火曜日の午後3時47分。あなたは台所に入り、冷蔵庫が動いていないことに気づきます。何の音もしません。分電盤を確認すると、すべてのブレーカーがONの位置にあり、あるべき場所にあります。念のため、冷蔵庫のブレーカーをオフにしてから再びオンにします。しかし、何も起こりません。完全に停止しています。.
翌朝、HVACの技術者が到着し、コンプレッサーのカバーを取り外し、首を横に振りながら診断結果を伝えます。「コンプレッサーが焼き付いています。巻線がだめになっています。交換には1,850ドルかかります。それに人件費が加わります。冷蔵庫は12年ものですから、ユニット全体の交換時期かもしれません。3,200ドルといったところでしょう。」“
あなたはすべてを明らかにする質問をします。「でも、なぜブレーカーがトリップしなかったのですか？」“
“「それはですね」と彼は言います。「ブレーカーは過電流から保護するものです。これは電圧不足で故障したのです。おそらく昨日、嵐の間に電圧低下（ブラウンアウト）が発生したのでしょう。コンプレッサーは始動しようとし続けましたが、低電圧では十分なトルクを発生できず、30秒間過剰な電流を流し、過熱しました。故障するまでに、すでに損傷は終わっていたのです。」”
あなたの回路ブレーカーは、電流が定格を超えたときにトリップするという、設計された通りの動作をしました。しかし、電圧低下は、ブレーカーをトリップさせるのに十分な速さで過電流を発生させるとは限りません。機器をゆっくりと焼き付けるのに十分な電流を発生させるのです。これが 電圧の盲点――包括的な過電流保護（ブレーカー、ヒューズ）と、電圧異常に対する保護を組み合わせることです。そして、電圧異常は、あなたの地域の電力供給がどれほど安定しているように見えても、一般的な住宅地では年間10〜40回発生します。.
簡単に言うと：過電圧・低電圧保護装置の実際の役割
過電圧・低電圧保護装置は、電源電圧を継続的に測定し、電圧が安全な範囲（高すぎる場合（過電圧）または低すぎる場合（低電圧））から外れると、機器を自動的に遮断する監視装置です。電圧が正常に戻り、設定された時間（通常30秒から3分）安定すると、装置は自動的に電源を再接続します。.
ここに、ほとんどの住宅所有者や電気技師が見落としている重要な区別があります。 回路ブレーカーとヒューズは、過剰な電流の流れに反応します。. 電圧保護装置は、異常な電圧に反応します。 電流に関係なく。. 電圧が85V（120V回路の場合）まで低下する電圧低下は、15Aまたは20Aのブレーカーを数分間トリップさせるのに十分な追加電流を流さないかもしれませんが、モーターの巻線や電子機器への損傷はすぐに始まります。最小102V（120Vの85％）に設定された電圧保護装置は、0.5〜2秒で遮断し、損傷を完全に防ぎます。.
過電圧・低電圧保護装置は、他の一般的な保護装置とどのように異なりますか？
| 保護装置 | 検出するもの | トリップ条件 | 防止するもの | 見逃すもの |
|---|---|---|---|---|
| サーキットブレーカー | 過剰な電流 | 電流がブレーカーの定格を超える | 電線の過熱、短絡 | 電圧低下、ブラウンアウト、持続的な過電圧 |
| サージ保護装置（MOV） | 電圧スパイク | 一過性の電圧スパイク（>330V） | 雷サージ、スイッチング過渡現象 | 持続的な低電圧/過電圧、ブラウンアウト、フローティングニュートラル |
| GFCIブレーカー | 地絡電流 | ホットとニュートラルの間の不均衡 | 地絡による感電 | すべての電圧問題 |
| 過電圧/低電圧保護装置 | 異常な電圧 | 電圧が設定範囲外 | ブラウンアウトによる損傷、持続的な過電圧、オープンニュートラル | 過電流故障（そのためにはブレーカーが必要）、短い過渡現象 |
盲点に気づきましたか？ブレーカーは電圧を認識できません。サージ保護装置は、短いスパイクしか捉えません。どちらも、30秒間の電圧低下による緩慢な損傷や、持続的な132Vの過電圧による静かな機器へのストレスから保護しません。過電圧・低電圧保護装置がその役割を果たすのはそのためです。.
これらの装置は、自動電圧切替器（AVS）、電圧監視装置、または電圧保護リレーとも呼ばれます。住宅および軽商業環境では、通常、個々の回路（エアコン、冷蔵庫）、家電製品の負荷、またはサブパネル全体を保護します。設置は簡単で、ほとんどのモデルは負荷と直列に接続され（ブレーカーと機器の間）、調整可能な電圧閾値と再接続遅延時間が含まれています。.
