切れたヒューズとトリップしたブレーカーは、電気工事で最もよく出会う2つの故障ですが、診断の仕方は同じではありません。ヒューズは1回限りの素子で、導通があるかないかのどちらかしかなく、電源を切った状態で試験できます。ブレーカーは再投入できる素子で、まったく異なる2つの理由でトリップします。下流の短絡か、本当の過負荷かです。この2つを区別できるかどうかが、再投入するか、故障を探し始めるかを決めます。計器はどちらの仕事もこなし、DT33シリーズは以下の手順に必要な導通・抵抗・電圧のレンジを備えています。
ここに挙げる方法はすべて標準的な電気実務に基づくもので、記載した計器は Wenzhou Zhengyuan Electronic Co., Ltd. が温州の工場で生産しています。
導通・抵抗・電圧：ヒューズを試す3つの方法
方法は3つあり、互いに置き換えられません。導通法は計器のブザーで電流が通るかどうかだけを教える、速いが粗い方法です。抵抗法は素子が実際にどれだけの抵抗を持つかを測り、切れてはいないが高抵抗になったヒューズを捕まえます。電圧法は活線回路にヒューズを入れたまま、その両端の電位差を測る方法で、ヒューズを外さず電源も切り離さずに使える唯一の方法です。
どれを選ぶかは、回路を切り離せるかどうかで決まります。切り離せるなら抵抗が優れた測定で、切り離せないなら電圧だけが安全です。基本的なマルチメーターの手順で抵抗レンジと呼んでいるものはここで使うレンジと同じなので、技術はそのまま持ち込めます。
順番としては、まず導通で一度ふるいにかけ、次に抵抗で数値を確かめるのが実務的です。導通だけで合格にすると、切れてはいないが劣化したヒューズを見逃します。逆に、いきなり電圧法から入ると、回路を切り離せる場面でも活線のまま測ることになり、危険を自分で作ってしまいます。測れる条件のうち、いちばん安全な方法を選ぶのが原則です。
ホルダーから外したヒューズを試験する
回路を切り離し、ヒューズを外し、計器を最小の抵抗レンジに合わせます。健全なヒューズはゼロかそれに近い値を示します。リード自身で0.1Ω台の数値が出るのは正常で、まずプローブ同士を当ててリード分がいくつかを確かめ、差し引く価値があります。切れたヒューズは開放を示し、オートレンジの計器ではOLと出ます。この両極端の間に、導通だけでは見逃す故障が座っています。1Ωの何分の1かから数Ωを示すヒューズは切れてはいませんが、素子が傷んでいて、負荷時に電圧を落とし発熱します。低電流用のヒューズなら、リード抵抗を明確に上回る値は、付け直すのではなく交換する理由です。
誤った結果が最も多く出るのは、ヒューズをホルダーに入れたまま試験する場合です。活線回路ではヒューズは下流の何かと並列にあり、抵抗計は負荷を通る経路を見つけて、完全に開放したヒューズに導通ありと報告します。これは微妙な誤りではなく、切れたヒューズが健全と宣言される最も一般的な経路です。外せないヒューズなら、電圧法に切り替えてください。
もう1つ実務的な点があります。抵抗法で読んだ値は、ヒューズを外した状態の値です。ホルダーに戻した後、負荷をかけた状態で同じ値が出るとは限りません。ホルダーのばね圧、端子の汚れ、ねじの締め付けは、ヒューズ本体とは別の接触抵抗を作ります。交換後も発熱や電圧降下が残るなら、疑うべきは新しいヒューズではなく、それを保持している側です。
カートリッジ、ブレード、ガラス管ヒューズ
よく使われる3つの形状は電気的には同じ挙動で、違うのは接触の取り方だけです。カートリッジとガラス管ヒューズには端のキャップがあるので、ホルダーから外してキャップにプローブを当てます。車両や低圧盤で使うブレードヒューズは2つの露出したタブを持ち、これはヒューズを抜いて回路を切り離したソケットの中で試験するのが最良です。ブレード上面の小さなテストポイントを突くこともできますが、接触が不安定で、時短になるより誤読を生むことのほうが多いものです。
1つのタイプには別の注意が必要です。自己回復型のヒューズ、制御回路のポリヒューズは1回限りの素子ではなく、熱い間は開放を示し、冷えれば再び導通します。暖かいまま試験しても意味がありません。周囲温度まで冷ましてから判定してください。そうしないと、正常に動いていた部品を交換してしまいます。
切り離せないヒューズを電圧で試験する
回路に通電し、負荷のスイッチを入れて実際に電流が流れている状態で、アースに対してではなくヒューズの両端の電圧を測ります。健全なヒューズの両端にはほとんど電圧がありません。理想は数mVで、電源回路でも確実に0.1 V未満です。切れたヒューズには電源電圧がまるごとかかり、電流の道がないので、計器は一端から他端まで線間電圧を読みます。この方法は、導通なら通ってしまう高抵抗ヒューズも捕まえます。負荷時に大きな電圧を落とす傷んだ素子は、本来ゼロであるべき場所に読みとして現れます。
