家庭への引込みはほぼこの方式。3本の電線で100Vと200Vの両方が使えます。
・黒〜白、赤〜白 で100V、黒〜赤 で200V
・中性線は接地されているので、どの線も大地との電圧(対地電圧)は100V → 200Vの回路でも絶縁抵抗は0.1MΩでよい
平衡と不平衡
上下の負荷の電流が同じ(平衡)なら、中性線の電流は打ち消し合って0。ちがうときは差の電流が中性線に流れます。
例題
上20A・下10Aの負荷。電線はどれも0.1Ω。電源側103Vのとき、上の負荷の電圧は？
中性線には差の10A。
上の負荷 = 103 − 20×0.1 − 10×0.1 = 103 − 2 − 1 = 100V
上の負荷 = 103 − 20×0.1 − 10×0.1 = 103 − 2 − 1 = 100V
単相2線式との比べ方
同じ負荷を単相3線式にすると電線の電流が半分 → 損失は I² なので1/4になります。
中性線が切れたら
上下の負荷が直列になり、200Vを抵抗の比で分け合います。抵抗の大きい(消費電力の小さい)側に100Vより高い電圧がかかり、機器がこわれることがあります。そのため、中性線には過電流遮断器の素子を入れず、主幹には「中性線欠相保護付」の漏電遮断器を使います。
例題
20Ωと10Ωの負荷。210Vで中性線が切れた。20Ωにかかる電圧は？
電流 = 210 ÷ (20+10) = 7A → 20Ωの電圧 = 7 × 20 = 140V