オーディオ機器の漏洩電流測定

　オーディオ機器の漏洩電流測定 　　　　　平成１７年７月３１日　　　　　　　

《　漏洩電流測定　》

　オーディオ機器にかかわらず、AC電源を使用する機器に大地アースを接続すれば、配線、トランス等の分布（浮遊）容量（ほとんどがトランス巻線と鉄心間の静電容量）の影響で微弱な漏洩電流が大地へ流れる。この現象は異常ではなく、通常発生している現象である。そこで、オーディオ機器に大地アースを接続した場合、どの程度の電流が流れるか測定した。測定にはJIS　T１００２-1992に規定されている漏洩電流測定器（第１－１図）を、一部簡略化した第１－２図の装置を製作して使用した。１ＫΩ抵抗の両端電圧をｍＶ単位で測定すれば、そのままμＡに読み替えることが出来る。
　なお、デジタルテスター交流レンジでは、リード線を短絡しても指示値は０Vとならない。したがって、１０ｍＶ以下の値は信頼できないが、それ以上であれば、誤差はかなり多いが、何とか測定可能と思う。
　それぞれの機器について測定を実施した結果を第１表に示す。

　上の第１表で「正」は漏洩電流の少ない極性での測定値を表している。すべて「正」接続とした場合、装置全体からの漏洩電流は４１μＡであるが、すべて「逆」に接続すれば１１５μＡと３倍近い値となる。ＬＣＨをすべて「正」に、ＲＣＨをすべて「逆」に接続した場合、２２３μＡへと増加するが、この原因は以下の通りである。
　私は、AC電源の電圧降下の影響を最小限に留めるため、単相３線式にてオーディオルームまで配線し、負荷を半分にしてR相とS相が均等になるように接続している。（第２図参照）そのため、システム全体から大地へ流れる漏洩電流は、RCH、LCHからの電流は逆位相となって打ち消される。したがって、LCHとRCH からの漏洩電流の差が大きいと打ち消される部分が少なくなり、結果的に大きくなる。ただし、同じコンセントから複数の機器へ電源を供給している場合は、１台のみ電源の極性を変えても、漏洩電流の位相は変わらないので、常に和となり、打ち消されることはない。
　なお、ＣＤＰはＡＣ電源の極性を替えてもほとんど変化を生じていないが、その他の機器はかなり変化している。測定した機器はＣＤＰ以外はすべて自作モノラルＳＥＰＰＯＴＬアンプである。ＣＤＰで変化がほとんど無いということはメーカーは何か対策を施しているのであろうか。　いずれにしても、アースを接続しなければ漏洩電流は流れないのであるが、ACプラグの極性は漏洩電流の少ない側にすべて合せた方が、気休め程度ではあるが安心である。

《　各機器間の漏洩電流測定　》

　次に、各機器間の漏洩電流を第３図の方法で測定した。その測定を第２表、第３表に示す。
　第２表は、全ての機器を漏洩電流値の小さい側の極性に接続して測定したデータを示す。第１表の「正」の接続である。第３表は、相手側の極性を「逆」にした場合の測定データを示す。全体でみれば、すべて極性を合わせた方が機器間の漏洩電流は少なくなっている。Ｒ相からＳ相へ流れる漏洩電流は意外と少ない。

《　まとめ　》

　以上の測定結果から、アンバランス接続の場合、各機器間には１０～５０μＡの漏洩電流が流れていることになる。この影響はどの程度であろうか。ピンケーブルのシールド側の直流抵抗値は０．０４Ω程度であることから、漏洩電流を５０μＡと仮定すれば機器間交流電位差（雑音電圧）として

　　５０μＡ×０．０４Ω＝２μＶ

程度が発生することになる。１Ｖに対して－１１４ｄＢであるが、この程度の雑音はまったく感知できないレベルであり、問題ではない。しかし、これはケーブルがしっかりと接続されている場合であり、ジャッグとプラグ間の接触抵抗が大きくなっていれば感知可能なレベルとなることがある。特に、接触抵抗値が変動していると良くない。接触不良が発生しないように気をつけねばならない。

　次に、オーディオ機器へのアースの問題であるが、マニアの間でも大地アースの接続はまちまちである。一般に、日本製のオーディオ機器の仕様では、アースを接続しない（接続端子すらない）ものが多いが、外国製の機器は法律の規制もあり、電源に３Pコンセントを必要とするものが多い。（輸入段階でプラグのみ２Pに交換されている場合もある。）
　信号ラインがバランス接続であれば、それらの機器に大地アースを接続しても問題はない。しかし、アンバランス接続の場合は大地アースの接続場所、漏洩電流の大きさ等により、信号ラインに混入する雑音が増加する場合があるので注意が必要である。また、複数の機器にアースを接続した場合も、アースラインを経由してループが形成され、雑音が増加することがあるが、信号ラインがバランス接続であれば問題はない。
　　大掛かりな機器の場合は大地アースに流れる漏洩電流が大きくなり、安全のためにも大地アースが必要となる場合もあるが、家庭用オーディオ機器からの漏洩電流値は小さく、一般的に感電防止の目的以外で大地アースを接続する必要はないと思われる。