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感電とアース(接地)について
アース(接地)の必要性
柱上トランスのアースの必要性
電柱の上にあるトランスで6600Vの高圧を家庭用の100Vまたは200Vに変換しています。このトランスの2次側とトランスの鉄心はアースされています。
もしこのアースがない場合を考えてみます。このトランスの絶縁が悪くなると1次側の6600Vが2次側の100V/200V回路にかかってきて、電気製品の漏電が有る無しにかかわらず非常に危険な状態になります。
この時2次側がアースされていれば、トランスの絶縁が悪くなった時、柱上トランスのアースを通って大地に電流が流れて行き、柱上トランスの2次側に高圧がかかることは防げます。
中性点(白)をアースする理由は何でしょうか。もし200Vの一端(例えば赤)をアースしても上記の目的は達せられます。しかしこの場合、黒の線は100V回路でも対地電圧は200Vとなります。中性点のアースなら、200V回路でも対地電圧は100Vのままです。対地電圧が低いことは感電した時の危険性が低いと言えます。
このように柱上トランスのアースは安全の為に絶対必要なものなのです。
(ここで議論している電圧は全て実効値です。ピーク値はこの約1.41倍となります。)
電気製品のアースの必要性
柱上トランスのアースがあることにより、家庭内の100Vの片側と200Vの両端子には対地電圧100Vが発生します。つまり上の図面のように電気製品の絶縁が悪くなって製品の外装の金属部分に100Vがかかっている時(つまり電気製品が漏電している時)外装の金属部分に人が触ると感電します。この時、人の立っている足元が湿っていたりすると多くの電流(漏電電流、地絡電流)が流れて人は死に至ることがあります。
この場合もし電気製品に良いアースがあれば、人が外装の金属部分に触っても、電気はアースの方に流れて人体の方は安全です。またこのアース電流(漏電電流、地絡電流)が流れる事により、配電盤の漏電ブレーカーが働いて電気を止めてくれます。
このように湿り気のある所で使用する電気製品等の外装金属はアースが非常に大切なのです。
感電と危険な電流値
感電によって不快な電流を感じるだけでなく、たとえわずかの電流でも心臓等の身体の重要な部分を通過すると死亡することがあります。
低電圧での感電による死亡原因には心臓停止(心室細動)や呼吸停止が多くあり、高電圧による感電事故ではそれに加えて放電によるアーク熱や人体を流れる電流によって発熱することによる火傷があります。感電による火傷は身体の深部を電流が通るので非常に危険です。
直流と交流とでは感電の感じ方が違います。直流は筋肉が収縮して硬直するのに対し、交流では筋肉が震えるようにけいれんします。直流の1000V程度が非常に危険だといわれているのは手で電線に触れた時に電線をつかんでしまって筋肉が硬直して離れないからです。
感電と人体の反応
感電電流 人体の反応
0.5mA ---何も感じないか、電流の流れる場所によってはわずかにピリピリ感じます
1mA ---ビリビリ感じます
5mA ---電撃を痛いと感じます
50mA ---筋肉が収縮して死に至ることがあります
100mA ---非常に危険です
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