誘導に依る電圧の変化（影響）

質問

現状の仕事で下記問題で困っております。電磁誘導関係に詳しい方お教え下さい。
同一ケーブルの中に直流回路と交流回路を一緒にし、多芯化したケーブルを布設施工しており、
その直流回路側制御盤にて交流電圧が検出されます。誘導によっての仕業とは思うのですが・・・。
詳しいことが分からず困っております。この手に詳しい方、御教示の程宜しく御願い致します。

回答No.4

ymmasayan · ベストアンサー

直流と交流を同じケーブル内に入れた場合、電磁誘導はつき物です。
交流側の平衡を取るためには交流側の２線（または３線）を撚る必要があります。
できれば直流側の２線も撚ることが望ましいです。

でも現実上は難しいでしょうから直流側にローパスフィルター（簡単なのは並列コンデンサ）
を入れるのはだめでしょうか。

補足

御回答有難う御座いました。
コンデンサを入れるのは検討していたのですが、何とかケーブル側にてと思っておりました。
ＡＣ側回路に１００Ｖをかけ電流が流れる状態の時、ＤＣ側回路（両端をリフト）に
４～１５Ｖの交流電圧がかかりました。同じような状態だったでしょうか？

回答No.6

ymmasayan

No.4です。補足にお答えします。

＞ＡＣ側回路に１００Ｖをかけ電流が流れる状態の時、ＤＣ側回路（両端をリフト）に
＞４～１５Ｖの交流電圧がかかりました。同じような状態だったでしょうか？

ケーブルの構造、交流電流値、ケーブルの長さによって大きく変わります。
それぐらいはでても不思議ではありません。

お礼

大変参考になりました。本当に有難う御座いました。

回答No.5

fitto

電磁誘導だけでなく、浮遊容量や電界の変化でも交流は直流側に乗ります。

高周波ノイズのパワーの無いものであれば、ある程度はツイストペア線や、シールドで減衰させる事はできます。
まぁ、商用ＡＣが乗っていればそれも意味無いです。

対策は
・直流側の電流たくさん流す。（もともとパワーの無い交流ですので、直流電流をたくさん流せば消えます）
・直流は信号と０Ｖをペアで配線する。（信号もＡＣで降られますが、０Ｖもふられます。　０Ｖ－信号間電位差は直流もどきにします。
・交流と直流はケーブルを分ける。（これでも、交流は直流に乗ったりしますが、パワーが激減します）

お礼

やはりツイストペア線及びシールド接地で対策出来るのですね。
回答有難う御座いました。

回答No.3

keyguy

右ネジの法則で良いのでしょうか？

右ねじの法則は方向だけしか言っていないので量的に解析する場合はアンペールの法則ですね。
方向だけを問題にするならばいいでしょう。
しかしこの場合は影響の大きさを論じないといけない。
２の方が言われているように
交流線は往復２線で構成し行きの電流変化と帰りの電流変化がちょうど逆になるようにしその結果交流線すなわち直流線の周りの磁界変化が相殺され０になるようにすればよい。
行き（＋側）と帰り（－側）の電流が逆になるようにする回路を平衡回路といいますが、
通常の回路は－側をＧＮＤの接続する不平衡回路です。
もし交流線が平衡回路であるのに直流線に電圧変化があるのならば完全に交流線が平衡回路になるようにきちんと回路を組み直す必要があります。

回答No.2

taka113

磁気学にはそれほど詳しくありませんが、電気設備技術基準第２７条「電磁誘導による感電の防止」という項目が有ります。本来交流を扱う電線を金属管に収めたときに電線管に誘導電流が流れて感電するのを防止する目的で用意された条項なのですが、この解釈によると誘導を及ぼす電線に流れる電流が平衡状態になるように電線管に収めることで解決出来るようです。

例えば、単相交流の場合、二本の電線を同じ電線管に収めると互いの電線に発生する磁力が打ち消しあって、誘導電流が流れなくなるということです。
電線管ではなくて多芯ケーブルでも同じことが言えるはずだと思います。

原因としてはケーブル全体の磁気が平衡状態になっていないことが考えられます。ケーブルをクランプ電流計で計測してみて、電流が検出できれば磁気的な平衡が失われていると判断できます。

回答No.1

keyguy

交流線の電流が変化すればアンペールの法則によって交流線の周りすなわち直流線の周りの磁界の周積分値が変化するのでその磁界の変化によりファラディの電磁誘導電圧が直流線の部分に発生する。
これが直流線の電圧変化の原因です。

補足

御回答有難う御座いました。
アンペールの法則とは右ネジの法則で良いのでしょうか？
上記の法則は『同一方向に電流を通した場合引き合う。反同一方向に流すと反発する』と知っております。
具体的に申しますと、ケーブル内の芯線６本に交流電圧（電流）４本に直流電圧（電流）の構成になっており、
交流/直流それぞれ２芯ずつの回路構成となっています。交流回路に相反する流れがあっても
直流回路に電磁誘導の影響があり、直流回路に上に交流電圧ものるのでしょうか？
直流回路に交流電圧がのってしまう為、ＣＲＴ側にてハンチング（ＯＰＥＮ⇔ＣＬＯＳＥを繰り返す）を
おこしています。