ある電気工事請負業者が、施設管理者のオフィスに入ってきました。「サーバー室のRCDが頻繁にトリップするんです」と管理者は言います。「あらゆる箇所を点検しましたが、絶縁不良は見当たりません。それでも週に2回もトリップするんです。」“
電気工事請負業者は、40AのRCDを63Aのユニットに交換しました。トリップ閾値は同じ30mAで、アンペア数だけが大きくなっています。2週間後、トリップは発生しませんでした。問題は解消しました。.
しかし、なぜでしょうか？残留動作電流（IΔn）は変わっていません。では、定格負荷電流（In）を40Aから63Aにアップグレードすると、なぜ誤トリップが止まることがあるのでしょうか？
この業界で長年働いている人なら、この「応急処置」が偶然以上の効果を発揮することをよく知っているでしょう。その答えは、見過ごされがちな要因、つまり高負荷時の熱安定性と設置感度にあります。.
このガイドでは、40Aから63Aへの交換が時に有効な理由、それが根本的な原因ではなく症状への対処に過ぎない理由、そして適切な診断ソリューションがどのようなものかについて解説します。.
理論 vs. 現場：InとIΔnの理解
電気技術者がMike Holtやオーストラリアの電気技術者コミュニティのようなフォーラムで40Aから63Aへの交換について議論するとき、理論家はすぐに論理的な欠陥を指摘します。彼らは、完全に分離された2つのパラメータを区別する必要があると主張します。
In（定格負荷電流）： 40Aまたは63A。これは、RCDの銅製接点、バスバー、および内部導体が過熱または劣化することなく連続して運ぶことができる電流の量を定義します。これは熱的および機械的な定格です。.
IΔn（定格残留動作電流）： 通常30mA。これは、デバイスをトリップさせる地絡電流の閾値を定義します。これは電気的感度定格です。.
純粋な理論からすると、Inを変更してもIΔnに影響はないはずです。63Aにアップグレードしても、30mAの漏洩閾値が上がるわけではありません。アプライアンスが実際に35mAの電流を地面に漏洩させている場合、40Aと63Aの両方のバージョンがトリップするはずです。この交換は、パンクしたタイヤを修理するために車のエンジンを交換するようなもので、意味がありません。.
表1：パラメータ比較 – 40A vs 63A RCD（両方とも30mA IΔn）
| パラメータ | 40A RCD | 63A RCD | 何が変わるか？ |
|---|---|---|---|
| 定格負荷電流（In） | 40A | 63A | ✅ 接点/バスバーの容量が増加 |
| 定格残留動作電流（IΔn） | 30mA | 30mA | ❌ 変更なし – 依然として30mAの漏洩でトリップ |
| IEC 61008に基づくトリップ閾値 | 15-30mA | 15-30mA | ❌ 同じ動作範囲 |
| 最大連続負荷容量 | 40A | 63A | ✅ より高い持続電流能力 |
| 地絡に対する保護 | 30mA | 30mA | ❌ 同一の保護レベル |
では、IΔnが30mAのままである場合、なぜ交換によって誤トリップが止まることがあるのでしょうか？理論は正しいのですが、不完全です。現実世界のRCDは、教科書通りの条件で動作するわけではありません。.
63Aへの交換が時に有効な理由：熱と設置形状の隠れた役割
現場の電気技術者は正しいのです。交換は確かに有効ですが、ほとんどの人が想定する理由によるものではありません。真のメカニズムは、教科書の理論では無視されている熱安定性と設置に起因する感度に関係しています。.
トロイダル変圧器とその脆弱性
すべてのRCDの内部には、相導体と中性導体を監視するトロイダル変流器があります。理想的な状態では、流出する電流と帰還する電流は等しく、互いに打ち消し合う磁場を生成します。不均衡（地絡）が発生すると、トリップ機構が作動します。.
しかし、理想的な状態はめったにありません。2つの要因が不要な感度を引き起こします。
1. 高負荷電流の影響： 40AのRCDが容量に近い状態で動作している場合（38A連続）、かなりの熱がトロイダルの磁心とトリップ機構の安定性に影響を与えます。導体が完全に中心に配置されていない場合、または近くの強磁性金属が形状を歪めている場合、高電流は磁場の不均衡を引き起こす可能性があります。.
2. 設置形状： 導体がトロイダルの中心を通っていない、近くに強磁性のエンクロージャがある、またはケーブル配線が非対称であると、ファントムの不均衡が発生する可能性があります。これらの影響は、高負荷時に悪化します。.
