LEDスクリーンにRCDを設置してはいけない理由とは？頻繁なトリップの原因と適切な接地方法

多くの設置業者は、漏電遮断器（RCD）を追加するという間違いを犯します。これは一般的に漏電遮断器と呼ばれ、ほとんどの家庭や産業環境で感電から人々を保護します。LEDスクリーンの安全性も向上します。しかし、真実は、RCDはLEDスクリーンには不向きであるということです。設置しても保護は強化されません。頻繁にトリップしたり、システムがクラッシュしたり、安全上のリスクが生じたりすることがよくあります。今日は、Doitvisionが、なぜRCDがLEDスクリーンに適さないのかを解説します。

LEDスクリーンにRCDを設置してはいけない理由

RCDは、活線（ホット）と中性線間の不均衡を検出することで機能します。接地への漏電電流が設定された閾値（通常は人体保護のため30mA）を超えると、RCDが瞬時に作動して電力を遮断します。しかし、LEDスクリーンはRCDの動作と相反する独特の電気的特性を持っています。

LEDパワーモジュールは通常の漏れ電流を発生する

LEDスクリーンの電源モジュールは、高周波整流回路とフィルタリング回路を採用しています。これらの回路は、本質的にグランドとの間に小さな寄生容量を生み出します。通常動作時には、これらの容量によって微小なリーク電流が発生します。リーク電流は電源あたり数ミリアンペア程度です。

問題はここにある。大型LEDスクリーンは、数十個の並列電源を使用している。10個の電源モジュールを備えたスクリーンでは、各モジュールから5mAの漏洩電流が発生するため、合計で50mAの漏洩電流が発生する。これは、標準的な漏電遮断器（RCD）のしきい値である30mAをはるかに超えている。RCDはこの正常で無害な漏洩電流を危険な故障と誤認し、理由もなく作動してスクリーンをシャットダウンしてしまう。

起動時の電流サージが誤作動を引き起こす

LEDスクリーンは、電源投入時に巨大な突入電流を消費します。例えば、5kWのLEDスクリーンは起動時に定格電流の3～5倍の電流を消費し、瞬間的には20Aを超えるピーク電流に達することがあります。ほとんどのRCDは定格電流が小さく（16Aまたは32A）、突発的な電流スパイクに非常に敏感です。

起動時のサージがRCDの短期許容値を超えると、多くのRCDは定格電流の1.5倍しか一時的に処理できないため、デバイスは即座にトリップします。これはスクリーンの起動を遅らせるだけでなく、時間の経過とともにRCDの内部部品を損傷し、誤トリップをさらに頻繁に発生させる可能性があります。

高湿度は漏れを悪化させる

ほとんどのLEDスクリーンは屋外または半屋外の環境に設置されます。湿気はスクリーンの筐体と内部配線の絶縁性を劣化させます。例えば、湿度が85%を超えると、絶縁抵抗はメガオーム（理想的な状態）からキロオーム（問題発生）に低下し、リーク電流が大幅に増加します。

たとえ正常に機能するLEDスクリーンであっても、湿度の高い環境ではRCDが作動します。RCDは漏電電流の増加を検知します。これは故障ではなく湿気によるものであり、電源を遮断します。

三相不平衡と高調波干渉

大型LEDディスプレイは三相電源を使用していますが、負荷の不均衡はよく発生します。この不均衡により中性線電流が増加します。さらに悪いことに、スイッチング電源は高調波電流を発生させ、これが中性線に重畳して電流をさらに増幅させます。

標準的なRCDは高調波を除去するように設計されていません。異常な中性電流を漏電と誤認し、トリップします。「強化型」RCDでさえ、この問題に対処することができません。この問題を回避するには、高調波耐性を備えた特殊な高価なモデルが必要となり、費用対効果の高い安全対策としてRCDを使用するという目的が損なわれます。

LEDスクリーンにRCDを強制的に取り付けるリスク

LED スクリーン回路に RCD を設置しても安全性は向上しません。新たな危険と問題が生じます。

– 頻繁な計画外のシャットダウン:

– 保護に失敗しました:

– コストの上昇:

LED スクリーンが頻繁にトリップするのはなぜですか (RCD がインストールされていない場合)?

頻繁なトリップは必ずしもRCD（誘導遮断器）が原因ではありません。標準的な回路ブレーカーを備えたLEDスクリーンでも、定期的にトリップすることがあります。この問題は通常、配線ミス、保護層の不備、または部品の制限に起因します。

配線の漏れやエラー

トリップの問題のほとんどは、現場での配線が不十分なために発生します。

よくある間違いは次のとおりです:

• ケーブルの絶縁材の損傷、
• 配線接続が間違っている、
• 配電盤内の回路ブレーカーの故障、
• スイッチボックスをバイパスし、LED 回路から直接電力を供給するデバイス。

これらの問題により、漏電や短絡が発生し、主回路ブレーカーが作動します。トリップが発生した場合は、まずすべての配線に損傷がないか点検してください。

接続が回路図と一致していることを確認し、スイッチボックスの回路ブレーカーをテストし、

許可されていないデバイスが LED 電源に接続されていないことを確認します。

二次的または三次的な保護の欠如

LEDディスプレイには数十もの金属導体と配線接合部があり、絶縁が弱いと漏電が持続する可能性があります。この問題を解決するために、多層保護システムを採用しました。

• 一次保護
• 二次保護
• 三次保護
• 多くのインストーラーは、二次/三次保護を省略したり、一致しないコンポーネントを使用したりします。

これらの層がないと、画面の一部で小さな漏電が発生した場合でも、メインブレーカーがトリップし、システム全体が停止する可能性があります。評判の良いLEDディスプレイメーカーは、専用のソケットやサブサーキットブレーカーを追加することで、このような多層保護を実現しています。これにより、トリップの頻度を大幅に低減できます。

