負荷電流とは

負荷電流とは、電気回路において負荷に供給している電流のことです。

エアコンや電動機、電灯やテレビなどの電気を消費する機器のことを、電気回路では負荷として扱っています。実際の施工管理の現場では、負荷に供給する負荷電流を正しく計測してコントロールすることが大切です。

負荷電流には、最小負荷電流と最大負荷電流があり、負荷電流に関連する重要な用語として無負荷電流というものがあります。

最小負荷電流・最大負荷電流とは

最小負荷電流・最大負荷電流とは、負荷に供給できる電流の実効値に関する用語です。

最大負荷電流は、ある特定の冷却条件を満たした環境にて、負荷に連続して流せる最大電流の実効値のことを指し示しています。

最小負荷電流は、SSRというスイッチング素子を利用したリレーにおいて、負荷開閉が可能になる最小の負荷電流のことです。SSRは、負荷電流が小さすぎると正しく開閉できないため、最小負荷電流が定められています。

無負荷電流とは

無負荷電流とは、負荷を掛けない無負荷状態で定格電圧を加えた際に流れる電流のことです。

無負荷状態の場合、電動機の機械動力などの損失がないと仮定すると、電流が流れることはありません。しかし、実際に電動機などを使用する場合には、空気抵抗による機械動力の損失などが発生してしまうため、無負荷状態でも電流が流れてしまいます。

無負荷状態の時に負荷に流れる電流は、無負荷電流と呼ばれています。

電流を測定する機器とは

電気回路を設計して正しく施工するためには、負荷電流の測定方法について理解しておくことが大切です。電流を測定する機器は主に2種類あり、正確で電源が不要なテスターと、使いやすいクランプメーターに分かれます。

実際の施工現場で電流を測定する際には、使いやすさなどを考慮してテスターではなくクランプメーターを使用するのが一般的です。

正確で電源が不要なテスター

テスターは、電源が不要で正確に電流を測定できるところが特徴です。

テスターには、アナログテスターとデジタルテスターがあります。アナログテスターは、メーターの電流測定レンジを手動で調整する必要がありますが、デジタルテスターは、自動で調整してくれるため、手動での調整は不要です。

テスターは、電気回路を切断して直列に接続する必要があるため、施工現場で使われる機会はめったにありません。

使いやすいクランプメーター

クランプメーターは、使いやすくて簡単に電流を測定できることが特徴です。クランプメーターは、磁器を利用して電流を測定しているため、電流を測定したい線をセンサー部分にはさむだけで電流を測定することができます。

電気回路を切断する必要がないため、使いやすさや安全性などの面から、施工現場ではクランプメーターを使用するのが一般的となっています。

クランプメーターで負荷電流を測定する方法

実際の施工現場では、クランプメーターを使用して負荷電流を測定するのが一般的です。そのため、クランプメーターで負荷電流を測定する方法を理解して、クランプメーターを使いこなせるようにしておく必要があります。

クランプメーターで負荷電流を測定する際には、クランプメーターを交流または直流測定に設定して、電線をクランプメーターにはさんで測定するようにします。

クランプメーターを交流または直流測定に設定

クランプメーターで負荷電流を測定するためには、クランプメーターを交流または直流測定に設定する必要があります。直流と交流が違っていると、正しく負荷電流を測定できないため、測定する電流の種類を確認しておくことが大切です。

機器によっては、直流か交流どちらかしか測定できない場合もあるため、自分が測定したい電流の種類に合わせたクランプメーターを使用する必要があります。

測定したい電線をクランプメーターにはさむ

クランプメーターで負荷電流を測定するためには、測定したい電線をクランプメーターにはさむ必要があります。クランプメーターのセンサー部分の中央に電線が通るようにはさみ、電流による磁界の変化を検知することで、負荷電流を測定します。