フレームが大きいほど感度が低下する理由
63Aにアップグレードすると、次の効果が得られます。
- より大きな磁気回路： より大きなトロイダルコアは、設置の不備や導体の位置ずれの影響を受けにくくなります。.
- 内部損失の低減： より太いバスバーとより大きな接点は、抵抗が低いことを意味します。同じ38Aの負荷では、63Aのデバイスの方が低温で動作し、熱ドリフトが減少します。.
- より優れた熱的余裕： 38Aで動作する63Aのデバイスは、60%の容量で安定した温度で動作します。38A（95%の容量）で動作する40Aのデバイスは、熱的に限界に達しています。.
真の犯人：累積された背景漏洩
熱の影響は63Aへの交換が時に役立つ理由を説明できますが、ほとんどの誤トリップの根本原因ではありません。真の問題は累積的な背景漏洩であり、アンペア数をアップグレードしても解決にはなりません。.
最新の電子負荷の課題
最新の設備には、スイッチング電源が満載されています。コンピュータ、LED照明、可変周波数ドライブ、スマート家電などです。それぞれにEMIフィルタコンデンサが含まれており、通常動作中に微量の電流を地面に漏洩させます。.
一般的な漏洩：デスクトップコンピュータ（1〜1.5mA）、LEDドライバ（0.5〜1mA）、VFD（2〜3.5mA）、ラップトップ充電器（0.5mA）。.
これらは故障ではなく、安全基準で許可されている準拠漏洩です。しかし、複数の回路を保護する単一のRCDでは、それらが累積します。.
惨事の算術
3つの回路をカバーする1つの40A RCDで保護された典型的な小さなオフィスを考えてみましょう。
- 回路1（照明）：15個のLED照明器具×0.75mA = 11.25mA
- 回路2（ワークステーション）：8台のコンピュータ×1.25mA = 10mA
- 回路3（HVAC）：1台のVFDユニット×3mA = 3mA
総常時漏洩：24.25mA
ここで重要なのは、IEC 61008では、RCDはIΔnの50%〜100%の間でトリップすることが許可されているということです。30mAのデバイスの場合、トリップ閾値は、特定のデバイスと動作条件に応じて、15mA〜30mAになる可能性があります。.
設備はすでに24.25mAで動作しています。コンピュータの電源投入、モータ始動時の突入電流、わずかな電圧サージなどの過渡現象が発生すると、瞬時漏洩が30mAを超え、トリップが発生する可能性があります。RCDは設計どおりに動作しています。故障はありません。アーキテクチャが単に過負荷になっているだけです。.
表2：背景漏洩の累積例
| サーキット | 負荷タイプ | 量 | デバイスごとの漏洩 | 回路全体の漏洩 |
|---|---|---|---|---|
| 点灯 | LED照明器具 | 15 | 0.75mA | 11.25mA |
| ワークステーション | デスクトップPC | 8 | 1.25mA | 10.0mA |
| HVAC（暖房、換気、空調） | VFDコントローラ | 1 | 3.0mA | 3.0mA |
| 単一RCDでの合計 | — | — | — | 24.25mA |
| 30mA RCDトリップ範囲 | — | — | — | 15-30mA |
| リスクレベル | — | — | — | 高 – すでにIΔnの81% |
業界ガイダンス：3分の1ルール
製造業者および規格団体は、誤作動を避けるために、常時漏洩電流をIΔnの3分の1未満に保つことを推奨しています。30mAのRCDの場合、バックグラウンド漏洩電流をデバイスあたり約9mAに制限することを意味します。上記の例では、このガイドラインを3倍近く超過しています。.
63AのRCDに交換しても計算は変わりません。漏洩電流は依然として24.25mAであり、トリップ閾値は依然として30mAです。何も解決していません。トリップが止まったとしても、それは単に新しいデバイスのトリップ特性が15mAよりも30mAに近いだけかもしれません。.
適切な解決策：RCBOによる分散保護
アンペア数を上げることが症状の治療である場合、根本的な治療法は何でしょうか？その答えはアーキテクチャにあります。集中型RCD保護から分散型RCBO（過電流保護付き漏電遮断器）保護に移行することです。.
古いアーキテクチャ：1つのRCD、複数の回路
従来のパネルは、複数の回路の上流に単一のRCDを使用します。 MCB. 1つの40Aまたは63AのRCDが3〜5回路を保護します。この「共有保護」モデルは、負荷が無視できる漏洩電流を持つ単純な抵抗ヒーターであった場合に機能しました。.
