この記事で分かること
・単相3線式の基本構成と、100V・200V回路の正しい取り出し方
・中性線の重要な役割と、断線時に起こる危険な過電圧の仕組み
・試験で狙われる配線用遮断器（2P1E・2P2E）の正しい使い分け
第二種電気工事士の試験において、配電方式の理解は避けて通れない非常に重要なテーマです。その中でも「単相3線式100/200V」は、一般家庭や小規模な店舗で最も広く普及している配電方式であり、筆記試験でも技能試験でも頻繁に問われます。
この記事では、単相3線式の仕組みから中性線の役割、そして配線用遮断器の選び方まで、電気工事士試験に合格するために必要な知識を読者の皆様の目線に立って徹底的に解説します。
単相3線式の配電方式の基本構成
単相3線式（1φ3W）とは、電柱の上の柱上変圧器（トランス）から、3本の電線を使って電気を送る方式のことです。
この3本の電線には、それぞれ役割があります。
・電圧線（L1）：黒色の電線が使われることが多い
・中性線（N）：白色の電線が使われる
・電圧線（L2）：赤色の電線が使われることが多い
変圧器の二次側コイルの中点から引き出された線が「中性線」であり、コイルの両端から引き出された線が「電圧線」です。この3本の線を組み合わせることで、1つの配電方式から異なる2種類の電圧を取り出すことができるのが最大のメリットです。
100V回路と200V回路の取り出し方
単相3線式では、接続する電線の組み合わせを変えるだけで、100Vと200Vの両方を使用することができます。
100V回路の取り出し方
100Vの機器（照明器具や一般的なコンセントなど）を使用する場合は、以下の組み合わせで配線します。
・電圧線（L1）と中性線（N）の組み合わせ
・電圧線（L2）と中性線（N）の組み合わせ
このように、どちらか一方の電圧線と中性線を結ぶことで、100Vの電圧を得ることができます。分電盤内では、全体の負荷のバランスが良くなるように、L1側とL2側に均等に100V回路を振り分けるのが基本です。
200V回路の取り出し方
200Vの機器（大型のルームエアコンやIHクッキングヒーターなど）を使用する場合は、以下の組み合わせで配線します。
・電圧線（L1）と電圧線（L2）の組み合わせ
中性線を使わず、両端の電圧線同士を結ぶことで、200Vの電圧を取り出すことができます。
中性線（接地側電線）の役割と対地電圧の考え方
単相3線式を理解する上で、中性線の役割と「対地電圧」の考え方は非常に重要です。試験でもよく出題されるポイントです。
中性線の役割
中性線は、変圧器側で必ず「B種接地工事」が施されています。つまり、大地と繋がっているため、中性線の電位は大地と同じ「0V」になります。そのため、中性線は「接地側電線」とも呼ばれます。
対地電圧の考え方
対地電圧とは、電線と大地（0V）との間の電圧のことです。
・中性線（N）の対地電圧：0V
・電圧線（L1）の対地電圧：100V
・電圧線（L2）の対地電圧：100V
ここで注目すべきは、L1とL2を結んだ200V回路であっても、それぞれの線の対地電圧は100Vのままであるという点です。対地電圧が低いということは、万が一人が感電した場合や漏電した場合の危険性が、純粋な200V（対地電圧200V）に比べて大幅に下がるということを意味します。これが単相3線式が安全とされる大きな理由です。
中性線欠相（断線）の危険性
単相3線式において最も注意しなければならない事故の一つが「中性線欠相」です。欠相とは、線が断線したり、接続不良で外れてしまったりすることです。
もし、単相3線式の中性線が断線してしまうと、L1-N間で使っていた100V機器と、L2-N間で使っていた100V機器が、200Vの電圧線（L1-L2）の間に「直列」に繋がった状態になってしまいます。
直列回路では、抵抗の大きい方に高い電圧がかかります。そのため、L1側とL2側に繋がっている機器の消費電力（抵抗値）に差がある場合、一方の機器には100Vを大きく超える電圧（過電圧）がかかり、もう一方には低い電圧しかかからなくなります。
100V用の機器に150Vや180Vといった過電圧がかかると、機器が焼損したり、最悪の場合は火災に繋がったりする非常に危険な状態となります。これを防ぐため、単相3線式の引き込み口などには、中性線欠相保護機能付きの遮断器を設置することが法令などで定められています。
配線用遮断器の極数と素子数（2P1Eと2P2E）の使い分け
分電盤に設置する配線用遮断器（ブレーカー）には、極数（P：Pole）と素子数（E：Element）というスペックがあります。電気工事士の技能試験でも、この使い分けは必須知識です。
極数（P）は、電線を接続する端子の数を表します。
素子数（E）は、過電流を検知して回路を遮断するためのバイメタル等のセンサーがいくつ入っているかを表します。
100V回路用の遮断器
100V回路には「2極1素子（2P1E）」または「2極2素子（2P2E）」の遮断器を取り付けます。
特に2P1Eを使用する場合は、接続の向きに絶対の注意が必要です。2P1Eは、片側にしか過電流を検知する素子が入っていません。素子が入っていない側（N極の表示がある側）には、必ず対地電圧が0Vである「中性線（白線）」を接続しなければなりません。素子が入っている側に電圧線（黒線など）を接続することで、正しく過電流を保護できます。
遮断器の端子には、L（Line：電圧側）とN（Neutral：接地側）の表示があるため、Nの表示には必ず白線をつなぎます。
200V回路用の遮断器
200V回路には必ず「2極2素子（2P2E）」の遮断器を取り付けます。
200V回路は、L1とL2の2本の電圧線を使用します。どちらの線にも対地電圧100Vがかかっており、どちらの線で過電流や地絡が発生しても確実に回路を遮断しなければなりません。そのため、両極に過電流検知素子が入っている2P2Eを使用する必要があります。ここに2P1Eを使ってしまうと、重大な欠陥となります。
まとめ
単相3線式100/200Vは、現代の電気設備の根幹をなす仕組みです。
中性線を設けて接地することで安全に100Vと200Vを取り出せる利便性がある反面、中性線欠相による過電圧の危険性も孕んでいます。
電気工事士として、各電線の役割、対地電圧の考え方、そして2P1Eと2P2Eといった配線用遮断器の正しい選定・結線方法をしっかりと理解しておくことが、安全な電気工事を行うための第一歩です。試験対策としてだけでなく、実務でも一生使える知識として確実にマスターしておきましょう。
