電験3種の法規の問題において頻出である「接地工事」。電気工事士や電気主任技術の方ならばなじみ深い言葉ですが、設置工事とはどんな工事なのか？その種類や目的、方法について迫ります。
接地工事とは？どんな工事？
接地工事の「接地」という言葉にあるように、接地工事はまさに地面に電気機器、電子機器、配線などを基準優位点に接続するような工事のことをいいます。基準点がまさに「地面」であることから接地工事と呼ばれています。
異常時における急激な電位上昇、高電圧の侵入などによって、感電、、火災事故等の人体に影響を及ぼし、物件へ損害を与えるおそれがないようにするための安全措置を目的として行う工事なのです。アースという言葉を聞いたことがあるでしょう。まさに感電等を防止するための措置として接地工事は行われます。
接地工事の種類～4種の工事～
接地工事には4種類に大別でき、A~Dまでの種類の工事があります。Aに近づくほど適用される電圧が高圧(=キケン)になっています。このことは電気設備技術基準に基づき規定されています。また、A~D種の工事を順に第1種、第2種、第3種、特別第3種と呼ぶこともあります。
接地工事に重要な接地抵抗値
その前に接地工事の種類に関する知識として接地抵抗を抑えておきましょう。接地抵抗は接地極に接地電流I(Aアンペア)が流入すると、接地極の電位が周囲の大地と比べてE(Vボルト)だけ上昇することになります。オームの法則より、R(抵抗)=E/I[Ω]となります。この時のRを接地抵抗と呼びます。この接地抵抗の値と接地線の太さ、機器金属レベルによってこれら4種類の接地工事は分類されています。
A種接地工事
A種接地工事の「接地抵抗値測定」は10Ω以下で、「接地線の太さ」は引張強度1.04kN以上の金属線、もしくは直径2.6mm以上のものを使用し、「機器電圧レベル」は、高圧・特別高圧機器の金属製外箱等です。とにかくA種接地工事は高圧・特別高圧機器の危険度の高い電圧レベルでの工事を想定しています。
B種接地工事
B種接地工事の「接地抵抗値」は計測値によります。B種接地工事の場合の事故電路を1秒以内に遮断する場合は600/IΩ以下になります。事故電路を1秒を超え2秒以内で遮断する場合は、300/IΩ以下で、それ以外の場合は150/IΩ以下です。
「接地線の太さ」は高圧側が15000V以上か以下かで変わってきます。
高圧側で15000V以上の場合は引張強度は2.46kN以上の金属線または4mm以上の軟銅線を使用します。高圧側が15000V以下の場合、引張強度1.04kN以上の金属線または2.6mm以上の軟銅線を使用します。
「機器電圧レベル」は、高圧・特別高圧電路と低圧電路を結ぶ変圧器の低圧側端子です。
C種接地工事
C種接地工事の「接地抵抗値」は10Ω以下です。なお、地路時に0.5秒以内に自動遮断できる場合に関しては500Ω以下になります。
「接地線の太さ」は引張強度0.39kN以上の金属線または直径1.6mm以上の軟銅線になります。
「機器電圧レベル」は。300Vを超える低圧機器の金属製外箱等です。
D種接地工事
D種接地工事の「接地抵抗値」は100Ω以下です。なお、地路時に0.5秒以内に自動遮断できる場合に関しては500Ω以下になります。
「接地線の太さ」はC種接地工事と同様に、引張強度0.39kN以上の金属線または直径1.6mm以上の軟銅線になります。
「機器電圧レベル」は、300V以下の低圧機器の金属製外箱等、計器用変成器の二次側電路です。
接地工事の種類のまとめ
| 工事種類 | 工事概要 |
|---|---|
| A種工事(第1種) | 高圧・特別高圧機器の金属製外箱等 |
| B種工事(第2種) | 高圧・特別高圧電路と低圧電路を結ぶ変圧器の低圧側端子 |
| C種工事(第3種) | 300Vを超える低圧機器の金属製外箱等 |
| D種工事(特別第3種) | 300V以下の低圧機器の金属製外箱等、計器用変成器の二次側電路 |
接地工事のそれぞれの工事の概要は上のようになりますが、電験3種の試験では、もっと細かい接地線の太さの数値を問うような問題も出題されます。
接地工事の方法
一般的な接地工事はC,D工事の場合、接地抵抗値測定以外の規定はなく、絶縁電線を使用し、感電防止のために合成樹脂菅に納めます。また、接地抵抗計を用いて接地抵抗測定を行います。地中に接地極を埋める場合は接地極の腐食の防止のためになるべく水気のある場所を選択します。地中が深い場合などではボーリングを使用し、地中を掘ることもあります。
接地工事において気を付けなければならない点としては設計段階で接地極をどこにどう埋めるかということと、接地線を人が触れる可能性がある場所に設置する場合です。
A,B種接地工事の施工方法の注意点
接地線や接地極を人が触れる可能性がある場所に接地工事を行うことがありますが、この時、特に危険性の高いA,B種接地工事においていくつか施工方法上の注意点があります。
①接地極は75cｍ以上の深さに埋設しなければなりません。
②接地極を鉄柱やそのほかの金属に近接して埋設する場合には金属体の底面から30cm以上の深さ、もしくは金属体から1m以上を話す必要があります。
③接地線の地下75cm~地表上2mまでの部分を金属管ではなく、合成樹脂管で覆う必要があります。
④接地線は絶縁電線またはケーブルを使用します。ただし、地表60cmを超える部分は接地線が鉄柱や金属体に沿っていなければこの限りではないようです。
まとめ
以上、接地工事の種類や施工方法についてを紹介してきましたが、接地工事は安全の観点から欠かすことのできない重要な工事の一つです。特に接地工事においてよくある注意点は設計を間違えると何度も地中を掘ってしまうので、十分に設計から測量などを行う必要があるようです。