しかし、最新の設備ではボトルネックが生じます。すべてのバックグラウンド漏洩電流が1つの30mAの範囲に集中します。.
新しいアーキテクチャ：回路ごとに1つのRCBO
RCBOは、過電流保護（MCB機能）と漏電保護（RCD機能）を1つのデバイスに組み合わせたものです。1つの共有RCDの代わりに、各回路に独自の30mAの漏洩電流予算が与えられます。.
先ほどのオフィスの例を使用します。
- 3回路を保護する1つのRCD（30mA）
- 合計漏洩電流：24.25mA
- 使用率：容量の81%
- 結果：頻繁な誤作動
新しい設計：
- 3つのRCBO（それぞれ30mA）
- 回路1の漏洩電流：11.25mA（容量の38%）
- 回路2の漏洩電流：10mA（容量の33%）
- 回路3の漏洩電流：3mA（容量の10%）
- 結果：各回路は安全な範囲内で十分に動作します
その他の特典
故障箇所の特定： 影響を受けた回路のみがオフラインになり、部屋全体がオフラインになることはありません。ダウンタイムが劇的に減少します。.
より迅速なトラブルシューティング： どの回路に問題があるかをすぐに把握できます。.
スケーラビリティ: 新しいRCBOごとに、独自の30mAの予算が与えられます。.
コンプライアンス： 多くの地域で、特定の回路にRCBO保護が義務付けられています。.
表3：共有RCDと分散型RCBOアーキテクチャの比較
| 特徴 | 共有RCD + MCB | 分散型RCBO |
|---|---|---|
| 漏洩電流予算 | すべての回路が30mAを共有 | 各回路に30mA |
| 誤作動のリスク | 高（累積漏洩電流） | 低（絶縁された漏洩電流） |
| 故障の影響 | 保護されているすべての回路がトリップ | 故障した回路のみがトリップ |
| トラブルシューティング時間 | 長い（各回路をテスト） | 短い（故障箇所が特定されている） |
| 設置費用 | 初期費用が低い | 初期費用が高い |
| 運用コスト | 高い（頻繁な呼び出し） | 低い（誤作動が少ない） |
| 30mAルールへの準拠 | 3回路を超える場合は困難 | 回路数に関係なく容易 |
| 今後の拡大 | 漏電問題を悪化させる | 既存の回路には影響なし |
診断方法論：部品交換者ではなく、トラブルシューターであれ
RCDの不要トリップに直面した場合は、工具に手を伸ばしたり、交換部品を注文したりする前に、体系的な診断プロセスに従ってください。.
ステップ1：常時漏洩電流の測定
クランプオン漏洩電流計を使用する：
- RCDにて： 下流のアース導体をクランプします。これにより、保護されたすべての回路からの総漏洩電流が測定されます。.
- 回路ごと： 各分岐の相線と中性線を一緒にクランプします。.
- 9mA未満：許容範囲
- 9-15mA：監視、回路分割を計画
- 15-25mA：不要トリップのリスクが高い
- 25mA超：直ちに構造変更が必要
ステップ2：RCDタイプの確認
最新の電子負荷は脈動するDC漏洩電流を生成しますが、Type AC RCDはこれを適切に検出できません。.
タイプAC： レガシー。純粋な正弦波AC漏洩のみを検出します。. 廃止。. オーストラリアでは2023年以降禁止されています。.
タイプA： ACおよび脈動DC漏洩を検出します。最新の設置における最小基準。.
Type B/F： 高いDC漏洩（EV充電器、太陽光インバーター、産業用VFD）に必要です。.
RCDに「Type AC」と記載されている場合は、アンペア数に関係なく、Type Aへの交換が必須です。.
ステップ3：設置品質の検査
- 導体センタリング： 相線と中性線がトロイダル開口部の中央を通過し、片側に押し付けられていないことを確認します。.
- 強磁性体クリアランス： 鋼製エンクロージャー、コンジット継手、および取り付け金具をRCDトロイドから少なくとも50mm離してください。.
- 負荷バランス： RCDが定格電流の80％を超えて継続的に動作していないことを確認します。.
ステップ4：構造変更の計画
測定に基づく：
- 漏洩電流が9mA未満の場合： 問題は熱的または設置に関連している可能性があります。ジオメトリ修正を伴う63Aへのアップグレードを検討してください。.