電圧の盲点：なぜ回路ブレーカーは電圧の問題を認識できないのか
住宅の電気パネルを開けると、包括的な過電流保護が見られます。電線サイズに合わせた回路ブレーカー（14 AWG電線には15A、12 AWGには20A、10 AWGには30A）、バスルームとキッチンにはGFCI保護、寝室にはAFCI保護があるかもしれません。現在の保護スキームは通常、堅牢です。しかし、電圧保護について尋ねると、沈黙が返ってきます。.
この 電圧の盲点――ほとんどの家庭は、1つの故障モード（過電流）に対して徹底的に保護していますが、家電製品や電子機器は、同じように破壊的な別の故障モード（異常な電圧）に対して完全に脆弱なままにしています。回路ブレーカーが「すべて」を処理するという前提があります。そうではありません。.
住宅用電源における電圧異常の原因
電圧異常は、3つの主な原因から発生し、そのいずれも回路ブレーカーをトリップさせるのに必要な過電流を発生させません。
電圧低下と電圧サグ（低電圧）： 一時的な電圧降下で、通常は通常の70〜90％まで低下し、数秒から数分間続きます。ピーク需要時（誰もがエアコンを稼働させる暑い夏の午後）、近所の大型モーターの始動（近所の井戸ポンプ、近くの工業施設）、電力会社の変圧器の切り替え、または配電線への嵐による被害など、電力会社の設備過負荷が原因です。ブレーカーは故障を認識しません。電圧が機器に定格電力を供給するのに十分ではないだけです。.
持続的な過電圧： 電圧が通常の105〜130％に上昇し、数秒から数時間続きます。電力会社の電圧調整器の故障、変圧器のタップ設定が高すぎる、または――悪夢のようなシナリオ――が原因です。フローティングニュートラル. 。ニュートラル導体が開放されると（接続部の腐食、電線の緩み、サービスドロップの損傷）、電流はニュートラルパスを介して戻ることができません。スプリットフェーズ120/240Vサービスでは、これにより電圧分割器が作成され、一方のレッグで過電圧が発生し、もう一方のレッグで低電圧が同時に発生します。実際の事例では、一方のレッグで165V、もう一方のレッグで75Vが記録されました。ホットレッグ間の240Vは正常なままであったため、各レッグをニュートラルに対して測定するまで問題は明らかになりません。165Vレッグの電子機器は瞬時に故障します。75Vレッグのモーターは失速して過熱します。.
雷とスイッチング過渡現象： 雷撃または電力会社のコンデンサの切り替えによる、非常に短い（マイクロ秒からミリ秒）電圧スパイク。サージ保護装置（MOV）はこれらのほとんどを処理しますが、スパイクが持続する場合（数百ミリ秒）、MOVは過熱して故障し、機器が露出したままになります。.
電圧ストレス下で機器が故障する理由
電圧偏差は、過電流とは完全に独立したメカニズムを通じて機器を破壊します。
低電圧下のモーターとコンプレッサー： 電圧が85％まで低下すると、モーターの電磁トルクは約72％まで低下します（トルク∝V²）。冷蔵庫のコンプレッサーまたはACコンデンサーは始動しようとしますが、機械的負荷を克服できません。ロックローター電流（通常は通常の運転電流の5〜7倍）を引き込み、そこでうなり声を上げながら熱くなります。コンプレッサーの内部サーマルオーバーロード は、 30〜60秒後にトリップする可能性がありますが、その頃には巻線は140〜180°Cになっており、絶縁が劣化し、寿命が短くなっています。これを数回繰り返すと、コンプレッサーは永久に故障します。.
あなたの15Aまたは20Aの回路ブレーカー？30〜40A（ロックローター電流）を短時間認識しますが、熱素子は持続的な過電流でトリップする必要があります。通常、135％の負荷で2〜5分です。コンプレッサーの内部過負荷が最初にトリップしますが、損傷はすでに蓄積されています。.
過電圧下の電子機器： 最新の家電製品の電源、LEDドライバー、および制御ボードは、特定の電圧範囲（120V回路では通常90〜132V）で定格されています。電圧が132V以上（110％過電圧）に上昇すると、コンポーネントを設計限界またはそれを超えてストレスを与えています。電解コンデンサが過熱して故障します。電圧レギュレーターがシャットダウンまたはラッチアップします。マイクロコントローラーがラッチアップまたはメモリ破損を経験します。故障は瞬間的ではないかもしれませんが、130Vでの毎時間はコンポーネントの経年劣化を加速させています。.
フローティングニュートラルの悪夢： これは、異なる回路で過電圧と低電圧が同時に発生するため、最悪のシナリオです。パネルの半分は140〜165Vになり、テレビ、コンピューター、LED電球を瞬時に破壊します（煙、電子機器の焦げた臭い、ブレーカーはまだON）。もう半分は75〜90Vになり、モーターが失速し、ライトが暗くなり、冷蔵庫がうなり声を上げますが、動作しません。電流が定格を超えることはないため、回路ブレーカーはトリップしませんが、家電製品の半分が数分で故障します。.
