ショートサーキットと過負荷：違いの理解と電力システムを保護する方法

ショートサーキットとオーバーロードの主な違いの1つは、ショートサーキットが導体間（ライン対ライン）または導体と地線間（ライン対グランド）での障害によって発生するのに対し、オーバーロードは機器が電源から定格容量を超える電流を引き出す状況を指すことです。

両者の他の重要な違いは以下の比較チャートで説明されています。

「オーバーロード」という用語は通常、回路または接続された装置の状態を指します。回路が設計された容量を超える負荷に接続されている場合、その回路はオーバーロードとみなされます。オーバーロードは通常、機器の故障や不適切な回路設計によって引き起こされます。一方、ショートサーキットは裸の金属導体が直接接触するか、導体間の絶縁が失敗したときに発生します。ショートサーキットでは抵抗がほぼゼロに下がり、非常に高い電流がネットワークを通過します。

ショートサーキットの定義

ショートサーキットは、意図しないパスを通じて電流が非常に低い（または無視できるほど低い）抵抗で流れることを許す電気的な故障です。これにより、大きな電流の急激な増加が発生し、電気設備の絶縁材や部品を深刻に損傷することがあります。ショートサーキットは通常、2つのライブ導体が触れ合ったときや、導体間の絶縁が劣化したときに発生します。

ショートサーキット電流の大きさは通常の運転電流の数千倍にもなります。障害点では電圧がほぼゼロに低下し、非常に高い電流がシステムを通過します。

ショートサーキットは電力システムに対していくつかの有害な影響を及ぼします。

• 過剰な熱生成： 重い障害電流により強烈な熱が発生し、火災や爆発につながる可能性があります。

• アークによる損傷： ショートサーキット中に形成される電気アークは、電力システムの部品に深刻な損傷を与えることがあります。

• システムの不安定性： ショートサーキットは電力ネットワークの安定性を乱し、電力供給の継続性と信頼性に影響を与えます。

オーバーロードの定義

オーバーロードとは、電力システムまたは機器に設計または定格容量を超える負荷がかかった状態を指します。オーバーロード時には、電圧が大幅に低下しますが、ゼロにはなりません。電流は正常なレベルを超えて増加しますが、ショートサーキット時の電流よりもかなり低いレベルです。この過剰な電流により、ジュールの法則（P = I²R）に基づいて熱が発生し、導体や部品の温度が上昇します。この過熱は絶縁材の損傷、機器の故障、さらには火災の危険性を引き起こす可能性があります。

オーバーロード状態は電力システムの機器を損傷させる可能性があります。たとえば、400ワットのインバータに800ワットの負荷を接続すると、オーバーロードが発生し、過熱や機器の故障につながることがあります。

ショートサーキットとオーバーロードの主な違い

• ショートサーキットは障害点の電圧がほぼゼロに低下し、極めて大きな電流が回路を通過するときに発生します。一方、オーバーロードはシステムの設計または安全容量を超える負荷が接続されたときに発生します。

• ショートサーキットでは、障害位置の電圧がほぼゼロに低下します。オーバーロード状態では、過大な需要により電圧が低下するかもしれませんが、ゼロにはなりません。

• ショートサーキットでは、電流の経路の抵抗が非常に低く（ほぼゼロ）なり、大量の電流が流れます。オーバーロードでは、電流は正常より高くなりますが、ショートサーキット電流と比べて大幅に低いレベルです。

• ショートサーキットは通常、絶縁不良や偶発的な橋渡しによりライブ（フェーズ）線と中性線が直接接触したときに発生します。一方、オーバーロードは同じ回路またはコンセントに多くの電気機器が接続され、定格容量を超えたときに発生します。

ショートサーキット電流は主に同期マシン、つまり同期発電機、同期モーター、同期コンデンサーによって供給されます。