電気回路における接地とは？

質問

「接地」の意味合いがよくわかっていません。

電気機器において、電路と外箱間が絶縁不良により繋がった（漏電した）としても、外箱が接地されていれば、もし外箱に人が触れて感電したとしても、人体に流れる電流を抑えることができるそうですが、そもそも漏電した電気が流れる経路がなければいいのではないでしょうか？

電源側で接地されているから、漏電した電気がそこに戻る回路ができるわけで、非接地にしておけば回路はできないから、感電しても大丈夫だと思うのですが。

こういう基本的な部分がよくわかってません。ご教示願います。

回答No.5

check-svc · ベストアンサー

＃４です。
＞高圧線と大地間に静電容量があるのでしょうか？ 電線間にはないのでしょうか？
●これは電磁気学の問題となりますが、まず電線間には静電容量があります、電位差がありますから。
次に大地との間ですが、大地という大きな面積の導体と向き合っているので電線間の静電容量がこれからも生じています。

つまり、電線間の静電容量はΔ結線、大地を経由する静電容量はY結線で等価的に表せます。

次に地絡電流の流れるサマですが、このコンデンサのY結線の内、いずれかのコンデンサをショートさせた状態が地絡の状態です（Yの中性点が大地です）。

よって地絡電流（零相電流：I0）は他のコンデンサと変電所バンクとの閉回路を流れることになります。

こちらサイトの｛2000年12月分｝が解りやすいと思います。
http://www.geocities.co.jp/Technopolis-Mars/3311/TOPICS3.htm

なお、当初の質問からかなりずれてきていると思われますので、ここからさらに派生する場合は改めて質問された方がいいと思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。

ご紹介のサイト、参考になりました。

>なお、当初の質問からかなりずれてきていると思われますので、ここからさらに派生する場
>合は改めて質問された方がいいと思います。

ご指摘ありがとうございます。そのようにします。

回答No.4

check-svc

＃３です。
＞では、高圧電気設備で行うA種接地において、漏電時にここに流れる電流はどこへ戻っていくのでしょうか？（漏電時の閉回路）
●高圧電気設備において、高圧側にて地絡した場合は高圧配電線にて地絡した場合と同じで、つまりは配電線の静電容量を通じて地絡の閉回路となります。
その場合は変電所でも地絡を検出するので、変電所の地絡継電遮断器が動作するまでに高圧受電側で遮断しないと配電線全体の停電となり、影響が大きくなります。

お礼

ご回答ありがとうございます。

「高圧線は、大地との間に静電容量があり、どこかで地絡が起こると、地絡した相以外のラインから、それぞれの静電容量を通じて、地絡地点に漏電電流が流れ、地絡した相を電源に向かって戻っていく」
↑
この理解で正しいですか？

ちなみになぜ、高圧線と大地間に静電容量があるのでしょうか？
電線間にはないのでしょうか？

どうも電気における「大地」というものの意味合いがわかっていません・・・

回答No.3

check-svc

＃２です。
＞B種接地抵抗値は、電力会社から教えてもらわないとわからないとのことですが、これは、なぜなのでしょうか？
●B種接地抵抗値は、高圧の混触により地絡電流が流れた場合に対地電圧を１５０Vあるいは３００V以下に抑えようとするのが目的ですから、その地絡電流値がいくらになるかが問題となります。
地絡電流の計算方法は「電気設備技術基準」に定められており、つまりはその柱上変圧器の属する配電線ならびにその配電線に供給する変電所バンク（変圧器の組み合わせ）が供給する他の配電線も含めた線路定数によって決まります（つまりは配電線の対地静電容量によって決まるのです）。
この線路定数もしくは地絡電流値は電力会社でしか分かりません。

お礼

ご回答ありがとうございます。

B種については理解できました。

＃２で回答いただいた「特高送電線は中性点を接地しておりますが、高圧配電線は接地しておりません（そのため、ほとんどが配電用変電所の変圧器はΔ結線）」についてですが、では、高圧電気設備で行うA種接地において、漏電時にここに流れる電流はどこへ戻っていくのでしょうか？（漏電時の閉回路）

回答No.2

check-svc

＃１です。ちょっと違います。

＞本来、電路を完全に絶縁できるのなら、接地はしない方がいい・・・・
●特高送電線は中性点を接地しておりますが、高圧配電線は接地しておりません（そのため、ほとんどが配電用変電所の変圧器はΔ結線）。
これは、送電線路の事故については高感度で地絡を感知できますが、配電線路では中性線を接地すると、地絡電流が大きく公衆災害に到りやすいので、中性点を接地しない方法を採っています。これは逆に地絡した場合の電流がわずかなので地絡検出が難しいということにつながります。

で、本題の低圧屋内配線においてですが、柱上変圧器でB種接地されておりますのでご質問のように地絡した場合はここを地絡電流が流れます。
このB種接地は柱上変圧器が内部で混触した場合に、高圧が２次側の低圧に流れてくるので、これによる対地電圧上昇を抑えるために必要でなのです（混触防止板を用いた変圧器などでは例外はある）。

ですから、柱上変圧器側で接地されているので、絶縁不良が生じた場合は感電の恐れがでてくることになるし、その外箱を接地（D種）してあれば地絡電流が流れて漏電ブレーカが作動し、機器故障が早期に発見できると言うことになります。

病院などでは変圧器を用いて非接地系の配線を行っているのもあります。これはまさに質問者さんの言われるとおりのことを目的としています。

お礼

ご回答ありがとうございます。

>このB種接地は柱上変圧器が内部で混触した場合に、高圧が２次側の低圧に流れてくるの
>で、これによる対地電圧上昇を抑えるために必要でなのです（混触防止板を用いた変圧器な
>どでは例外はある）。

B種接地抵抗値は、電力会社から教えてもらわないとわからないとのことですが、これは、なぜなのでしょうか？

回答No.1

check-svc

接地（本件はD種接地工事）に対する考え方が違います。

ひとつは漏電による災害防止、もう一つは機器不良を早期に察知することが目的なのです。
感電対策だけではないということ。

＞そもそも漏電した電気が流れる経路がなければいいのではないでしょうか？
●感電対策としてはそのとおりですが、それだと機器不良が分かりません。
漏電ブレーカも外箱接地していないと漏洩電流が流れませんので動作できません。

お礼

ご回答ありがとうございます。

つまりこういう考え方でいいのでしょうか。

「本来、電路を完全に絶縁できるのなら、接地はしない方がいい。ただ、現実問題として、一般的な電気設備の電路を完全に絶縁状態に保つことは不可能なので、絶縁不良は起こることを前提に接地を行い、漏洩電流を検出することで機器異常を早く見つけ、また人が感電した場合も最小限の被害で済むために接地を行っている」

これは、いわゆるA,C,D種の機器接地に関する考え方だと思いますが、わからないのがB種などの系統接地です。
なぜ、電路を接地する必要があるのでしょうか？？