Proチップ#1: 電圧の死角は現実です。回路ブレーカーは、火災がすでに激しく燃え上がっているときにのみ作動する煙探知機です。電圧保護装置は早期警戒システムであり、破壊的な二次的影響（モーターの失速、部品の過電圧）を引き起こす前に、問題（異常電圧）を検出します。$60-$150電圧保護装置は、$3,000の機器の交換を防ぐことができます。.
過電圧および不足電圧保護装置の仕組み：検知、比較、および遮断
過電圧および不足電圧保護装置は、検知、閾値比較、時間遅延、および負荷の遮断/再接続の4つの連続した段階を経て動作します。$60プラグインAVSユニットを見ているか、$200 DINレールリレーを見ているかにかかわらず、原理は同じです。.
ステップ1：連続的な電圧監視
保護装置の検知回路は、電気供給電圧を継続的に測定します。単相住宅アプリケーション（120Vまたは240V）の場合、デバイスは線間電圧を監視します。ほとんどの消費者ユニットは、1秒間に何度も電圧をサンプリングします。これは、電圧低下やサージを捕捉するのに十分な速さですが、無害な短い過渡現象（マイクロ秒）を除外します。.
最新のデバイスは、真のRMS（二乗平均平方根）電圧を測定する精密な電圧検知回路を使用しています。これは、波形が完全な正弦波ではない場合でも、有効電圧を正確に表します。これは、スイッチング電源やLED照明が多い家庭で一般的です。.
ステップ2：閾値比較
測定された電圧は、プリセットされた上限および下限の閾値と継続的に比較されます。これらの閾値は、許容可能な電圧ウィンドウを定義します。一般的な120V回路の場合、一般的な工場出荷時の設定は次のとおりです。
- 不足電圧閾値： 96-102V（公称の80-85%）
- 過電圧閾値： 132-140V（公称の110-117%）
これにより、安全な電圧ウィンドウが作成されます。たとえば、102V〜132Vとします。供給電圧がこのウィンドウ内に留まっている限り、保護装置は非アクティブのままで、電力は通常どおり機器に流れます。電圧が102Vを下回るか、132Vを上回ると、保護装置の内部ロジックは異常状態を認識し、時間遅延のカウントダウンを開始します。.
この 80/110ウィンドウ—一般的な業界の経験則。不足電圧保護は通常、公称の80〜85%に設定されます（迷惑なトリップなしに電圧降下を許容します）。過電圧保護は、公称の110〜120%に設定されます（絶縁ストレスが蓄積する前に、持続的な過電圧を捕捉します）。これらは普遍的な規格ではありません。これらは、一般的な機器の許容範囲に基づいた実用的な開始点です。.
多くの電圧保護装置は、ダイヤル、DIPスイッチ、またはボタンを介して調整可能な閾値を提供します。これにより、ウィンドウを狭くしたり（サーバーや医療機器などの敏感な機器の場合）、わずかに広くしたり（頻繁なわずかな電圧変動がある地域で迷惑なトリップを減らすため）できます。.
図1：80/110電圧保護ウィンドウは、安全な動作範囲（緑色のゾーン：120V公称システムの場合は96〜144V）と、機器の損傷が発生する危険ゾーンを示しています。96V未満の不足電圧は、モーターの失速とコンプレッサーの損傷を引き起こします。144Vを超える過電圧は、電子部品の経年劣化と故障を加速します。ほとんどの住宅用電圧保護装置は、このウィンドウを開始点として使用し、特定の機器のニーズに合わせて調整可能な閾値を使用します。.
ステップ3：時間遅延ロジック
ここで、電圧保護装置はその洗練さを発揮します。時間遅延機能です。遅延がないと、ユーティリティのスイッチングイベントや瞬間的なサグが発生するたびに回路がトリップします。これは、不要なダウンタイム、不満を抱くユーザー、および絶え間ないサイクルによるリレー接点の摩耗につながります。.
時間遅延により、保護装置は異常電圧の場合にのみ遮断されます。 持続する 指定された期間。これが回避するための鍵です 迷惑なトリップトラップ：遅延を短く設定しすぎると、無害な過渡現象（短いモーターの始動、ユーティリティのスイッチング）でトリップします。長すぎると、損傷を与える電圧ストレスが持続する可能性があります。.
一般的な時間遅延範囲：
- 不足電圧遮断遅延： 0.5〜2.0秒（短いサグを通過させ、持続的な電圧低下でトリップします）
- 過電圧遮断遅延： 0.1〜1.0秒（過電圧による損傷がより迅速に発生するため、応答が速くなります）
- 再接続遅延： 30秒〜5分（再通電する前に電圧が安定していることを確認します。コンプレッサーの保護に不可欠です。モーターを損傷する短サイクル再始動を防ぎます）
ほとんどの住宅用AVSユニットは、妥当な遅延（たとえば、0.5秒の遮断、3分の再接続）で工場出荷時に設定されており、ダイヤルまたはボタンで調整できます。3分の再接続遅延は、冷蔵庫やエアコンにとって特に重要です。これにより、電源が中断された直後にコンプレッサーが再始動するのを防ぎます。これは、冷媒圧力が均等化されていない場合、コンプレッサーを損傷する可能性があります。.
