接地について

質問

電気の素人です。
単相２線式，単相３線式，３相３線式など低圧側の電線は接地を行うありますが、何故　電流が流れている線に接地して回路的に成り立つのでしょうか？例えば電池（電源）を使い電球（負荷）を明るくする直列回路では、よく電流の流れはその回路をくるりと一周する絵が描いてあるのを見ます。もし低圧側に接地すると、電流は接地側に流れ、電流が１周するという流れが成り立たないとイメージするのですが間違ってますか？この辺が理解できません。どうか分かりやすく教えてください。
また高圧と低圧の混触により低圧側の大地間との電圧が上昇しないように接地するとなりますが、これも何故、上昇するのかイメージがわきません（高圧が低圧に触れるのだからあたりまえだろと言われればそれまでですが・・・）。どうか詳しい方、お知恵をお貸しください。

回答No.4

noname#74145 · ベストアンサー

■AC100Vラインにアースが無いと

電柱からの引っ込み線がアースをとってない、つまり電気的に空中に浮いている状態だと雷、静電気、柱上変圧器の高圧側との絶縁不良などによって地面との電位差が非常に不安定になる事は確かです。近くに落雷があれば電磁誘導によって一瞬非常に危険な電圧が誘起されます。

ここで人間と地面の間の電位差はほとんどゼロボルトの事が多いのですがこれは万が一AC100Vラインを触ると非常に危険だと言う事でもあります。コンセントの右と左にテスターを当てれば確かに100Vですが地面とコンセントの間は数万ボルトにもなる可能性があり人間がその高圧に触れる可能性がある訳です。

■アースをとってあると

AC100Vラインのアース側は電気的には地面と同じになります、と言う事はもう片方は常に地面に対してAC100Vの訳ですから安心できます。
柱上変圧器の絶縁劣化、近所に落雷などがあっても対地電圧は上がりません。
ただし！ただし実際は雷の場合は瞬間の電圧変化なので変圧器の中の巻き線が大きなインピーダンス（抵抗のようなもの）となって対地電圧が数千ボルトにもなる事があります。電気製品の雷被害はほとんどがこのパターンですからアースが取って有るとは言っても安心は出来ませんね。

＞低圧側に接地すると、電流は接地側に流れ、電流が１周するという流れが成り立たないとイメージするのです・・・

次のように考えてください、つまり電池に豆電球をつないで今光っています。この状態で電池のマイナス側を大きな鉄板に（仮想地球）つなぐとどうなりますか？図面を描いて見れば分りますがマイナスから鉄板に電流が流れる理由がありません。
理由は電池のマイナス側と鉄板が同じ電位になるからです。

■最初に戻って・・・水に例えると
アースの問題ですが地上に高さが100センチのドラム缶があり1メートル位の足が付いている（アースしている）。中には水がたっぷり入っていて一番下の部分には穴が開いていて水が勢い良く噴出している。この水を手で受ければまあまあの刺激（100Vの電撃！）ですが地上に置いてあるので特に危険な水圧にはなりません。

ところがこのドラム缶が勝手に上下して（アースが無いので電気的に不安定）仮に100メートルも上がった場合そこから落ちる水は空気抵抗が無ければ人間が大怪我をするほどの威力があります。
ドラム缶（AC100V）そのものは同じなのに高さが変化すると非常に危険な事になるわけですね、それを防ぐ意味でもアースは必要です。

。

お礼

分かりやすい御説明ありがとうございました。
素人でもとてもよく理解できました。これでモヤモヤが消えて次への勉強ができます。

回答No.3

outerlimit

接地の意味を勉強してください

1点の接地であれば、その電気回路の動作には全く関係しません

その回路全体の　地球に対する電位が決定するだけです（大地との電位差＝電圧が決定する）

接地しないと　その回路と大地との電位差は不定です（回路には付随するキャパシタンスがあり、これを通して接地されているので、大地との電位差は決まらず、どこを触っても感電する危険があり、また触られたことを検出できないので回路を遮断できず、被害を拡大させてしまう（触ったとは漏電と考えてもよろしいです)

この不安定な動作を安定させるために、回路の1点を接地させ、回路の大地に対する電位差を所定の値にします（付随するキャパシタンスの影響はほとんど無視できる程度まで小さくなる)

高圧との混触も接地してあれば異常を検出できますが、接地していないと検出が非常に難しくなります

ここでの回答だけで理解しようとするのは無理です
ここでできることはワンポイントアドバイスだけです
詳しくは書籍文献を読んで勉強してください

ただ言えるのは、概念の理解が不十分です、ですから　書籍等を読んでも理解が難しいのでしょう、その点を念頭にトライしてください

お礼

ありがとうございました。
おっしゃるとおり、勉強不足でした。
さらに書籍で勉強してみます。

回答No.2

foobar

回路を一ヶ所で接地しても、接地線には電流は流れません。（接地点から先、電流の流れる経路ができないので。）

接地しないと、回路の対地電位が定まりません。（どんな電位にでもなることができる）。接地することで回路の対地電位が定まります。

接地していない（電位の定まらない）回路が、高電位の線と電気的に継ると、電位があがってしまいます。

お礼

回答ありがとうございます。
かなり理解できて来ました。

回答No.1

daitei

先ず、電池で説明します。電池が空中に浮いていると、＋とー極の
間の“電圧”は1.5Vで確定します。しかし、大地（地面）との間で
電圧計の一端を接地して、電池の＋極との電圧を計測しても、“電位”
は確定しません。どのような表示をするかは、条件次第になります。
しかし、ー極を接地（地面に埋めた電極に）すれば、
電池のー極は大地と同じ“電位”になり、今度は＋極と大地間を
計測すると、１．５V と表示できます。接地にはいくつか目的がありますが、この場合の接地目的は“電位”を確定するために行います。
マイナス極を接地しても、その接地線に電流が流れているわけでは有りません。このように電圧、電流で考えるのではなく、“電位”を共通の
基準で考えるために接地します。交流電路でも電路の対地電圧を確定するために電路の片方を接地します。低圧の屋内配線（家庭など）は
対地電圧を１５０V以下にするように定められています。対地電圧が低いほうが感電事故を防ぐ上で有利です。
もう一方の理由で（こちらが重要）、保安（人体保護）のために接地をします。
高圧変圧器の一次側と二次側（低圧側）は絶縁されていますが、
何らかの事故で一次巻線と二次巻線が接触した場合、一次側の高電圧が
二次巻線に現れます。これに人体が触れた場合、人体は地面に立っているので、触れたところから、地面に向かって人体を電流が流れ非常に危険です。この感電事故を防ぐためには、二次側の電路を接地しておけば、万一高圧側が接触しても大地と同じ電位になり、危険の度合いが軽減されます。（実際は保護装置が働きすぐに遮断します）
接地にはそのほかにも保護装置の確実な動作を助けるためとか、ノイズ対策とか、いろいろ理由がありますが、大きな理由は、人体を感電事故から守ることと、電位を地面に対して確定することです。電位と電圧は違う概念ですので、混同しないように。

お礼

とても分かりやすく説明していただきありがとうございます。
電位と言う観点から物を見てませんでした。考え方をかえてみます。