家の修繕 質問は、経験豊富な庭師によって回答されています

アース(アース)ワイヤとは何ですか?

Eugeneは、資格のある制御/計装エンジニアBsc(Eng)であり、SCADAシステムの電子機器およびソフトウェアの開発者として働いています。

アース線とは何ですか?

電源ケーブルのホットコアとニュートラルコアは、家庭内の機器に電流を供給するために使用されます。では、緑色のワイヤーはどうでしょうか?なぜ必要なのですか?これは「グランド」と呼ばれ、あなたとあなたの家の安全のために含まれている追加のワイヤーです。

注意: この記事は米国の聴衆向けに書かれたものなので、保護導体を「接地」と呼びます。ただし、他の国では「地球」とも呼ばれます。別の違いは、「ライブ」とも呼ばれる「ホット」という用語が使用されることです。 3番目の違いは、家庭に2本目のホットラインが提供されることが多く、120ボルトの供給に加えて240ボルトの供給(2つのホットの間)が生じることです。

アース線は何のためですか?

アース線の目的は何ですか?

電源ケーブルのワイヤは何ですか?

ホット

このワイヤは、接地に対して約110〜120ボルトの電位です。電流はこのワイヤを介してアプライアンスに流れます。ホットは、他の国では「ライブ」とも呼ばれます。

中性

中性線の電圧は、接地に近いか、または接地です。熱線を介してアプライアンスに流れる電流は、ケーブルの中性コアを介して戻ります。 (下記の注を参照)

接地

これは、衝撃や火災を防ぐために含まれる保護導体です。地面は、いくつかの国では「地球」としても知られています。

あなたの家に給電する変圧器からの供給は分割相であり、米国では、ニュートラルに加えて2つのホットが提供されます。低電力アプライアンスは、ホットとニュートラルのどちらかに接続されており、これにより120ボルトの電源が供給されます。 2つのホット間の電圧は、より高い電力の機器を供給するために240ボルトです。

注意: 私たちの家の電気供給はACです。そのため、電流はホットワイヤからアプライアンスに流れ、中性ワイヤを介して戻ると考える傾向がありますが、実際には電流は双方向に流れます。そのため、ACサイクルの半分の間、電流はホットから流出し、中性線を介して戻ります。後半のサイクルでは、プロセスが逆になり、ニュートラルを介してアプライアンスに電流が流れ、ホットを介して戻ります。

接地:保護導体

金属ケース入りアプライアンスに供給するフレックスまたは固定配線には、ホットおよびニュートラルに加えて、接地導体(米国では緑色、EUでは緑色/黄色)が含まれています。アプライアンスの内部では、ケーブルの接地コアがアプライアンスの外部ケーシングに接続されています。接続は、ネジ留め式端子またはリング圧着およびセルフタッピングネジ/ボルトを使用して行うことができます。接地は、障害が発生した場合の電流の「バイパス」として機能します。固定式(例:ストーブ、キッチンレンジ)および携帯用、つまり通常の使用時に触れることができる外部金属付きコード付き機器は、接地する必要があります

障害の原因は次のとおりです。

  • 高温または完全に近い主電源の導体(例:ワイヤ、端子、コンポーネント)が、機器のケーシングを破損、屈曲、または取り外し、触れる
  • 断熱材の故障。たとえば、電源フレックスのコアの絶縁体がアプライアンス内で損傷したり、絶縁スペーサが外れたりする可能性があります。また、元に戻されたネジやナットなどの金属部品は、高温のケーシングと金属ケーシングとの間のギャップを埋めることができます
  • 壁に穴を開けるときに電源ケーブルと接触する

電子レンジ内で、電源フレックスの接地コアは、リングクリンプとネジを使用してケーシングに接続されます。地面の記号に注意してください

電子レンジ内で、電源フレックスの接地コアは、リングクリンプとネジを使用してケーシングに接続されます。地面の記号に注意してください

アプライアンスが接地されていない場合、障害時にどうなりますか?

障害が発生すると、アプライアンスの外部金属が通電し、内部回路のどの部分がケーシングに触れるかに応じて、アースに対する電圧は最大120ボルトになります。金属が接地されておらず、誰かがアプライアンスに触れると、電流が体を介して接地されます。

彼らが幸運でゴム底の靴を履いていて、乾いた床に立っている場合、彼らはただチクチクする感覚を経験するかもしれません。ただし、条件が湿っている場合、濡れた手があり、屋外に立っていると、深刻なショックを受ける可能性が高くなります。片方の手がアプライアンスに触れ、もう一方の手が接地されたオブジェクト(配管、電柱、ラジエーターなど)に触れると、電流が心臓に流れ、より危険なシナリオになります。人が不運であるか、心臓の状態がある場合、これは殺すことができます。

電流が地面に流れるのはなぜですか?

