リング回路
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電力供給設計において、リング回路とは、コンセントと配電点を環状に接続する電気配線技術です。これは、コンセントと配電点が一端を配電点として一直線に接続される 通常のラジアル回路とは対照的です。
リング回路はリングファイナル回路とも呼ばれ、リングメインとも呼ばれます。リングメインは歴史的に使用されている用語ですが[ 1 ]、非公式には単にリングとも呼ばれます。
この言語は主にイギリスで開発され、アイルランドや香港でもわずかに使用されています。
この設計により、同等の総電流容量を持つラジアル回路で使用する場合よりも細い電線の使用が可能になります。リング回路のソケットに使用することを想定したプラグと機器を接続するフレキシブルコード内の細径導体は、プラグ内のヒューズによって個別に保護されています。そのため、ラジアル回路に比べて、銅の使用量が削減され、接続可能な機器や装置の柔軟性が向上するという利点があります。
理想的には、リング回路はリングの周囲を反対方向に延びる2つの放射状回路のように機能し、それらの分岐点はリング内の負荷分布に依存します。負荷が2方向に均等に分割される場合、各方向の電流は合計の半分となり、電流容量が半分の電線を使用できます。実際には、負荷が常に均等に分割されるとは限らないため、より太い電線が使用されます。
説明
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リングはコンシューマーユニット（ヒューズボックス、配電盤、ブレーカーボックスとも呼ばれる）から始まり、各ソケットを順番に通過した後、コンシューマーユニットに戻ります。リングはコンシューマーユニット内のヒューズまたはブレーカーから電力を供給されます。
リング回路は、英国の配線で一般的に使用されており、 BS 1363に準拠したヒューズ付きプラグを使用するソケット コンセントを備えています。ブレーカーの定格はソケット コンセント 1 個あたりの定格よりはるかに高いため、このシステムではヒューズ付きプラグまたはヒューズ付き機器用コンセントのみを使用できます。通常、2.5 mm 2 のケーブルで配線され、30 Aヒューズ、旧式の 30 A回路ブレーカー、または欧州整合 32 A 回路ブレーカーで保護されています。ケーブルが非常に長い場合 (電圧降下を抑えるため)、または非常に厚い断熱材などのディレーティング要因が関係する場合は、4 mm 2 のケーブルが使用されることもあります。1.5 mm 2 の鉱物絶縁銅被覆ケーブル(パイロケーブルとも呼ばれる) も使用できますが (鉱物絶縁ケーブルは通常の PVC よりも熱に耐えることができるため)、長距離配線では電圧降下に関してより注意する必要があります。固定配線の保護装置は、フレキシブルな電気コードを保護するものよりも高い定格である必要があるため、BS 1363では、すべてのプラグと接続ユニットに電気コードに適したヒューズを組み込むことが義務付けられています。
歴史と用途
リング回路とそれに関連するBS 1363プラグ・ソケットシステムは、1942年から1947年にかけてイギリスで開発されました。[ 2 ]これらはイギリス で広く使用されており、アイルランド共和国でもそれほど多くは使用されていません。また、アラブ首長国連邦、シンガポール、香港、北京、インドネシア、そしてイギリスの影響力が強かったキプロスやウガンダなど多くの地域でも使用されています。
第二次世界大戦前の慣習では、機器の電流要件に合わせてさまざまなサイズのプラグとソケットが使用され、これらは適切にヒューズが取り付けられた放射状回路に接続されていました。これらのヒューズの定格は、固定配線とプラグに接続されたフレキシブル コードの両方を保護するのに適切でした。
1942年に戦後建築研究プログラムの一環として招集された電気設備委員会は、とりわけ、リング終止回路がより効率的で低コストのシステムを提供し、より多くのソケットを安全にサポートできると判断した。[ 3 ] [ 4 ] この計画では、13 Aのソケット アウトレットとヒューズ付きプラグを使用するように指定され、プラグとソケットのいくつかのデザインが検討された。英国規格として選ばれたデザインは、現在BS 1363として知られるフラット ピン システムである。選ばれた規格に適合しない、特にWylexおよびDorman & Smith のシステムなどの他のデザインの13 Aヒューズ付きプラグとソケット アウトレットは、1950年代まで使用されたが、1960年代までにはBS 1363が新規設備の唯一の規格となった。
