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接地工事の種類と接地抵抗値(電技解釈第17条)

電気工事にも色々ありますが、その中の一つに接地工事というものがあります。

 

接地工事は電気工事の中でも大事な工事で、漏電による感電や火災事故の防止、漏電遮断器の確実な動作、異常電圧の抑制などを目的として行われる工事です。

 

ここでは第二種電気工事士の筆記試験で毎年(毎回)出題されている「接地工事の種類と接地抵抗値」について解説しますが、その前に、

 

接地って何? なんで接地が必要なの?

 

というところから簡単に説明します。

 

接地が分からないと、なんの話か分からないですよね。

 

接地って何? なんで接地が必要なの?

「接地」の「接」は「接続の」、「接地」の「地」は「大地の」とイメージしましょう。

 

すると接地とは、

 

大地に接続する

 

という意味になりますね。

 

それで、何かを「大地に接続する」のですが・・・

 

例えば、100Vのコンセントに接続された電気機器が金属製の箱(ケース)の中に入っているとします。

 

電気機器が入った金属製の箱(ケース)

 

この電気機器が入った金属製の箱は何も異常がないときは手で触ってもなんてことはないですよね。

 

異常がない時は手で触ってもOK!

 

でも、金属製の箱に入った電気機器が異常になって箱の中で電気が漏れていたら、どうなっちゃうでしょうか?
(電気が漏れることを漏電といいます。)

 

例えば何か異常があって、コンセントの100Vが金属製の箱にもつながってしまったとしますよね。

 

すると、箱は金属製で電気を通すことができるので、箱にコンセントの電圧がそのままかかってしまうことになります。

 

箱にコンセントの電圧100Vがそのままかかっている

 

この100Vの電圧がかかっている箱を触ってみることにしましょう!
※実際にこんな実験をしてはダメですよ!

 

100Vの電圧がかかっている箱に触ったので感電する

 

100Vの電圧がかかっている箱に触ったので、当然、感電します!

 

上の図には「痛すぎる〜!」なんて書いてますが、そんなことではすまない事態になる場合もあります。

 

そこで、このような感電事故を防止するために接地工事をします。

 

初めの方で書きましたが、接地とは「大地に接続する」という意味でした。

 

では、金属製の箱を大地に接続してみましょう。

 

接地工事された金属製の箱

 

上の図のように、接地するときには「接地線」と「接地電極」を使用し、大地に接続することを接地(その工事を接地工事)といいます。

 

接地線は銅でできた線(つまり銅線)、接地電極は銅でできた棒で、金属製の箱と接地電極を接地線でつないで接地電極を大地に埋め込みます。

 

それでは、接地された金属製の箱に100Vの電圧がかかっていて、このときに箱に手で触れた場合にどうなるでしょうか? 感電するんでしょうか? 触ってみましょう。

 

接地工事された金属製の箱に触れた場合

 

この場合は、100Vの電圧によって流れる電流は人(裸のおじさん)の方には流れず、接地線を通って大地に流れるので感電しないんですね。

 

なんで?

 

人体の抵抗値よりも接地線側の方が抵抗値が小さい(そうなるように接地工事をしている)ので、電流は接地線側に多く流れ、人体側にはほとんど流れません。

 

接地線側の方が抵抗値が小さいので電流のほとんどは接地線側を流れる

 

この理由は次のような回路を考えてみれば分かりますね。(分流)

 

接地線がある場合とない場合の電流

 

左の図は接地線がある場合の電流の流れ方です。接地線があるので人体と接地線に電流が分流(分かれて流れるという意味)しますが、人体側の抵抗値に比べて接地線側の抵抗値(接地抵抗値)が小さいので、流れる電流のほとんどが接地線側を通ります。

 

右の図は接地線がない場合の電流の流れ方です。接地線がないので、流れる電流のすべてが人体側を通ります。

 

上の2つの図を見比べてみると、接地線があるかないかで、人体に流れる電流の大きさがぜんぜん違うということが分かりますね。

 

なので、万が一金属製の箱に電気が漏れても、箱を接地しておけば人が箱に触れても感電しないということになります。

 

このように、感電防止のために接地をすることが接地工事の目的の一つになります。

 

あ、それから、接地をすることを「接地をとる」とか「アースをとる」と言ったりもしますよ。

 

ここまでの説明で接地のイメージができたと思うので、次は本題の接地工事の種類と接地抵抗値について解説します。

 

 


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接地工事の種類と接地抵抗値

接地工事の種類と接地抵抗値については「電気設備の技術基準の解釈(電技解釈)」の第17条で決められていて、接地工事にはA種接地工事、B種接地工事、C種接地工事、D種接地工事の4種類があります。

 

ちなみに昔は、

 