ステップ4：遮断と自動再接続
時間遅延が経過し、電圧状態が持続すると、保護装置は負荷を遮断します。どうやって？
直列接続されたAVSユニット （アプライアンス保護装置）は、内部リレーまたは 接触器 を使用します。これは、電源と負荷の間の回路を物理的に開きます。ユニットはインラインに配置されます。電源は入力に接続され、アプライアンスは出力に接続されます。電圧が悪くなると、リレーが開き、機器はゼロ電圧になります。安全です。.
DINレール電圧監視リレー （パネルに取り付けられたユニット）は、外部制御機器に信号を送る出力接点（通常はSPDT：単極双投）を提供します。この接点を、回路ブレーカーのシャントトリップ、コンタクタコイル、または制御システムの入力に配線します。リレー自体は負荷電流を運びません。トリップ信号を送信するだけです。.
遮断後、保護装置は引き続き供給電圧を監視します。電圧が許容可能なウィンドウに戻ると そして 再接続遅延期間の間安定した状態を維持すると、デバイスは自動的にリレーを閉じ、電力を復元します。手動でリセットする必要はありません。自動回復です。.
一部のユニットには、手動オーバーライドボタン（強制再接続、強制遮断）と、現在の電圧ステータス（正常、不足電圧、過電圧、遮断）を示すステータスLEDが含まれています。ハイエンドモデルには、サージ抑制（MOV保護が統合）、ニュートラル損失検出（ニュートラル接続が失われた場合に回路を開きます）、およびリアルタイム電圧を表示するデジタルディスプレイなどの機能が追加されています。.
Proチップ#2: 再接続遅延は、遮断閾値と同じくらい重要です。コンプレッサーとモーターは、冷媒圧力を均等化し、熱条件を安定させるための時間が必要です。3分の再接続遅延は、短サイクル損傷を防ぎます。これは、ACコンプレッサーと冷蔵庫の#1キラーです。電圧保護装置で調整できる場合は、モーター負荷の場合、この遅延を2分未満に短縮しないでください。.
図2：過電圧および不足電圧保護装置の4段階の動作。デバイスは継続的に電圧を監視し（ステップ1）、測定値をプリセットされた閾値と比較し（ステップ2）、短い過渡現象による迷惑なトリップを回避するために時間遅延を適用し（ステップ3）、持続的な電圧イベント中に負荷を遮断し、電圧が安定した後で自動的に再接続します（ステップ4）。このシーケンスは、不要な停電を最小限に抑えながら、機器の損傷を防ぎます。.
これらのデバイスが防止する現実世界のシナリオ
電圧保護装置は理論的な保険ではありません。特定の、文書化された機器の故障を防ぎます。これらは、コストを何度も回収するシナリオです。
シナリオ1：夏の電圧低下とACコンプレッサーの故障
7月中旬の熱波。あなたの通りのすべての家は、フル容量でエアコンを稼働させています。ユーティリティの配電変圧器は150 kVAの定格ですが、現在175 kVAを供給しています。電圧は、午後のピーク時に45分間、105〜108V（12〜10%低）に低下します。ACコンデンサーファンがゆっくりと回転します。コンプレッサーが始動しようとしますが、完全なトルクを発揮できず、ロックされたローター電流を引き込み、内部の熱過負荷がトリップします。ユニットはサイクルします—始動しようとし、過熱し、トリップし、冷却し、再び試みます。3サイクル後、コンプレッサーの巻線は、絶縁が破壊され始めるのに十分な熱ストレスを蓄積しています。.
あなたの15Aブレーカー？決して動きませんでした。電流は高かったものの、トリップするのに十分な長さではありませんでした。.
1秒の遅延で102V（85%）に設定された電圧保護装置は、最初の1秒の低電圧後にACを遮断し、3回の損傷を与える再始動の試みをすべて防ぎます。電圧が正常に戻ると、3分の再接続遅延により、コンプレッサーは通常の電圧下で、熱ストレスなしに1回だけ再始動することが保証されました。.
回避されたコスト：$2,400〜$4,500（コンプレッサーの交換と人件費）。.
シナリオ2：フローティングニュートラルの悪夢
ウェザーヘッド（サービスドロップが家のメーターベースに接続されている場所）の腐食したニュートラル接続が完全に開きます。スプリットフェーズ120 / 240Vサービスがあります—2つの120Vホットレッグは180°位相がずれており、ニュートラルリターンがあります。ニュートラルが開くと、2つのレッグが家の負荷を介した直列回路になります。一方のレッグに1,500Wの負荷（LEDライト、テレビ、コンピューター）があり、もう一方のレッグに3,000W（冷蔵庫、電子レンジ、AC）がある場合、電圧は不均等に分割されます。.
