ポータブル発電機を家庭電源システムに安全接続する4つの実証済み技術
単相・三相ポータブル発電機を切替スイッチあり・なしで家庭電源に接続(ATS・MTS)230V/400V・120V/240V対応
緊急故障(短絡、過負荷、送電線・変電所・配電システムの損傷、嵐など悪天候)による停電は誰もが経験します。この際、非常用・ポータブル発電機を用いて家庭電源と接続機器への電力供給を復旧できます。
このステップバイステップチュートリアルでは、NECとIECに準拠したポータブル発電機の配線・接続図を家庭電源とメイン分電盤へ示します。自動切替スイッチ(ATS:自動移行スイッチ)、手動切替スイッチ(MTS:手動移行スイッチ)を使用し、230V/400V(IEC)および120V/240V(NEC)で発電機を住宅に接続する方法を解説。さらに、切替スイッチや移行スイッチなしでポータブル発電機を家庭電源に配線する方法も紹介します。
以下の基本的な電気配線設置図を用いれば、停電時にポータブル発電機(ガソリン/軽油/ディーゼル発電機)をメイン分電盤に接続して緊急電力を復旧できます。
ポータブル発電機を家庭電源システムに接続する4つの方法
各方法の配線接続、動作・操作をステップバイステップで解説(すべての注意事項・警告、取扱説明書を読み、発電機を家庭電力システムに設置する前に十分注意してください。不安な場合は資格を持つ電気技師に依頼してください)。
重要な注意事項:
電気は友でもあり最悪の敵でもあります。殺すチャンスを与えれば、決して外しません。実践チュートリアルを行う際はすべての注意事項と指示をお読みください。
手動切替・移行スイッチを使った発電機接続(120V、240V、230V)NEC・IEC
手動または自動切替スイッチ(自動移行スイッチATSが最も安全で推奨)を使用してポータブル非常用発電機を家庭電源システムに接続する方法(230V:英国・EU=IEC、120V/240V:カナダ・米国=NEC)。
手動切替スイッチを使用した非常用発電機の配線・設置(230V:IEC)
手動切替スイッチを使用した発電機の配線・設置手順:
- 負荷に応じて63〜100A定格の切替スイッチを家庭のメイン分電盤付近に設置。
- メイン電源(電線と中性線)を切替スイチの上部スロットへ入力側として接続(図参照)。
- 6 AWG(7/0.064インチまたは16mm²)ケーブルを切替スイッチの下部2スロットへ接続。
- 3ピン電源ソケット(小負荷用)または32A 240V電源ソケット(大負荷用・オス)を6AWG線に接続し、壁面(発電機付近)に取り付け、発電機の3ピンプラグまたは32A 240Vソケット(メス)を差し込む。
- 完了。緊急停電時に家電製品へ非常電力を供給可能。
以下は、手動切替スイッチを使用した発電機配線接続図(停電時に全負荷回路が発電機電源に接続)。特定負荷のみ必要な場合は、関連ブレーカーをOFFにし、残りをONにすれば特定負荷のみ非常電力で給電可能。
ユーティリティ電力停止時に特定負荷のみ発電機で給電したい場合(発電機が全負荷を賄えない場合)、該当負荷ポイントや関連ブレーカーをOFFにします。
手動移行スイッチを使用したポータブル発電機の配線(120V/240V:NEC)
以下の配線図は、ポータブル発電機を手動移行スイッチ経由で120V/240Vメイン盤に接続した例。一般的に30A移行スイッチ(ProtranやReliance製など)を7500Wまでの発電機に使用、他サイズ(50Aなど)も住宅用で利用可能。
この移行スイッチでは、単極ブレーカー15A、複極ブレーカー30A、最大ワイヤーサイズ12ゲージ。
L14-30R、L14-20Pのツイストロックプラグを延長コード用に設置(発電機に差し込み)。L14-30R、L14-20Pのプラグとアウトレットの端子表示:
- X = ホット1(黒)
- Y = ホット2(赤)
- G = アース
- W = 中性線
発電機とメイン盤を移行スイッチに配線するには、関連ブレーカーから負荷線を外し、移行スイッチからの対応する線に接続。ブラックAとレッドAを2極ブレーカーに接続。単極ブレーカーも同様(下図または取扱説明書に従う)。不安な場合は資格を持つ電気技師に相談。