標準回路遮断器の限界

高品質の回路ブレーカーであっても、LEDスクリーンで誤作動を引き起こす欠陥があります。電磁ブレーカーと電子ブレーカーはどちらも、異常電流を検出するために変流器を使用しています。しかし、三相配線はこれらのリング内で完全に平衡になることはなく、LEDスクリーンでは三相負荷が完全に平衡になることは稀です。

高電圧・高電流下では、磁気リングに予期せぬ電圧が誘導され、誤作動を引き起こす可能性があります。さらに、ブレーカーには「トリップしない」電流閾値と「トリップする」電流閾値の間に「グレーゾーン」があります。LEDスクリーンの電流がこの範囲内で変動すると、ブレーカーが予期せずトリップする可能性があります。

LEDスクリーンの正しい接地方法：RCDなしでも安全

RCDはLEDスクリーンには適していないため、適切な接地が最も重要な安全対策となります。接地は、静電気放電（ESD）、雷サージ、および故障電流からスクリーンを保護します。ただし、重要なルールがあります。LEDスクリーンの保護接地を雷保護接地に絶対に接続しないでください。

なぜでしょうか？落雷すると、電流が地面に散逸するため、避雷用グランドの電位が急激に上昇します。LEDスクリーンのグランドがこれに接続されている場合、上昇した電圧によってスクリーンにサージ電流が流れ込み、LED、制御カード、電源モジュールが焼損する可能性があります。安全のため、この「グランド電位」を防ぐために、LEDスクリーンの避雷用グランドは避雷用グランドから少なくとも20メートル離す必要があります。

LEDスクリーンでは接地が必須である理由

LEDとドライバICは静電気に対して非常に敏感です。わずかなESD（静電気放電）でもLEDが焼損したりICが損傷したりし、ドット抜けや画面の誤動作を引き起こす可能性があります。LED画面は低電圧（約5V）・低電流（20mA以下）で動作するため、電圧スパイクに対して脆弱です。

適切な接地は、静電気、故障電流、そして小さなサージを敏感な部品から遠ざけます。これは単なる安全対策ではなく、スクリーンの長期的な信頼性にとって不可欠です。

LEDスクリーンの適切な接地手順

LEDスクリーンを正しく接地するには、以下の手順に従ってください。すべての電源には、ライブ（L）、ニュートラル（N）、アース（PE）の3つの端子があります。

1. 適切なワイヤーを使用してください:

すべての電源アース端子を専用の黄緑色の絶縁アース線で接続します。すべての接続部をしっかりと締め付けてください。緩んだアース線は高抵抗点となり、アースが機能しなくなります。

2. 適切な接地点に接続します。

現場に専用のアース端子がある場合は、黄緑色の線をそこに直接接続します。

3. 専用のアース線がない場合は、自然アース線（埋設鉄製の水道管や下水管など）を使用してください。アース線はアース線にしっかりと固定し、端子を溶接してください。ガス管などの可燃性配管は絶対に使用しないでください。故障時の火花によりガスが発火する恐れがあります。

• 自然の地面が利用できない場合は、一時的な地面を設置します。
• アングル鋼管または鋼管を水平または垂直に地中に埋めます。接地棒は、良好な接触を確保するため、少なくとも1.5メートルの深さに埋めてください。

5. 接地抵抗をテストする：故障電流と静電気を速やかに消散させるには、接地抵抗が4Ω以下である必要があります。接地抵抗計を使用して確認します。抵抗が高すぎる場合は、接地棒を追加するか、土壌に導電性化合物を塗布してください。

避けるべきよくある接地ミス

経験豊富な設置者でも、次のような重大な接地エラーを起こすことがあります。絶対に避けてください。

1. 柱に取り付けられたスクリーンがすでに接地されていると仮定します。

鉄骨柱に取り付けられた屋外用LEDスクリーンは、柱が基礎に接しているからといって必ずしも接地されているわけではありません。基礎のアンカーボルトはコンクリートに埋め込まれており、コンクリートの抵抗値は100～500オームと高いため、効果的な接地には適していません。専用の接地線が別途必要です。

2. スクリーンの金属フレームをアースとして使用する:

多くの設置者は、電源がフレームに取り付けられているということは、電源が接地されていると認識しています。しかし、スクリーンのフレームは塗装仕上げのため、接触不良が発生します。時間の経過とともに、錆、酸化、熱膨張によるボルトの緩みなどにより、この「接地」は完全に機能しなくなります。その結果、静電気による損傷、感電、干渉が生じ、画面に不具合が生じます。

最終的な考え：

LEDディスプレイは、今日の商業施設や公共スペースで欠かせない存在です。安全かつ確実に稼働させるには、RCDの使用は避けるべきです。RCDはLED技術と相性が悪いからです。

これらのガイドラインに従うことで、不要なダウンタイムを排除し、LED スクリーンの寿命を延ばすことができます。