力で、単相３線の配電方法と、中性線の重要性がよくわかりました。
有難う御座いました。

回答No.1

ymmasayan

これは色んなことが絡んできますので説明するとキリがありません。
基本部分のみ説明します。
１．単相三線式で電線をプラス１００Ｖ、マイナス１００Ｖというのは正しくありません。
　　判りやすくするための例えです。
２．交流ですから１秒間に１００または１２０回プラスマイナスが入れ替わっています。
　　その中のある瞬間を捉えるとプラス１００Ｖ、マイナス１００Ｖだということです。
３．中性線は２００Ｖの中点をアースしています。
４．中性線が切れると２つの相の負荷が直列になってこれに２００Ｖが掛ります。
負荷がバランスしていないと負荷に掛る電圧も不平衡になります。

お礼

ymmasayanさん、素早い御回答有難うございます。
1.は判ります。
2.ですが、100または120回入れ替わっているというところ、50または60回、では無いのでしょうか？また、交流100Vは0と100V（0と95～110V）を１秒間にそのように＋と－の入れ替わりをしている、ということで合っていますか？
3.は、よく判りません。200Vのコンセントのアース端子のこと、じゃないですよね。
4.についてですが、『中性線が切れると２つの相の負荷が直列』
その文言は、検索をしていると、解説にそれが必ず出てきます。詳しく解説しているところで。僕から見ると逆に、そこまでしか、解説されていません。
直列ということですが、100Vの各コンセントには黒白の線が降りてきてると思うのですが、中性線が断線した場合、白線がどこにも接続されていない浮いた状態の線、という理解は間違っていますか？
自分の頭の中では、回路的にプラスの線しか機器に繋がれてない状態になっているのですが。
そもそも100Vしか取り出せない赤、または黒線の回路から、中性線がだん線することによって、何故200Vが印加されるのか理解できません。100Vの回路は直列になろうが並列になろうが最大100Vしか加わらないのに、何故。という次第です。
結果的にそうなるといことだけ色んなページを見て知ったのですが、どのような直列回路になる仕組みなのか、不思議なんです。

補足

今自己解答しました。多分ですが。
家の配電盤で中性線は一番使われている銅バーで（L1L2によって）、その銅バーを伝って、L1とL2間に回路が出来、200Vの回路が出来る、ということですね。づっと、何故繋がれてない（直接）L1とL2の回路が出来るのか？と思っていたので。確かに「中性線」が断線すると、L1の回路とL2の回路の中性線側が本来の接地線ではなく、異相の極と繋がり、相互の機器が直列になりますよね。
公に質問してすぐ自己解答してしまって恐縮ですが、以上の説明で、
単相３線式の中性線欠相における異常電圧、の解答になっていますでしょうか？