交流電流を測定する場合には、平均値と実効値の適切な方を選択することが必要です。また、直流電流を測定する場合には、電流の向きを考慮する必要があります。

負荷電流を測定する場合の注意点3つ

負荷電流をより正確に測定するためには、正しい方法で測定する必要があります。ここでは、負荷電流を測定する場合の注意点を3つ紹介していきます。

負荷電流を測定する際には、単相2線式の場合、単相3線式の場合、直流電流を測定する場合など、ケースに合わせてどのような注意点があるのか理解しておくことが大切です。

1：単相2線式の場合

負荷電流を測定する場合の注意点の1つめは、単相2線式の場合です。単相2線式とは、電圧線と中性線の2本で電流を送電する方式のことで、一般的な家庭用コンセントなどに使用されています。

単相2線式の負荷電流を測定する場合は、電圧線と中性線のどちらかに流れる電流を測定します。

2：単相3線式の場合

負荷電流を測定する場合の注意点の2つめは、単相3線式の場合です。単相3線式とは、電圧線2本と中性線1本で電流を送電する方式のことで、中性線に流れる電流を小さくして、単相2線式よりも大きな電圧を取り扱えます。

単相3線式の負荷電流を測定する場合には、2本の電圧線と1本の中性線を単独でつまんで、3本の線に流れる電流をそれぞれ単独で測定していきます。

3：直流電流を測定する場合

負荷電流を測定する場合の注意点の3つめは、直流電流を測定する場合です。

直流電流の場合には、交流と違って電流の流れる向きがあるため、測定する向きに注意する必要があります。測定する向きによっては、負の値が表示されます。

また、直流電流を測定する際には、クランプメーターのボタンやダイヤルによってゼロ点調整をする必要があります。

漏れ電流の測定方法3ステップ

負荷電流を測定すると同時に、漏れ電流も測定することがあります。漏れ電流とは、電気回路にて本来流れないはずの電路に漏れてしまった電流のことです。

漏れ電流が発生してしまうと、機器の故障やトラブルを発生させたりして、事故に繋がる可能性があるため、正確に測定することが大切です。ここでは、漏れ電流の測定方法について3ステップで紹介していきます。

1：回路のすべての電線をクランプではさむ

漏れ電流の測定方法3ステップの1つめは、回路のすべての電線をクランプではさむことです。漏れ電流を測定する場合、電流の流れる方向の違う電気回路の電線をクランプではさみ、流れている電流を測定します。

基本的に漏れ電流は、負荷電流よりも微小な電流であるため、繊細な測定が可能な機器を使用することが必要です。近年では、負荷電流と漏れ電流を両方測定できるクランプメーターも見受けられます。

2：ゼロ値なら漏れ電流がない

漏れ電流の測定方法3ステップの2つめは、ゼロ値なら漏れ電流がないことです。漏れ電流の測定は、逆方向に流れる複数本の電線に流れる電流をまとめて計測して、流れる電流の差異から漏れ電流を測定しています。

漏れ電流がない場合、逆方向に流れる電流によって、クランプメーターのセンサー部分で検知する磁束を打ち消しあっているため、クランプメーターはゼロ値を指し示します。

3：漏れ電流の大きさを測定

漏れ電流の測定方法3ステップの3つめは、漏れ電流の大きさを測定することです。漏れ電流がある場合には、クランプメーターのセンサーで計測する逆方向に流れる電流の値に差異があるため、電流の差異の大きさを測定します。

漏れ電流がない場合には、クランプメーターのセンサーで計測する逆方向に流れる電流の値が一致していて、ゼロ値を指し示します。

負荷電流とはどのようなものか正しく理解しよう

ここまで負荷電流とはどのようなものかについて紹介してきました。負荷電流とは、電気回路の負荷に流れる電流のことで、電気設備の施工管理において重要な要素の1つです。

電気設備の施工管理に興味のある方は、負荷電流とはどのようなものか正しく理解して、知識を深めてみてください。