ユーティリティ電力なし、発電機ONの場合:
移行スイッチのブレーカースイッチが一方向に倒れ、発電機→移行スイッチ内ブレーカー→負荷機器へ電力供給。
電力の流れ方向は各回路へ配線を通じて伝わる。
- 120V = ブラックC1(移行スイッチへ)とブラックC(移行スイッチから)を負荷と中性線へ。
- 240V = ブラックA・レッドA(移行スイッチへ)とブラックB・レッドB(移行スイッチから)を負荷へ。
ユーティリティ電力あり、発電機OFFの場合:
移行スイッチのブレーカースイッチが逆方向に倒れ、メイン盤→移行スイッチ内ブレーカー→120V/240V負荷ポイントへ電力供給。
移行スイッチは発電機や電力会社の配線へ通電させない(パネル内ブレーカーからの電源を遮断)。上記配線図で接続されたブレーカーと負荷ポイントのみ動作。
手動移行スイッチを使用した発電機配線(240V:NEC)
以下の配線図は、発電機を120V/240Vメイン盤と240V負荷回路(別サブ盤)に手動移行スイッチで接続。この種の移行スイッチ(2極GE TC10323R/GE TC35322/TC10424R、3極GE TC35362R非常用電源移行スイッチ、安全スイッチ、ディスコネクタ)は、発電機を電力移行操作や他機器のサービス遮断用安全スイッチとして接続するために使用。
発電機はL14-30(またはL14-20)プラグと電源入口を通じて移行スイッチに接続。発電機からの2本のホット線(ホット1、ホット2)が移行スイッチの下部メインラグに接続。
移行スイッチの上部2ホットラグがメイン盤の60A複極ブレーカーに配線。移行スイッチの中央ラグ(負荷側)が240V負荷回路専用の60Aサブ盤に接続。240V負荷サブ盤なので中性線不要(120V回路やGFCI/AFCI保護回路の場合のみ中性線必要)。
移行スイッチのレバー操作:
- UP = メイン電源 = ON
- 中間 = OFF
- DOWN = 発電機電源 = ON
発電機OFF時はレバーDOWNで240V負荷が発電機電源に接続。メイン電源復旧時、レバーをUP(手動操作)に切り替えると負荷回路がユーティリティ電源で給電。
単相230V発電機を自動切替スイッチで家庭に接続(IEC)
ここでは2極(2P)自動切替スイッチを使用して発電機を家庭に接続。接続方法は方法1と同じだが、手動移行スイッチの代わりに単相2極自動切替スイッチを使用。迷いなし:ユーティリティ電力復旧時に自動移行スイッチが自動的に電力を検知し、発電機電源からメイン電源へ、またはその逆に切り替え。
注意: 2極の代わりに3極(3P)切替スイッチも使用可能。
切替/移行スイッチなしでポータブル発電機を家庭に接続(NEC・IEC)
インターロックキットを使用した移行スイッチなし発電機配線(120V/240V:NEC)
移行スイッチを使わず、より安価に発電機を家庭盤に接続する代替案としてインターロックキットがある。メインブレーカーをOFFにして発電機で120V/240V回路を給電することも可能だが、メイン盤と発電機ブレーカーにインターロックキットを使用し、両者が同時に動作しないようにするのが安全で推奨される方法。
以下の配線図は、発電機用インターロックキットの配線と停電時の動作。インターロックキットをメイン盤に設置し、メインブレーカーと発電機ブレーカーの同時操作を防止。スライドアップ/ダウンでどちらか一方のブレーカーのみON/OFF可能。
発電機がL14-30(またはL14-20)プラグと電源入口、メイン盤のインターロックキットを通じて配線されているとして、動作を見てみよう。
ユーティリティ電力OFF = 発電機ON
メイン電源がない場合、メインブレーカーをOFFにし、インターロックキットをスライドアップ(図のようにメインブレーカーをON位置にロック)。これで発電機を始動し、インターロックキットが許可するため発電機用2極ブレーカーをONにできる。発電機を始動し2極ブレーカーON。その後、120Vまたは240Vブレーカーを一つずつONにして、発電機電源で必要な負荷回路を動作。赤矢印(発電機・電源入口→2極ブレーカー→メイン盤)が負荷ポイントへの電力供給を示す。