測定は線間電位で行うので、計器とそのリードは設置場所の定格に適合していなければなりません。配電盤では、作業電圧に対する CAT III の定格が必要で、CAT定格の解説に詳しくまとめています。まさにこの状況のために定格区分は存在しており、CAT II しか持たない計器をこれに使う余地はありません。
ブレーカーを試験する
トリップしたブレーカーは2つの状態で試験します。ブレーカーを切って回路を切り離した状態で、その端子間の抵抗を測ります。入の位置にある健全なブレーカーはゼロ近くを示し、入の位置で開放を示すものは内部機構の故障で、再投入ではなく交換です。次に、電源を戻してブレーカーを入れ、出側端子の電圧を測ります。入側端子に電圧があり出側にないことは、ブレーカーが電源を通過させていない証拠で、これが決定的な試験であり、計器が小さな抵抗を正確に読むことに依存しない試験です。
多くの人が飛ばすのが電流の測定です。負荷がかかった状態で出側の導体にクランプメーターを当てると、ブレーカーがトリップするのが当然なのか、回路が本当に定格を超える電流を引いているからか、それとも過敏になっているからかが分かります。クランプメーターの手順に、回路を切らずにその値を取る方法をまとめています。クランプが存在する理由そのものです。
この2つの試験を並べると、ブレーカーの状態を切り分けられます。入の位置で抵抗がゼロ近く、出側に電圧があるなら、ブレーカーは通電しており、トリップの原因は下流にあります。抵抗がゼロ近くでも出側に電圧がないなら、接点は閉じているのに電流が流れていないことになり、回路側の断線や負荷の未接続を疑います。入の位置で開放なら、ブレーカー自体の交換です。どの組み合わせでも、次に見る場所が1つに決まります。
再投入してもすぐトリップする理由
診断になるのは、どれだけ速くトリップするかです。現代のブレーカーは熱動式と電磁式の両方を備えています。電磁素子は大きな電流、つまり短絡に反応してミリ秒でトリップし、熱動素子は中程度の過負荷に反応して秒から分の遅れでトリップします。この遅れは、モーターの短い突入電流で回路を落とさないための意図的なものです。再投入した瞬間にトリップするブレーカーは下流の短絡を見ており、もう一度入れる前に故障を見つけなければなりません。しばらく保持してからトリップするブレーカーは持続的な過負荷を見ており、問題は負荷が本当に定格を超えて増えたのか、ブレーカー自体がずれたのかに変わります。
同じ症状を出す別の機器が2つあり、どちらもブレーカーではありません。RCDやRCBOは過電流ではなく地絡でトリップし、負荷をつながない状態でトリップするものは、ブレーカーが見るようなものではなく、絶縁故障や設置箇所の湿気に反応しています。アーク故障検出器は直列または並列アークの波形でトリップし、端子ねじの緩みがよくある原因です。どれが、なぜトリップしたのかを確定せずに3つのどれかを再投入することが、故障を直すのではなく埋めてしまうやり方です。
ここまでの2つ、ヒューズとブレーカーの試験は、どちらも同じ計器の同じレンジで足ります。違うのは、何を証拠として受け入れるかです。ヒューズは素子そのものが切れているかどうかを見ますが、ブレーカーは素子の状態と、回路に電流が流れているかという2つを見ます。抵抗と電圧のどちらか一方だけでは、ブレーカーの状態は確定しません。両方を組み合わせて、初めて次に進む場所が決まります。
最後に、試験そのものより大事な前提を1つ。どの方法を選ぶにしても、測る前に回路が本当に切り離されているか、あるいは本当に通電しているかを、計器ではなく設備の側で確かめてください。計器は導体の状態を教えてくれますが、その回路が今どの状態にあるべきかを教えてはくれません。
扱っているヒューズの種類をお送りください
どの計器が仕事に合うかは、試験がどこで行われるかで決まります。ベンチと家電の作業には導通、抵抗、ダイオード試験があればほぼ足ります。配電盤の作業には CAT III の電圧レンジと、線間電位で信頼できる計器が要ります。車両の作業には0.1Ω台を解像する低抵抗レンジが要ります。ブレードヒューズの素子やアースストラップこそ、面白い読みが出る場所だからです。試供品を1台取り寄せ、切れていると分かっているヒューズと健全と分かっているヒューズに上の手順を実行し、抵抗レンジがその差を見分けられる細かさで解像するか確かめてください。そして測った結果、お客様が実際に扱うヒューズとブレーカーの種類、予定数量をお送りください。温州のエンジニアが24時間以内に返信し、数字をいただいたうえで1台あたりの価格をご提示します。