文書化されたケースからの実際の測定：負荷の軽いレッグで165V、負荷の重いレッグで75V。240Vのレッグ間は正常なままであるため、240Vの乾燥機とレンジは正常に動作し、問題を隠蔽します。.
165Vレッグ：すべてのLED電球がポップします（光のサージ、その後暗闇）。テレビの電源がポップ音と焦げ臭いで故障します。コンピューターのマザーボードが焼けます。スマートサーモスタットが溶けます。合計損害額：$1,200〜$3,500。.
75Vレッグ：冷蔵庫のコンプレッサーがうなりますが、始動しません。電子レンジは半分の電力で動作します。ACコンデンサーが始動しません。即時の損傷はありませんが、数時間放置すると、冷蔵庫のコンプレッサーが繰り返しの失速の試みで焼損します。.
ニュートラル損失検出（高品質のAVSユニットで一般的）を備えた電圧保護装置は、一方のレッグが高く、もう一方のレッグが低いことを検出するか、ニュートラルの連続性を直接監視することにより、この状態をすぐに検知します。保護装置は0.5〜1秒以内に開き、損傷が発生する前にすべての機器を隔離します。電気技師がニュートラル接続を修正すると、保護装置は電圧が安定した後で自動的に再接続します。.
回避されたコスト：$1,200〜$5,000+（複数のアプライアンスおよび電子機器の交換）。.
図3：スプリットフェーズ120 / 240Vサービスでニュートラル導体が開いた場合の同時過電圧および不足電圧を示すフローティングニュートラルシナリオ。負荷の軽いレッグは165V（赤）になり、電子機器を即座に損傷し、負荷の重いレッグは75V（オレンジ）に低下し、モーターが失速します。線間電圧は240Vで正常なままであり、機器が故障するまで問題を隠蔽します。ニュートラル損失検出を備えた電圧保護装置は、この壊滅的な故障モードを防ぎます。.
シナリオ3：ユーティリティ電圧レギュレーターの故障
長い地方フィーダーの端での電圧降下を補正することを目的とした「ブースト」位置で、ローカルユーティリティの配電フィーダーの自動電圧レギュレーター（AVR）が故障します。しかし、あなたは変電所の近くにいるため、ブーストは必要ありません。あなたの家は、ユーティリティが顧客の苦情に対応するまで、6時間連続して126〜130V（5〜8%高）になります。.
即時の壊滅的な故障はありません。しかし、128Vでの毎時間は、次の経年劣化を加速しています。
- LEDドライバコンデンサ（120V±10%用に設計）
- 冷蔵庫の制御基板
- テレビの電源
- コンピュータ電源
- バッテリー充電器と電源アダプター
「120V、60Hz」と定格された機器は、通常108〜132Vの許容範囲を持っています。128〜130Vでは、上限に近いか、それを超えています。部品はより高温で動作します。電解コンデンサは寿命を指数関数的に失います（温度が10℃上昇するごとに寿命が50％短縮されます）。6時間の過電圧イベントは、今日何も壊さないかもしれませんが、家庭内のすべての電子機器を数週間または数か月間、劣化させた可能性があります。.
132Vに設定された電圧保護装置（±10％）と0.5秒の遅延があれば、持続的な過電圧の最初の1秒以内に機器を遮断していたでしょう。商用電源電圧が正常に戻ると、機器は再接続されます。劣化、ストレス、寿命の短縮はありません。.
回避されたコスト：正確に定量化することは不可能ですが、加速された劣化を回避することで、家庭内のすべての電子機器の寿命が数か月から数年延びます。控えめに見積もって：5〜10年間で機器の寿命が500ドル〜2,000ドル延長されます。.
Proチップ#3: 電圧保護装置は、高価なモーター負荷（セントラルエアコン、プールポンプ、井戸ポンプ）や、敏感な電子機器（ホームシアター、コンピューター、スマートホームシステム）を備えた住宅にとって特に重要です。老朽化した電力インフラ、頻繁な嵐、または不安定な電力品質の地域に住んでいる場合、電圧保護への60ドル〜150ドルの投資は、1回の機器故障を防ぐだけで元が取れます。.
電圧保護装置の種類：AVS対DINレールリレー
過電圧および低電圧保護装置には、主に2つのカテゴリがあり、それぞれ異なる設置シナリオとユーザーニーズに合わせて設計されています。
自動電圧スイッチャー（AVS）–家電グレードの保護
AVSユニットは、特定の家電製品または回路のプラグアンドプレイ保護用に設計された直列接続デバイスです。入力電源コードと出力コンセント（またはハードワイヤ端子）を備えた小さなジャンクションボックスのように見えます。.