委員会は、消費者の安全性を高めるとともに、戦後に予想される銅不足に対処するため、リング回路の導入を義務付けました。委員会は、リング回路と単極ヒューズの使用により、戦前の規制と比較して原材料の必要量を約25%削減できると推定しました。[ 2 ] : 7
英国ではリング回路が依然として最も一般的な主電源配線構成であるが、20Aと30Aのラジアル回路も配線規則で許可されている[ 5 ]。
インストールルール
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リング回路の規則では、ケーブル定格は保護装置の定格の3分の2以上でなければならないと規定されています。これは、ケーブルの持続的な過負荷のリスクは最小限であるとみなせることを意味します。しかし実際には、30Aヒューズ、30Aブレーカー、または32Aブレーカー以外の保護装置や、上記以外のケーブルサイズを備えたリング回路に遭遇することは極めて稀です。BS 1363プラグには13A以下のヒューズが内蔵されているため、リング回路のどの点においても負荷は制限されます。
IET配線規則（BS 7671 ）では、供給床面積が100 m 2を超えない限り、リング回路に13Aコンセント（ヒューズなしのシングルまたはダブル、あるいはヒューズ付き）を無制限に設置することが許可されています。実際には、ほとんどの小規模および中規模の住宅では1階ごとに1つのリング回路が設置されており、大規模な住宅ではより多くのリング回路が設置されています。
設備設計者は、需要の高いエリアに追加の回路が必要かどうかを判断する場合があります。例えば、キッチンを専用のリング回路に接続するか、ユーティリティルームと共有するリング回路を使用することで、階下のメインリング回路の一点に過大な負荷がかかるのを防ぐのが一般的です。リング回路上の負荷は、その両側にあるリング導体によって供給されるため、短い導体は抵抗が小さく、負荷の不均衡な部分を担うため、コンシューマーユニットのすぐ近くに負荷が集中しないようにすることが望まれます。
リングと同じケーブルに配線されているリングからのヒューズなしの支線は、1 つのソケット (シングルまたはダブル) または 1 つのヒューズ付き接続ユニット (FCU) を実行することが許可されています。1970 年より前は、1 つの支線で 2 つのシングル ソケットの使用が許可されていましたが、ダブル ソケットに変換されたため、現在は許可されていません。支線は、ソケットから始まることも、接続箱またはケーブル接続のその他の承認された方法を使用してリング ケーブルに接続することもできます。BS 1363 準拠のトリプル ソケットおよび大型ソケットは常に 13A でヒューズが付いているため、支線にも配置できます。1970 年以降、リング上にソケットよりも多くの支線を持つことが許可されていますが、新しい設備でヒューズなしの支線が多すぎることは多くの電気技師によって不適切な方法と見なされています。
BS 1363 ソケット以外の負荷をリング回路に接続する場合、または分岐線に低電力機器用のソケットを複数設置する必要がある場合は、BS 1363 ヒューズ接続ユニット (FCU) を使用します。固定機器の場合は、機器の分離ポイントとなるスイッチ付きヒューズ接続ユニット (SFCU) を使用しますが、複数の照明ポイントに給電する場合（照明をリング状に配置することは、新規設備では一般的に好ましくないと考えられていますが、既存の建物に照明を追加する場合にはよく行われます）や複数のソケットを使用する場合は、スイッチなしのヒューズ接続ユニットの方が適していることが多いです。
定格電力が3kW以上の固定式機器（例：給湯器、一部の電気コンロ）、または長時間にわたり電力需要が一定でない機器（例：電気温水器）は、リング回路に接続できますが、専用の回路に接続することを強くお勧めします。ただし、リング回路にこのような負荷が接続されている古い設備は数多く存在します。
利点
