対地間電圧について

質問

機器を接地していない状態で筐体～対地間にＡＣ５０Ｖ（単相１００Ｖにて）の電圧があるのは異常では無いとあるサイトで読んだ事があるのですが、そのメカニズムがよく解りません。

１）なぜ筐体～対地間に電圧があるんですか？

２）なぜ５０Ｖになるんですか？（機器又は条件によって変わるのでしょうか？）

初歩的な質問で申し訳ありませんが、以上の２点を素人にもわかりやすく説明して頂けないでしょうか。
よろしくお願いします。

回答No.5

shino0413 · ベストアンサー

＞それ以下の漏れ電流でも感電することってあるんでしょうか？
ちょうど感電による人体反応を記載しているHPがあったので貼っておきます。多少の個人差はありますが、最小感知
電流以下であれば感電しているとは認識できないので、感電とは言わないでしょう。
http://www.nttfe-thk.co.jp/mame/denki/denki.html

＞正常な機器でも接地せずに使用したら感電する場合があるんでしょうか？
>>3で書かれている通り水雰囲気状態にあれば感電はあり得ます。「水で濡れた手でスイッチを操作しない」などと注意
書きされているのは典型例です。

そもそも接地には感電防止、漏電検出、機器の安定動作などいくつかの目的がありますが、筐体の接地は感電防止
のためです。どんな機器でも最初は正常ですが、漏電が起きた場合に人が感電しないように筐体接地をとる訳です。
一般の方はあまり知らないかと思いますが、電動工具による感電死傷事故も時々起きているので出来るだけ接地は
取った方が良いし、100Vの工具などでも接地付きのものを使用した方が良いです。

>>2のお礼欄ですっきりとはいかないと書いておられますが、こんな感じでイメージできないですかね？
・筐体が接地されていないということは宙に浮いているのと同じで電圧が確定していない。
・その浮いた筐体は0V（接地側）と100V（電圧側）の間にあって両方から同程度の影響を受けている。
　（電磁的な結合が分からなければ、鉄に磁石を近づけた場合を想像してもらえば良いです）
・電源線と直接つながっているわけではないので、人が触っても感電するほどの電流を流す能力はない。

お礼

対地間電圧が５０Ｖであるイメージが掴めてきました。非常に解りやすい解説ありがとうございました。

回答No.6

noname#59315

感電の可能性を心配されているのですね？

筐体が接地されていない場合は、電圧線（対地１００V)と筐体との間、筐体と大地との間の静電容量によって、１００Vが分圧されている状態です。したがって、両者の静電容量が同じならば、筐体の対地電圧は５０Vとなりますが、通常は筐体と大地との静電容量の方が圧倒的に大きいので筐体の対地電圧は５０Vよりも小さくなります。

例外として、金属管に電線を入れた場合のように、金属管と電線との間の静電容量が大きい場合は、金属管の対地電圧は１００Ｖに近づきます。

筐体に触って感電するかどうかというご質問ですが、先ほどの分圧の等価回路で考えると、そこに人体が筐体と大地との間に追加されることになるわけですが、テブナンの定理で考えれば判るのですが、電圧線と筐体との静電容量によるインピーダンスが非常に大きく、人体を流れる電流は僅少といえます。

次に、漏れ電流のことですが、これは１ｍA以上は漏電扱いです。正常値はこれより少なくなければなりませんし、実際はもっともっと小さいです。
したがって、接地していない筐体に触れても感電はしません（正常な機器に限ってですが）。

お礼

ありがとうございます。みなさんのおかげで色々と勉強になりました。
これからもちょっとずつ理解を深めていこうと思います。また疑問が沸いて来たら質問させて頂きますので、そのときはどうぞよろしくお願いしますm( __ __ )m

回答No.4

noname#21649

＞筐体に電圧がかかっているのが
２番の方の内容で良いでしょう。
ただ.「モーターの浮遊容量が中点になっている」のは私の時代では異なります。巻き方の関係で心側の分布容量が大きく.外側が小さくなりますから。最近のモーターをばらして中身を見ていません。多分最近は変わっているのでしょう。