設置方法： AVSは、回路ブレーカーと保護された負荷の間に接続します。窓用エアコンの場合、AVSを壁のコンセントに差し込み、次にエアコンをAVSに差し込みます。セントラルエアコンまたはハードワイヤードアプライアンスの場合、電気技師が機器の近くのジャンクションボックスでAVSをインラインで設置します。.
一般的な仕様：
- 電圧定格：120Vまたは240V単相
- 電流定格：15A〜100A（モデルによって異なります）
- 低電圧しきい値：85〜95V（120Vシステムの場合）、通常は固定または2ポジション調整可能
- 過電圧しきい値：135〜145V（120Vシステムの場合）、通常は固定
- 再接続遅延：30秒〜5分、ダイヤルまたはボタンで調整可能
- 追加機能：サージ抑制（統合MOV）、ニュートラルロス検出、LEDステータスインジケーター、手動オーバーライドボタン
一般的なアプリケーション：
- セントラルエアコンおよびヒートポンプの保護
- 冷蔵庫および冷凍庫の保護
- 井戸ポンプおよびプールポンプの保護
- 回路全体の保護（サブパネルに設置してエリア全体を保護）
- RVおよびモバイルホームの電源インレット保護
メリット： 簡単な設置（プラグインモデルの場合はDIYフレンドリー）、オールインワンソリューション、ユーザーフレンドリーなコントロールとインジケーター、通常はサージ保護とニュートラルロス検出が含まれています。.
連結: 各ユニットは1つの負荷または回路を保護します（家全体の保護には複数のユニットが必要です）、DINレールリレーと比較して調整機能が限られています。直列接続は、ユニットが全負荷電流を運ぶ必要があることを意味します（適切な電流定格が必要です）。.
価格帯： 電流定格と機能に応じて60ドル〜250ドル。セントラルエアコン用の一般的な30A AVSの費用は80ドル〜120ドルです。.
DINレール電圧監視リレー–パネル統合
DINレールリレーは、電気パネルまたは制御エンクロージャー内の標準DINレールに取り付けるように設計されたコンパクトなモジュールです。負荷電流を運ぶのではなく、外部制御デバイス（コンタクタ、ブレーカーシャントトリップ）に信号を送る出力接点を提供します。.
[DINレール電圧監視リレーの画像]
設置方法： リレーはに取り付けられます DINレール あなたの 電気パネル. 。その検知端子は、監視対象の電圧（線間または線間中性線間）に接続します。その出力接点は制御回路に配線されます。たとえば、電圧が悪くなったときに接点が開いてコンタクタがドロップアウトし、負荷が切断されるように、コンタクタコイルと直列に配線されます。.
一般的な仕様：
- 電圧検知範囲：24〜600VAC、通常はフィールドで選択可能
- 動作値調整：選択した範囲の10〜100％、連続的に調整可能またはDIPスイッチで選択可能
- ヒステリシス：5〜50％、調整可能（チャタリングを防ぎます）
- 遅延時間：0.1〜30秒、調整可能
- 出力接点定格：250VACで5A（SPDTリレー接点）
- 取り付け：35mm DINレール（幅17.5mmまたは22.5mm）
一般的なアプリケーション：
- 配電盤の保護（コンタクタ制御を介して複数の回路を保護）
- 軽商業および小規模産業施設
- ポンプ制御システム、HVAC制御、灌漑システム
- すでにコンタクタベースの制御を備えている機器（リレーは既存の制御ロジックに統合されます）
メリット： 電気パネルへの柔軟な設置、高度に調整可能なしきい値と遅延、出力接点は既存の制御システムと統合、1つのリレーで複数の回路を保護できます（共通のコンタクタを共有する場合）、パネル設置でのプロフェッショナルな外観。.
連結: 資格のある電気技師によるパネル統合が必要です。負荷電流を運びません（外部コンタクタまたはブレーカーシャントトリップが必要です）。AVSユニットよりも構成が複雑です。通常、サージ保護またはニュートラルロス検出はありません（これらには個別のデバイスが必要です）。.
価格帯： 機能、ブランド、および電圧範囲に応じて80ドル〜300ドル。一般的な単相電圧監視リレーの費用は120ドル〜180ドルです。.
どちらのタイプを選択すべきですか？
次の場合は、AVSユニットを選択してください。
- 特定の家電製品（AC、冷蔵庫、冷凍庫、井戸ポンプ）を保護したい場合
- プラグアンドプレイまたは簡単なインライン設置を希望する場合
- オールインワン保護（電圧+サージ+ニュートラルロス）が必要な場合
- DIYで設置可能な保護を探している住宅所有者の場合
次の場合は、DINレールリレーを選択してください。
- 新しい電気パネルを設計しているか、既存の電気パネルをアップグレードしている場合
- 複数の回路の一元化された保護が必要な場合
- リレーが統合できる既存のコンタクタベースの制御がある場合
- 特殊な機器に高度に調整可能なしきい値と遅延が必要な場合
- 軽商業または産業用途に取り組んでいる場合
高価な家電製品を保護するほとんどの住宅ユーザーにとって、AVSユニットは実用的な選択肢です。新築またはパネルのアップグレードに取り組んでいる電気技師およびパネルビルダーにとって、DINレールリレーはより柔軟性とプロフェッショナルな統合を提供します。.
