接地事故(地絡)とは

接地事故(地絡)とは

A ground fault is an inadvertent contact between an energized conductor and ground or a grounded equipment frame. 地絡電流の帰還路は、接地システムおよびそのシステムの一部となる人物または機器を通ります。漏電の原因の多くは絶縁破壊です。湿度、水分、埃が多い環境では、設計およびメンテナンスにより注意を払う必要があることを理解しておくことが大切です。水分は導電性を持つことから、絶縁低下を引き起こして危険な事故の発生率を高めます。


接地の目的

Almost all electrical enclosures are bonded or grounded, in an attempt to eliminate a hazardous potential that could exist on the device relative to the ground or floor that someone may be standing on. In other words, it reduces shock hazards. When we look at a grounded power system, we want to ensure that there is a low resistance grounding path from grounded devices back to the power source. This ensures that if there is a ground fault from an energized conductor to the frame of a piece of equipment, there is a low-resistance path for that fault current to flow back to the source. If the path became high resistance, the frame of the equipment could have a high voltage on it.

電気故障は、相関故障と漏電という 2 つのカテゴリーに分けられます。数々の研究により、電気故障の 98% が漏電であることが明らかになっています(出典:Woodham, Jack, P.E. 「The Basics of Grounding Systems」2003年5月1日 )。ヒューズを相関故障から保護できる場所においては、一般的に保護リレーなどの保護を追加して漏電から保護することが必要になります。


障害の主な原因

全体に占める割合

湿気への露出

22.5%

ツールや齧歯動物などによるショート

18.0%

埃への露出

14.5%

その他の機械的損傷

12.1%

化学物質への暴露

9.0%

経年による通常の劣化

7.0%

As an example, in the toaster circuit below, the black or hot wire is shorted to the metal casing of the toaster. 回路が閉じると、すべてまたは一部の回路がトースターのケースを通じた経路をたどり、緑のアース線に流れます。十分な電流(通常 6 x 15 A = 90 A)が流れると、回路ブレーカーが開きます。5mA という低電流を検知するために保護リレーを設置することで、非常に低いレベルでも回路ブレーカーが開き、通常の回路ブレーカーより極めて迅速な対応が可能になります。



上記の例は確実に接地された単相回路ですが、後に説明する 3 相回路でも原則は同じです。リレーおよびモニターは、電流、電圧、抵抗、温度のわずかな変化を検知し、表 1 に示される主要な故障誘因を特定するために設計されています。

漏電リレーが誤ってトリップする原因にはどのようなものがありますか?

Harmonics and higher-frequency noise, especially at the third harmonic, can be present in an electrical system and appear as fault current.ユーザーがさまざまな可変周波数のドライブ、インバータ、蓄電池 / UPS、さらには LED 照明まで使用するようになり、電気的ノイズの問題は広がりつつあります。不要なトリップを防ぐためにも、高周波やその他のノイズを測定してしまうことのない高品質の漏電リレーをお選びください。

非接地システムの代わりに接地システムを使用するメリットは何ですか?

非接地システムで最も懸念されていることのひとつは、過渡過電圧のリスクです。断続的な漏電やアーク放電の伴う漏電が起こるとシステムの電圧は上昇し、絶縁体に圧力がかかって劣化を招き、システムの電圧が通常の 6 倍以上にもなることがあります。また接地システムのメリットとして、漏電の場所を簡単に特定できることも挙げられます。 Ungrounded systems do not provide a path for ground-fault current to flow on the first fault, so current-based solutions are not used to detect a fault. Instead, voltage-based solutions or insulation monitors are used to detect presence of the fault.

However, because the voltage on the faulted phase will be reduced throughout the entire system, locating the fault can be very difficult.接地システムでは電流ベースの漏電リレーが使用できるため、故障の箇所が正確に分かります。

故障の種類はいくつくらいありますか?

故障には、相間、3 相、地絡の 3 つのタイプがあります。相間故障(「短絡回路」)は、デバイス内に過剰な電流が流れ、ワイヤーが焼き切れることで起こります。ダンキ・ジェイコブスの教本によると、故障の 95% は地絡で 4% は相間故障、1% が 3 相故障であることが分かっています。

漏電リレーの働きを教えてください。

電気回路では、電流はもとのソースに戻ります。電流ベースの漏電リレーは、次の 2 つ方法のどちらかで地絡漏電を検知します。1.) 零相。この場合は、リレーは、ソースから戻って来る電流が同じコンダクタに流れているか位相コンダクタを監視します。異なる経路(通常は地面)をたどってソースに戻ってくるものがあれば、その差を漏電リレーが検知し、さらにそれが所定の時間内で設定されている範囲を超えていた場合はリレーが作動します。2.) 直接測定。漏電リレーはまた、変圧器の中間点と地面との間の接続の電流を測定することもできます(中性点接地抵抗器付きの場合も可能)。システム内のどこで漏電が発生しても電流はこの経路を通って戻ります。