家庭用電気システムのアース接続は本当に必要ですか?

Nov 25 2020

私の質問に対する答えは「はい、そうです!」であることを私は知っています。障害のある機器の金属部分に人が触れて電気ショックを受けないようにするために、アース接続が必要です。したがって、人は高電圧の金属部分と地面の間の回路を閉じる導体として機能します(定義上ゼロボルトで)。したがって、接地接続は、電流が流れるための代替経路を提供します。これは、配電システムのどこかで、中性線Nが地面に植えられた金属棒に接続されているために発生します。私の質問は、写真に示されているように、この中性線-アース接続が取り外された場合はどうなりますか?故障した機器の金属ケースに触れても、アースを含む回路がないため、回路が閉じないため、家庭用コンセントのアース線が不要になります。ですから、私が理解しているように、これは(多分)配電システムがどこにも接地されていなければうまくいくでしょう。これは、完全に地上から浮かぶ配電システムを実現することは可能ですか?答えはノーだと確信していますが、理由はわかりません...だから、なぜ不可能なのですか?ありがとうございました。

回答

51 Andyaka Nov 25 2020 at 20:15

あなたが考慮していないのは、「不正な」ライブ接続含むアースされたシャーシまたは金属ボックスは、ライブがアースされた金属に接触する原因となる障害が発生した場合に自己啓発するということです。ヒューズが切れ、数ミリ秒以内に問題が安全になり、明らかになります。

絶縁AC電源(絶縁トランスの2次側など)の場合、ライブが金属ボックスに接触した可能性があることを明らかにするものは何もありません。あなたはそれに触れることができ、おそらく小さなうずきを受け取ることができますが、それは明らかに自明ではありません。

障害1が発生しましたが、自己啓発ではありません...

しばらくして、別の障害が発生します。これは、通りのどこにでも、その通りの家のどこにでも発生する可能性があります。その障害により、ニュートラルがアースに接続されます。

障害2は、ヒューズを飛ばさないため、自己啓発もしません。-

次に、発掘された金属製の箱またはシャーシに触れます。-

この回路をシミュレートする–CircuitLabを使用して作成された回路

マゼンタの矢印は感電死の流れを示しています

さて、金属製の箱は(アースされていないため)死の罠であり、次の不運な人がやって来てそれに触れるのを待っています。危険な状況が発生したことを示すものは何も明らかにされていません。

最初の「ヒント」(ヒントを生き延びた場合)は感電死です。

9 Transistor Nov 25 2020 at 21:42

Andyの答えに加えて、最初の障害によってどちらのフェーズが「中和」されるかを予測できないため、フローティング電源では、両方のラインをトリップするために各回路にデュアルサーキットブレーカーが必要になる場合があります。

1つのラインを意図的に中和することでそのリスクを回避できるため、ヒューズまたは回路ブレーカーの保護が必要なのは活線のみです。

2 vu2nan Nov 26 2020 at 01:55

示されている接地システムは、イタリアで採用されているTTシステムで、三相電源電圧は400 V、単相は230Vです。

このシステムでは、変圧器の中性点接地の責任はユーティリティサービスプロバイダーにあり、金属筐体の接地は消費者にあります。

このシステムでは、回路ブレーカー(MCB)と地絡回路遮断器(GFCI)を使用して、線間、線間、中性線、および線と地絡の障害をクリアできます。

地絡障害の最も可能性の高い場所は、金属製の筐体内です。ニュートラルエンクロージャと金属エンクロージャが接地されていない場合、そのような障害をクリアするためにトリップが発生することはなく、気付かれることはありません。別のラインまたはニュートラルが他の場所で同時に接地された場合、自然な結果は、活金属の筐体とアースとの接触による感電死になります。

1 PhilipOakley Nov 27 2020 at 18:49

3つの相システム、ヒト(または価値のある動物/機器)、およびno導体が破断することなく、その冗長な「ニュートラル」、または「地球接続する必要はありません。

問題は、電力(火災)、体電流(衝撃/死)、および過電圧(機器)から保護する必要のある障害、人間、および貴重な動物/機器が存在する場合に発生します。

地球とそれに突き刺さった金属片は、欠陥のあるシステムと「地球」に触れる人間に良い伝導経路を提供します。

すべての騒ぎは、通常は地球に触れている人間(および貴重な動物)が、衝撃電流を誘発する可能性のある電圧を持つ故障した機器にも触れないようにすることです。また、(ワイヤ内の)障害電流は、地球への低インピーダンスを必要とするヒューズ(回路ブレーカー)を飛ばすのに十分な高さです。

したがって、十分な絶縁と距離があり、人が稼働中の回路に触れないようにし、回路が溶断されて接地されていること(バックアップリターン接続)、そして今日では漏れ(残留電流または地絡)保護もあることを確認しますデバイス。

接地は実際には複雑ではありませんが、同じカーペットの下で非常に多くの異なる側面が一掃されます(たとえば、過熱による供給機器の損傷、火災による死亡、感電による死亡、過渡電圧による機器の損傷、いくつかの障害を特定するため)現代の供給における保護措置)。