関連記事:
ユーティリティ電力ON = 発電機OFF
ユーティリティ電力復旧時、発電機を停止し発電機用2極ブレーカーをOFF。インターロックキットをスライドダウン(発電機ブレーカーONを防止)し、メインブレーカーONを許可。メインブレーカーONでメイン電源から接続負荷へ供給復旧。赤矢印(メイン供給ケーブルから)が回路への電力フローを示す。
切替スイッチなしで非常用発電機を配線(230V:IEC)
注意: この方法はIEC準拠国ではコードに準じない可能性があり、地域のコードに従ってください。特別な注意なしに実施すると重大な怪我や火災の危険。誰かが操作前に必要なブレーカーをOFFし忘れる可能性があるため。要するに、コードで許可されている場合のみ、特別な注意を払って実施可能。
設置プロセスと動作は上記と同じだが切替スイッチなし。この方法では、分電盤のメインスイッチ(MCB)と発電機用ブレーカーの両方をOFFにして電源遮断。発電機用に別途63Aブレーカーを新設(メインMCBと同等)。
この新ブレーカーを電源入口(3ピン電源ソケットまたは32A 230Vオス電源ソケット)経由で6 AWG(7/0.064インチまたは16mm²)ケーブルで接続。最後に発電機の3ピンプラグまたは32A 230Vメスプラグをその電源入口/ソケットに接続(下図参照)。完了!
動作と働き
1. ユーティリティ電力がない場合:
まずメインブレーカーをOFF、発電機を始動。発電機用ブレーカーをON、非常電源で動作させたい負荷に接続されたブレーカーを一つずつON。
発電機不使用時は、まず発電機用ブレーカーをOFF、発電機を停止、最後に分電盤/コンシューマーユニットのメインブレーカーをON。
この場合、発電機が家電製品に電力を供給し、電力フローは(赤線=赤矩形枠内の配線)矢印(↑)方向に接続電気機器・デバイスへ継続(下図参照)。
注意:十分気をつけてください。
この場合、第1MCB(メイン電源に接続されたメインスイッチ)は「OFF」、第2MCB(発電機用に配線されたスイッチ)は「ON」。さらなる安全のため、発電機不使用時は3ピン電源ソケットまたは32A発電機用ソケット/アウトレットの内蔵ON/OFFボタンでOFFにする。
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2. 発電所から電力供給が復旧した場合:
この場合、メイン電力線が家電製品に電力を供給し、電力フローは(赤線=赤矩形枠内の配線)発電所からのメイン電源によりシステム内の接続電気機器へ継続。ポータブル発電機はスタンバイ状態。
発電機用ブレーカーはOFF位置。メイン電源利用可能時にこのブレーカーをONにしては絶対にいけません。さらなる安全のため、弾丸型ON/OFFボタンで電源ソケットをOFF、または発電機用3ピンプラグを抜く。
注意:十分気をつけてください。
この場合、発電機用第2MCBスイッチは「OFF」。さらなる安全のため、発電機不使用時は3ピン電源ソケットまたは230V 32Aアウトレット/ソケットの内蔵ON/OFFボタンでOFF。さらに発電機を停止し電源プラグを抜く。それからメインMCB(メイン電源に接続されたメインスイッチ)をON。
注意事項と警告:
実装前にすべての注意事項、警告、指示、マニュアル、注意点をお読みください。 安全性と危険性の観点から一部の国では違法の可能性あり。初心者には非推奨。実務経験豊富なエンジニア・技術者が、代替手段がない極めて緊急な場合(手術中の病院での停電など)にのみ実施可能な方法。
同時にONになるMCBは1つだけ。上図と操作で第2MCBが「ON」、つまり両MSBスイッチが同時に「ON」の場合:
- 発電所からユーティリティ電力が復旧すると、発電機が損傷するかシステム全体が焼損し、感電・危険・火災・爆発が同時に発生する可能性。
- メイン電力がない場合、発電機がメインケーブル・ラインへ逆送電し、発電機過負荷や、他家庭・ユーティリティ電力線で作業中のラインマン・電気技師が感電する恐れ。
- 電力会社や発電機取扱説明書の安全規則、実務経験が不十分で不安な場合は、この方法を実践しないでください。実施前に資格を持つ電気技師や電力会社に相談することを推奨。