A種接地工事を第一種接地工事、
B種接地工事を第二種接地工事、
C種接地工事を特別第三種接地工事、
D種接地工事を第三種接地工事

 

と言っていました。

 

これら4種類の接地工事について、A種接地工事から順番に説明します。

 

A種接地工事

A種接地工事は、高圧または特別高圧などの電圧が高い機器の鉄台、金属製外箱などを接地するときに適用される接地工事になります。

 

A種接地工事の接地抵抗値は10Ω以下で、使われる接地線の種類は引張強さ1.04kN以上の金属線または直径2.6mm以上の軟銅線になります。

 

B種接地工事

B種接地工事は、高圧または特別高圧と低圧を結合する変圧器の中性点(中性点がない場合は低圧側の一端子)を接地するときに適用される接地工事になります。

 

B種接地工事の接地抵抗値は、変圧器の高圧側または特別高圧側の電路の1線地絡電流のアンペア数で150を除した値以下で、使われる接地線の種類は引張強さ2.46kN以上の金属線または直径4mm以上の軟銅線になります。

 

C種接地工事

C種接地工事は、300Vを超える低圧の機器の鉄台、金属製外箱などを接地するときに適用される接地工事になります。

 

C種接地工事の接地抵抗値は10Ω以下で、使われる接地線の種類は引張強さ0.39kN以上の金属線または直径1.6mm以上の軟銅線になります。

 

ただし接地抵抗値は、低圧電路において、当該電路に地絡を生じた場合に0.5秒以内に自動的に電路を遮断する装置を施設するときは500Ω以下になります。

 

D種接地工事

D種接地工事は、300V以下の機器の鉄台、金属製外箱などを接地するときに適用される接地工事になります。

 

D種接地工事の接地抵抗値は100Ω以下で、使われる接地線の種類は引張り強さ0.39kN以上の金属線または直径1.6mm以上の軟銅線になります。

 

ただし接地抵抗値は、低圧電路において、当該電路に地絡を生じた場合に0.5秒以内に自動的に電路を遮断する装置を施設するときは500Ω以下になります。(C種接地工事と同じですね。)

 

比較しやすいようにA種接地工事からD種接地工事までを表にまとめると次のようになります。

 

接地工事の種類

摘要

接地抵抗値

接地線

A種接地工事

高圧または特別高圧などの電圧が高い機器の鉄台、金属製外箱などの接地 10Ω以下 引張強さ1.04kN以上の金属線または直径2.6mm以上の軟銅線

B種接地工事

高圧または特別高圧と低圧を結合する変圧器の中性点(中性点がない場合は低圧側の一端子)の接地 変圧器の高圧側または特別高圧側の電路の1線地絡電流のアンペア数で150を除した値以下 引張強さ2.46kN以上の金属線または直径4mm以上の軟銅線

C種接地工事

300Vを超える低圧の機器の鉄台、金属製外箱などの接地

10Ω以下
(ただし、低圧電路において、当該電路に地絡を生じた場合に0.5秒以内に自動的に電路を遮断する装置を施設するときは500Ω以下)

引張強さ0.39kN以上の金属線または直径1.6mm以上の軟銅線

D種接地工事

300V以下の機器の鉄台、金属製外箱などの接地

100Ω以下
(ただし、低圧電路において、当該電路に地絡を生じた場合に0.5秒以内に自動的に電路を遮断する装置を施設するときは500Ω以下)

引張り強さ0.39kN以上の金属線または直径1.6mm以上の軟銅線

 

第二種電気工事士の筆記試験でよく出題されるのはC種接地工事とD種接地工事についての問題で、特にD種接地工事がよく出題されています。D種接地工事の接地抵抗値100Ω以下は基本中の基本なのでちゃんとおぼえておきましょう。

 

それから、C種接地工事とD種接地工事では表にも書いてあるように、

 

「地絡を生じた場合に0.5秒以内に自動的に電路を遮断する装置を施設するときは500Ω以下」

 

となります。

 

これについても度々問われているので、こちらもあわせておぼえておくようにしましょう。

 

補足|接地していると本当に感電しないの?

接地工事の説明のところで「接地していると感電しない」と書いていますが、本文中で分流の回路図を使って説明しているように、接地していても人体に多少の電流は流れます。(分流って何?という方は、こちらの直流回路の計算(分圧と分流)のページを参考にしてみてください。)

 

人体の抵抗値が小さくなっている状態の場合(例えば濡れているとか)や、接地抵抗値が大きくなってしまっているような場合には、人体側に流れる電流が大きくなる可能性があります。なので、接地していてもビリビリと感電する可能性があるので注意しましょう!

 

 

 

接地抵抗の測定方法については、接地抵抗計による接地抵抗の測定方法のページを参考にしてみてください。

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