- 漏洩電流が9-25mAの場合： 回路分割が必要です。高漏洩回路（IT、VFD、LED）を専用のRCBOに移行します。.
- 漏洩電流が25mAを超える場合： 完全なRCBO変換。共有RCDアーキテクチャはもはや実行可能ではありません。.
表4：トラブルシューティング意思決定マトリックス
| 測定された常時漏洩電流 | 負荷電流 vs In | RCDタイプ | 推奨される措置 |
|---|---|---|---|
| 9mA未満 | 定格の70％未満 | タイプA | 設置ジオメトリを確認します。監視 |
| 9mA未満 | 定格の80％超 | タイプA | 熱マージンを確保するために63Aフレームにアップグレード |
| 9mA未満 | どんなものでも | タイプAC | 直ちにType Aと交換 |
| 9-15mA | どんなものでも | タイプA | 最も漏洩の多い回路をRCBOに分割 |
| 15-25mA | どんなものでも | タイプA | 2〜3回路をRCBOに移行 |
| 25mA超 | どんなものでも | どんなものでも | 完全なRCBO変換が必要 |
よくある質問
Q：40Aから63AのRCDにアップグレードすると、不要トリップは止まりますか？
A：場合によっては止まりますが、ほとんどの人が考えている理由とは異なります。アップグレードしても、30mAの漏洩閾値（IΔn）は変わりません。問題が高負荷電流下での熱的不安定性または設置感度に起因する場合、63Aフレームの方が冷却効果が高く、磁気回路の感度が低いため、役立つ可能性があります。ただし、根本原因が電子機器からの累積的なバックグラウンド漏洩である場合、63Aへの交換では何も解決しません。最初に常時漏洩電流を測定してください。.
Q：バックグラウンドアース漏洩はどのように測定しますか？
A：RCDの下流のアース導体または個々の回路の相線と中性線を一緒にクランプオン漏洩電流計を使用して測定します。総漏洩電流が30mA RCDで9mAを超える場合、不要トリップのリスクが高くなります。.
Q：Type ACとType A RCDの違いは何ですか？
A：Type ACは純粋な正弦波AC漏洩のみを検出します。電子負荷は脈動するDC漏洩を生成し、Type ACはこれを確実に処理できないため、最新の設置には適していません。Type AはACと脈動DC漏洩の両方を検出するため、スイッチモード電源を備えた設置に適しています。オーストラリアは2023年に新しいType ACの設置を禁止しました。.
Q：RCD漏洩の「30％ルール」とは何ですか？
A：業界のガイダンスでは、不要トリップを回避するために、常時漏洩電流をRCDの定格トリップ電流（IΔn）の30％未満に抑えることを推奨しています。30mA RCDの場合、バックグラウンド漏洩を約9mAに制限し、過渡的な突入電流のヘッドルームを確保することを意味します。.
Q: RCBOにアップグレードすべきですか、それともRCDを使い続けるべきですか？
A: 測定された背景漏洩電流が9mAを超える場合、RCBOが適切な解決策です。各回路はそれぞれ30mAの漏洩電流予算を持ち、累積を防ぎます。RCBOはまた、故障箇所を特定します。問題のある回路のみがトリップします。初期費用は通常、出動回数とダウンタイムの削減により、1〜2年以内に回収されます。.
適切な戦略で設備を保護する
40Aから63AへのRCD交換は、現場での応急処置として時々有効ですが、それは漏洩許容値を増やすからではなく、より大きなフレームが熱および設置による感度を低下させるからです。これは根本原因ではなく、症状に対処するものです。根本原因とは、最新の電子負荷からの累積的な背景漏洩電流です。.
適切なアプローチは、測定から始まります。漏洩クランプを使用して、常時流れている電流を定量化します。Type A（Type ACではない）デバイスを使用していることを確認してください。設置形状を検査します。次に、適切なソリューションを設計します。漏洩電流が低い場合は、設置改善を伴う63Aへのアップグレードで十分な場合があります。漏洩電流が9mAを超える場合は、回路分割またはRCBOへの移行が耐久性のある修正方法です。.
VIOX Electricは、IEC 61008規格に基づいて設計されたType A RCD、RCBO、および漏洩監視アクセサリを製造しています。当社の技術チームは、漏洩計算、デバイスの選択、およびパネル構成の推奨事項について支援できます。 VIOX.com にアクセスして、不要なトリップの課題についてご相談ください。累積的な漏洩電流によって稼働時間が損なわれないように、部品を交換するだけでなく、ソリューションを設計してください。.