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リング回路の支持者は、正しく設置すれば考慮すべき利点も数多くあると指摘しています。
サービスエリア
正方形または円形の部屋の場合、リング回路は、単純なラジアル回路よりも、同じケーブルサイズで床面積当たりの電力供給量が多く、電源インピーダンスが低いため、最遠点までの電圧降下も小さくなります。一方、同じ建物に同じ電力を供給するには、ラジアル回路で最終回路を増やすか、より太いケーブルを使用する必要があります。
高信頼性アース
リング上のすべての接続部品は両側からアースされているため、「オフアース」障害を生成するには 2 つの独立した障害が必要です。
あらゆるポイントからの継続的な導通検証
リング上のすべてのポイントの周囲の各導体の連続性は、どのポイントからでも検証できます。また、これをライブ設置監視の一部として実行する必要がある場合は、システムに通電した状態で 電流クランプを注入することによって検証できます。
批判
リングファイナル回路のコンセプトは、ラジアル回路に比べてさまざまな点で批判されており、これらの懸念のいくつかは、英国以外で広く採用されていない理由を説明する可能性があります。
使用中に障害状態が明らかでない
リング回路は、特定の種類の障害状態や設置ミスが発生した場合、ユーザーが問題に気付かないまま動作し続ける可能性があります。これにより、障害に対する堅牢性と危険性の両方が確保されます。[ 6 ] [ 7 ]
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安全性テストは複雑
少なくとも1人の著者は、リング回路のテストはラジアル回路のテストよりも5～6倍の時間がかかる可能性があると主張しています。[ 7 ]リング回路の安全な動作に必要な設置テストは、ラジアル回路のテストよりも時間がかかり、DIY設置者や他国の資格を持つ電気技師は、それらのテストに精通していない可能性があります。
負荷分散が必要
BS 7671の規則433-02-04では、ケーブルのどの部分も定格容量を超えないように、設置された負荷をリング全体に分散させる必要があると規定されています。この要件は、負荷が必ずしもリングの中心付近ではない場所に共存することが多いため（例：洗濯機、乾燥機、食器洗い機がすべてキッチンシンクの隣にあるなど）、保証が困難な場合があり、実際にはほとんど無視される可能性があります。[ 7 ]しかし、ケーブル定格が遮断器の定格の50%ではなく67%であるという事実は、リングのバランスが著しく崩れた場合にのみ問題が発生することを意味します。
リング回路では、接合部の不良によりリングの 1 つの分岐に高い抵抗が生じると、電流が不均等に分配され、リングの残りの導体に過負荷がかかる可能性があります。
参照
参考文献
- ^ 「Wylexプラグ＆ソケットの使い方」（PDF） Wylex. 2019年12月3日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2019年12月3日閲覧。
- ^ a bマルコム・マリンズ：「BS 1363プラグ・ソケット・コンセント・システムの起源」Archived 2016-03-03 at the Wayback Machine . IEE Wiring Matters, Spring 2006.
- ^ DWM Latimer: BS 1363とリング回路の歴史。リング回路の問題について議論する公開会議のプレゼンテーション資料、 IET、ロンドン、2007年10月（PDF、ZIP形式）
- ^ 「BS 1363 プラグおよびソケット・アウトレット」（PDF） 。2020年8月18日時点のオリジナル（PDF）からのアーカイブ。
- ^「付録15」。BS 7671 - 電気設備の要件（第18版：2018+A2：2022年版）。IET 556ページ。
- ^ロジャー・ラブグローブ：EMC、2006年4月
- ^ a b cロジャー・ラブグローブ：「リング回路の欠点」リング回路の問題を議論する公開会議のプレゼンテーション資料、IET、ロンドン、2007年10月（PDF形式、ZIP形式）
- ^ P Knowles: リングメインライニング。EMC、2007年2月
外部リンク