回答No.3

mermaid2004

＞一般的に人が感知する（感電する？）電流は最小１～２ｍＡ程度
●　仰る通りで表現が少し悪かったかな？、機種により、１～2mA 程度流れる機種もあり得ますが、其れ以下が多いと思われます、実測したことはありません。
これら要因と故障による感電を防止するため、水分雰囲気では必ず筐体を接地し使用する必要があります。（洗濯機、冷蔵庫、エアコン　他もアース付けるように取説にあると思います）

＞たとえば正常な機器でも接地せずに使用したら感電する場合があるのでしょうか？、
●人体が水雰囲気にあれば感電があるかも知れません。（テストした事はありませんが、普通は畳、板の上、あるいは靴を履いているなどで感電は少ないが）

回答No.2

mermaid2004

●　柱上変圧器の所で１線が接地されています、コンセントの所で対地電圧を測定すれば解ります、１線は０ｖ、別に１線は１００ｖと成ります。

●１線の接地は高圧側と混触した場合に低圧側の安全を確保する為です。

１）なぜ筐体～対地間に電圧があるんですか？
２）なぜ５０Ｖになるんですか？（機器又は条件によって変わるのでしょうか？）
●例えば冷蔵庫、中にモーターがあり、モーターには誘導磁界発生の為にコイルが巻かれ、１００ｖが供給されています。
●この１００ｖは１線は接地線で別１線は対地電圧１００ｖです。
●コイルには交流電流が流れますが、静電容量を通し、極僅か洩れ電流があります、コイルには対地電圧０ｖと１００ｖが供給しており、お互いに電圧を打ち消し、平均の５０ｖが発生します。
●コイルは絶縁物を挟み筐体と物理的に繋がっていますが、筐体の近くに接地側の線が偏っていれば、５０ｖより低く、逆の場合は５０ｖより高くなります。
●又　テレビへの雑音防止の静電容量が入っている場合もあり、２つの静電容量で電源に繋がり、中点が筐体と繋がっている場合もあります。（静電容量の説明は難しいですね）
●静電容量を介する洩れ電流は極僅かで数mA又はそれ以下です。従って電圧計の内部抵抗により、５０ｖより低い電圧を検出する場合もあります。

まとめ　交流電流は絶縁物を介し電流の洩れがあり、洩れは２線が概ね同じで平均の５０ｖが検出されます。
冷蔵庫に限らず接地されていない電気製品の筐体全てに同じです。

お礼

ありがとうございます。
大変参考になりました。まだまだすっきり解決とまでは行かないですが、もっと自分でも勉強しないとだめですね。
ところで、漏れ電流が数ｍＡ以下と言う事ですが、たとえば正常な機器でも接地せずに使用したら感電する場合があるんでしょうか？
一般的に人が感知する（感電する？）電流は最小１～２ｍＡ程度と聞いたことがあるんですが、それ以下の漏れ電流でも感電することってあるんでしょうか？

回答に対する質問になってしまって申し訳ありません。
もっと電気のことを知りたいと思っています。よろしければまたご回答ください。

回答No.1

noname#21649

＞素人に
交流理論がわかる程度の知識があるとします。
1）
柱上変圧器の二次側の鉄心側の端子が柱状変圧器のところで接地されています。

2)
電子機器のノイズフィルターが3端子のコンデンサーの場合には.
2つのコンデンサーの容量が等しくなっている場合.中点は50Vになります。電源トランスの影響などで容量が異なる場合には電圧がずれます。

お礼

ありがとうございます。
２）についてはなんとなく解りかけたような気がします。
１）のほうは電源の片側が接地されていると言う事は理解できたんですが、筐体に電圧がかかっているのが理解できません。
素人じゃなくてド素人でした。すみません＾＾；