設置と設定：80/110ウィンドウ
過電圧および低電圧保護装置を正しく設置および構成することで、誤動作することなく保護を確実にします。正しい方法を次に示します。
設置ガイドライン
AVSユニット（家電製品の保護）の場合：
- 電流定格を確認してください： AVSは、保護対象機器の全負荷電流以上の定格である必要があります。11Aを消費する13,000 BTUの窓用エアコンの場合、15Aまたは20AのAVSを使用してください。30Aのブレーカーを備えたセントラルエアコンの場合、30Aまたは40AのAVSを使用してください。決して小さすぎるものを使用しないでください。リレー接点が過熱して故障します。.
- 正しい極性での直列接続： AVSユニットは、電源と負荷の間に直列に接続します。重要：ライン（ホット）をAVS入力のLINE端子に接続し、AVS出力のLOAD端子を機器のライン接続に接続します。ラインとロードを絶対に逆にしないでください。AVSが切断されても負荷に通電されたままになり、感電の危険が生じます。240Vの負荷の場合、両方のホット導体がAVSを通過します。ニュートラルとアースは直接通過します（切り替えられません）。.
- 取り付け場所： ステータスLEDが見え、調整コントロールにアクセスできる換気の良い場所にAVSを取り付けてください。屋外機器（ACコンデンサー）の場合、AVSを収納するために耐候性エンクロージャー（最低NEMA 3R）を使用してください。壁の中やアクセスできないジャンクションボックスに埋め込まないでください。トラブルシューティング中にLEDを確認する必要があるためです。.
- 安全な配線： 適切なワイヤコネクタ（より線から単線への接続にはワイヤナット、端子台には圧着端子）を使用してください。端子ネジをメーカーのトルク仕様（通常、#10-#14ワイヤの場合、10〜15インチポンド）で締めてください。接続が緩いと、抵抗、熱、電圧降下が発生します。これはまさにあなたが防ごうとしていることです。.
図4：回路ブレーカーと保護された負荷の間の直列接続を示す、適切なAVSユニットの設置。ホット導体（黒）は、ブレーカーからAVS LINE端子に接続され、次にAVS LOAD端子から機器に接続されます。ニュートラルとアースは切り替えられずに通過します。重要な安全上の注意：LINEとLOADの接続を絶対に逆にしないでください。AVSが切断されても負荷に通電されたままになり、感電の危険が生じ、保護が無効になります。.
DINレールリレーの場合（パネル統合）：
- DINレールへの取り付け： 電気パネルの35mm DINレールにリレーをスナップで取り付けます。LEDインジケーターが見え、活線バスバーに手を伸ばさずに調整コントロールにアクセスできる場所に配置します。.
- 電圧検知接続： リレーの電圧検知端子を監視対象の電圧に接続します。ライン-ニュートラル監視（住宅用120Vアプリケーションで最も一般的）の場合、Lをホットバスバーに、Nをニュートラルバーに接続します。ライン-ライン監視（240V機器）の場合、L1とL2を両方のホットレッグに接続します。適切なサイズのワイヤ（通常は#14または#12）を使用し、接続がしっかりしていることを確認してください。.
- 出力接点配線： リレーのSPDT出力接点は、制御回路に配線されます。一般的な構成：
- コンタクタコイルとの直列：リレーのNO（ノーマリーオープン）接点をコンタクタコイルと直列に接続します。電圧が正常な場合、接点が閉じ、コンタクタに通電します。電圧が異常な場合、接点が開き、コンタクタがドロップアウトし、負荷が切断されます。.
- ブレーカーシャントトリップ：リレーのNO接点をブレーカーのシャントトリップコイルに配線します。電圧が異常な場合、接点が閉じ、シャントトリップに通電し、ブレーカーが開きます。.
- ラベリング： リレーに「電圧モニター – ACコンプレッサー」または「UV/OVリレー – 回路12」のように明確なラベルを付けてください。将来の電気技師はあなたに感謝するでしょう。.
設定：80/110ウィンドウ
80/110ウィンドウ は、住宅および軽商業用電圧保護の業界標準です。
- 低電圧しきい値：公称電圧の80〜85％
- 120Vシステム：96〜102V
- 208Vシステム：166〜177V
- 240Vシステム：192〜204V
この範囲により、通常の電圧降下（ワイヤ抵抗、電力会社による調整）がトリップすることなく許容され、機器を損傷する電圧低下を捕捉できます。.
