突入電流の基礎知識
家電を知りたい
突入電流とは何ですか?
家電製品マニア
電気機器に電源を投入した瞬間、通常よりも大きな電流が流れる現象を突入電流といいます。
家電を知りたい
突入電流の最大値はどれくらいですか?
家電製品マニア
定格電流の数倍から十数倍にも達することがあります。
突入電流とは。
家電製品の「突入電流」とは、電源を入れた瞬間に、通常よりも大きな電流が流れる現象のことです。
この電流は一時的に急増し、その後はだんだん定まった状態に戻っていきます。その最大値は定格電流の「数倍から十数倍」にも達することがあります。
こうした突入電流が問題となるのは、ブレーカーや漏電ブレーカーが誤って過負荷や短絡と判断して、電気を遮断してしまう場合があるからです。このため、突入電流が発生することが想定される場合は、十分注意が必要です。
突入電流とは
-「突入電流とは」-
突入電流とは、電源を投入したときに発生する瞬間的な電流のことです。これは、回路内にキャパシターやインダクタなどのエネルギーを蓄える素子がある場合、回路に流れる電流が通常の定常状態よりも過大になるためです。キャパシターは電荷を蓄え、インダクタは磁界を発生させるため、電源を投入すると瞬間的に電流が流れ込み、この電流が突入電流と呼ばれます。
突入電流の特性
-突入電流の特性-
突入電流は、その時間経過に伴う挙動に特徴があります。回路に電流が流れ始めると、その電流は急激に増加します。その後、徐々に減衰し、定常状態に到達します。この急激な増加は、回路がインダクタンスと静電容量を帯びているためです。インダクタンスは電流の流れを妨げ、静電容量はエネルギーを蓄えます。これらの中間作用により、回路に電流が一気に流れ込む現象が発生します。
突入電流による影響
突入電流による影響
突入電流は、機器にさまざまな影響を及ぼします。まず、大電流が流れることでコンポーネントが過熱し、故障する恐れがあります。また、突入電流は変圧器やその他の機器に過度の応力を加え、寿命を短縮する可能性があります。さらに、突入電流は電圧降下を引き起こすことで、他の機器の動作に影響を与える場合があります。また、突入電流は電磁干渉（EMI）を発生させる可能性があり、周囲の機器に問題を引き起こすこともあります。
突入電流対策
突入電流対策は、突入電流の発生を防止または軽減するために取られる手段のことを指します。適切な対策を講じなければ、突入電流によって機器が損傷したり、回路が不安定になったりします。
代表的な突入電流対策としては、サーミスタの挿入、インダクタンスの追加、コンデンサの分流などが挙げられます。サーミスタは冷間時には抵抗値が高く、電流が流れると抵抗値が低下するため、突入電流を制限できます。インダクタンスは電流の変化に抵抗する性質があり、突入電流の立ち上がりを遅くできます。コンデンサは電荷を蓄える性質を利用して、突入電流を分流できます。
これらの対策を組み合わせることで、突入電流を効果的に制御することができます。回路の特性や電流の大きさによって最適な対策が異なるため、ケースバイケースで検討する必要があります。
実用的な対策方法
突入電流を制御するには、実用的な対策方法があります。電力系統の設計段階では、突入電流を注入する機器の設置場所を考慮することが重要です。これを避雷器やサージアブソーバなどのサージ保護装置から離れた場所に設置することで、サージの伝播による影響を軽減できます。また、突入電流を抑制する専用機器の使用も効果的です。例えば、リアクトルは、突入電流の大きさや持续時間を制限し、バリスタは、突入電流の一部を短絡して電路を保護します。さらに、サージアブソーバは、突入電流による電圧上昇を吸収し、機器への損傷を防ぎます。
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