三相発電機を4極自動切替スイッチで家庭に接続
三相ポータブル発電機を家庭電源に接続するには、4極(4P)自動切替または移行スイッチを使用。接続方法は単相発電機・切替スイッチと同じだが、三相4極手動切替スイッチを使用。ユーティリティ電力復旧時に自動移行スイッチが自動的に電力を検知し、発電機電源からメイン電源へ、またはその逆に切り替えるため、発電機を家庭電源に接続する最も信頼性が高く推奨される方法。
注意: 4極(4P)切替/移行スイッチの代わりに3極(3P)自動切替スイッチも使用可能。
- 関連記事:三相400V分電盤の配線方法?IEC・UK
三相発電機を4極手動切替スイッチで家庭に接続
自動と手動の切替・移行スイッチを用いたポータブル発電機の配線接続に大きな違いはない。以下の配線接続では、4極手動切替スイッチを使用して三相非常用発電機を分電盤に接続。三相移行スイッチの配線接続は、方法1の単相2極切替スイッチと同様、追加の電線と中性線用スロットが2つ追加されている(下図参照)。
注意: 4極(4P)切替/移行スイッチの代わりに3極(3P)手動切替スイッチも使用可能。
配線色コード:
230V/400Vおよび120V/240V回路にIECとNECの配線色コードを使用。地域コードまたはIEC(国際電気標準会議:英国、EU等)またはNEC(米国電気コード:米国・カナダ)に従ってください:
NEC:
単相 120V AC:
- 黒 = ホット(電線)
- 白 = 中性線
- 緑/黄 または裸導体 = アース線
単相 240V AC:
- 黒 = ホット1(電線1)
- 赤 = ホット2(電線2)
- 白 = 中性線
- 緑/黄 または裸導体 = アース線
三相 208V AC:
- 黒 = ホット1(電線1)
- 赤 = ホット2(電線2)
- 青 = ホット3(電線3)
- 白/灰 = 中性線
- 緑/黄 または裸導体 = アース線
三相 240V AC(ハイレッグデルタ):
- 青 = ホット1(電線1)
- オレンジ = ホット2(電線2)(ハイレッグデルタ)
- 黒 = ホット3(電線3)
- 白/灰 = 中性線
- 緑/黄 または裸導体 = アース線
三相 480V・600V AC:
- 茶 = ホット1(電線1)
- オレンジ = ホット2(電線2)
- 黄 = ホット3(電線3)
- 白/灰 = 中性線
- 緑/黄 または裸導体 = アース線
IEC:
単相 230V AC:
- 茶 = 相(電線)
- 青 = 中性線
- 緑/黄 = アース導体
三相 400V〜415V AC:
- 茶 = 相1(電線1)
- 黒 = 相2(電線2)
- 灰 = 相3(電線3)
- 青 = 中性線
- 緑/黄 = アース導体
一般的な注意事項
電気を扱う際の一般的な注意事項。
- 分電盤/コンシューマーユニット、負荷センター/メイン盤のメインスイッチをOFFにしてメイン電源を遮断してから、電気機器の修理・設置・メンテナンスを行う。
- 適切な指導と注意なしに電気作業をしない。
- 電気に関するトラブルシューティング、修理、設置、改造は、電気の扱いに精通し、実務知識と経験を持つ人の立ち会いのもとでのみ行う。
- すべての指示、取扱説明書、注意事項、地域コードを読み、厳守する。
- 自分で電気工事を行うのは危険であり、一部地域では違法。電気配線接続の変更前に、資格を持つ電気技師や電力会社に相談する。
- 負荷定格に応じた適切な電圧・電流定格のスイッチ、適切なワイヤーサイズ、適切なサイズのMCBを使用する。
- 既存または新規のコンセント/スイッチを電気/接続ボックスに配線する前に、メインMCBブレーカーをOFFにして電源が切れていることを確認する。
- 配線図について不安な場合は、認可・資格を持つ電気技師にスイッチ設置を依頼する。
- 著者は、この情報の表示や使用、または間違った形式で回路を試したことによる損失、怪我、損害について一切責任を負いません。電気は非常に危険なので、十分注意してください。
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