- 過電圧しきい値：公称電圧の110〜120％
- 120Vシステム：132〜144V
- 208Vシステム：229〜250V
- 240Vシステム：264〜288V
この範囲は、持続的な過電圧（レギュレーターの故障、フローティングニュートラル）を捕捉し、コンデンサーの切り替えまたはモーターの停止による一時的な電圧サージを許容します。.
切断遅延設定：
- 低電圧： 0.5〜2.0秒。1.0秒から始めてください。敏感な電子機器がある場合は、0.5秒に短縮してください。電力会社の短い切り替えイベントによる誤トリップが発生する場合は、2.0秒に延長してください。.
- 過電圧： 0.3〜1.0秒。0.5秒から始めてください。過電圧による損傷は、低電圧による熱損傷よりも早く発生するため、短い遅延を使用してください。.
再接続遅延設定：
- モーター負荷（AC、冷蔵庫、ポンプ）： 3〜5分。これは、コンプレッサー保護のために交渉の余地はありません。短時間の再起動はコンプレッサーを破壊します。.
- 非モーター負荷（電子機器、照明）： 30秒から2分。これにより、電圧が本当に安定し、振動していないことが保証されます。.
Proチップ#4: しきい値を設定するときは、まず実際の供給電圧を測定してください。「120V」回路が常に118Vで動作している場合（電力会社による調整または長いサービスドロップ）、低電圧しきい値を96V（120Vの80％）ではなく、95V（118Vの80％）に設定してください。銘板電圧ではなく、現実に設定を基づかせてください。真のRMSマルチメーターを使用し、ピーク負荷時間中に保護対象機器の接続ポイントで測定してください。.
保護スキームにおける欠落しているレイヤー
冒頭のシナリオに戻りましょう。回路ブレーカーがトリップしなかった電圧低下が原因で、4,200ドルの冷蔵庫を交換しました。60〜80ドルの電圧保護装置は、低電圧の1秒以内にコンプレッサーを切断し、すべての損傷を防ぎました。これは、1回の故障を防ぐことによる40：1の投資収益率です。.
回路ブレーカー、GFCIデバイス、およびサージプロテクターは不可欠ですが、完全ではありません。それらは残します 電圧の盲点：ブレーカーをトリップさせるのに必要な過電流を発生させずに機器を損傷する持続的な電圧イベント（電圧低下、過電圧、フローティングニュートラル）に対する保護はありません。過電圧および低電圧保護装置は、そのギャップを埋め、異常な電圧を検出する早期警告システムとして機能します 分岐回路・コンセント・直接配線機器に それは破壊的な二次的影響を引き起こします。.
計算は簡単です。電圧障害は年間10〜40回発生します。それらのイベントのわずか10％でも保護されていない機器を損傷する可能性がある場合、年間1〜4回の潜在的な故障が発生する可能性があります。最も高価な3つのモーター負荷（セントラルACを3,500ドル、冷蔵庫を2,800ドル、井戸/プールポンプを1,200ドル）を電圧保護装置（3つの30A AVSユニットで合計240ドル）で保護し、コンプレッサーの故障を1回防ぐだけで投資を正当化できます。その後防止されるすべての故障は純粋な節約です。.
老朽化したユーティリティインフラストラクチャ、頻繁な嵐、または電圧関連の機器の故障の履歴がある家では、電圧保護はオプションではありません。それはあなたの保護スキームにおける欠落しているレイヤーです。回路ブレーカーは過電流から保護します。サージプロテクターは短いスパイクを捕捉します。電圧保護装置は、その他すべてを処理します。コンプレッサーを調理する持続的な低電圧、電子機器を老化させる長期的な過電圧、および数分でアプライアンスの半分を殺すフローティングニュートラルの悪夢です。.
電圧の盲点を解消する準備はできましたか？最も高価なモーター負荷（セントラルAC、冷蔵庫、または井戸ポンプ）から始めてください。適切に定格されたAVSユニットを取り付け（電流定格をブレーカーに一致させます）、80/110ウィンドウを使用してしきい値を設定し、コンプレッサー保護のために3分の再接続遅延を構成し、通常の動作中に電圧テストで設置を確認します。保護されたアプライアンスが1つあれば、発生を待っている壊滅的な故障が1つ減ります。.
参照規格とソース
- IEC 60364-4-44：2024（低電圧電気設備 – 電圧障害に対する保護）
- IEC 60255-1：2022（測定リレーおよび保護装置 – 共通要件）
- IEEE C37.2-2022（電気電力システムデバイス機能番号）
- メーカーの仕様：Sollatek AVSシリーズ、Omron K8AK-VS、業界ドキュメント
- 実際のケーススタディ：フローティングニュートラル電圧測定、コンプレッサー故障分析
適時性に関する声明
すべての製品仕様、規格、および技術情報は、2025年11月現在で正確です。.