電流がグランドに流れる理由は、電源トランスの中性点が接地導体を介して接地電極に接続されているためです。これにより、熱伝導体の電位が地面に対して約120ボルトに上昇します。故障中、または誰かが活線に触れた場合、電流はグランドを通ってトランスに戻ります。工事現場のツールに電力を供給するために使用されることがある安全変圧器の分離は、障害が発生した場合に電流が流れないように(または少なくともわずかに)ニュートラルを接地から分離します。これらの変圧器は、230ボルトが標準供給電圧である国で電圧を110ボルトに変換するためにも使用されます。これにより、誰かがショックを受けた場合に電流がより安全なレベルに減少します。

電源トランスが接地されているのはなぜですか?

供給変圧器の中性点を接地することは、家に入る高温または中性線の電位(高温電圧を超える)の危険な上昇を排除するための安全対策です。これは、たとえば、非常に高い電圧の電力線(おそらく数百キロボルト)が壊れて「低」電圧(120ボルト)の線に着地した場合に発生する可能性があります。別のシナリオは、破損している変圧器の一次と二次の間の絶縁です。これにより、1次電圧(> 10kv)が2次電圧に現れる可能性があります。さらに別の可能性は、ラインへの落雷です。静電荷はまた、ライン上の電圧の蓄積を引き起こす可能性があります。

基本的に、ニュートラルを接地すると、ラインの電圧が引き下げられるため、ニュートラルは、立っているアースの電位に近くなり、ホットラインのいずれかの電圧が120ボルトを大きく超えないようになります。

接地されていない故障した機器に誰かが触れたときの故障電流の経路(米国の配線システムでは2番目に高温)

接地されていない故障した機器に誰かが触れたときの故障電流の経路(米国の配線システムでは2番目に高温)

接地はどのように問題を解決しますか?

接地は、電気機器に触れる人を介して大地に流れるのではなく、電気が流れることができるバイパス、シャント、またはショートカットを提供します。呼ばれるワイヤー 機器の接地線 (EGC) 電気パネルから固定配線を介して、すべてのソケットコンセント、家のレンジや給湯器などの固定器具、照明スイッチ、天井のバラまで走ります。ポータブル機器の場合、この接地経路はプラグのピンからフレックスを介して機器の金属本体まで続きます。電気パネルでは、これらのすべての導体が メイン接地端子。 A 接地電極導体(GEC) 敷地外で 接地電極 土壌に埋め込まれています。

障害が発生すると、電流が接地線を介して電気パネルに戻ります。 TNCまたはTNCS接地システムが使用されている場合、すべての中性点はパネルで接地されます(または、中性点と接地は供給メーターの出力で結合されます)ee接地システムの概略図)、したがって、アプライアンスの地絡故障は事実上、短絡から中性故障になります。大きな過電流が流れ、これによりMCB(ミニチュアサーキットブレーカー)と、場合によっては回路のGFCI(どちらか先に動作するもの)がトリップし、電力が切断され、すべてが安全になります。

ただし、接地には別の重要な機能もあります。電流がブレーカーをトリップするのに不十分な場合(TT接地システムの場合)、中性線が家の外で破損するか、中性線の迷走電流が電位の危険な上昇を引き起こし、ケース間の接触電圧を低下させますアプライアンスと、人が安全なレベルに立っている地面のエリア。これは、EGCのインピーダンスが施設と供給変圧器の間の土壌の等価インピーダンスよりもはるかに小さく、2つのインピーダンスが直列になっているため、EGC全体の供給電圧よりもはるかに小さい電圧が降下するためです。そのため、危険が軽減されます。

低インピーダンスの接地導体は、アプライアンスに触れている人から電流を分流し、タッチ電圧を安全なレベルに下げます。 (実際には、導体は電気器具のプラグとフレックスを経由して接地棒に通じます)

低インピーダンスの接地導体は、アプライアンスに触れている人から電流を分流し、タッチ電圧を安全なレベルに下げます。 (実際には、導体は電気器具のプラグとフレックスを経由して接地棒に通じます)

米国および英国の命名規則

機器の接地線(EGC)=英国の保護接地(PE)。

主接地端子=英国の主接地端子。

接地電極=英国の接地電極。

二重絶縁および非接地アプライアンス

ヘアドライヤー、テレビ、ハンドヘルドキッチン家電などの家電製品は、一般的にプラスチックのケーシングを使用しています。アプライアンスの内部で障害が発生した場合(たとえば、ワイヤやコンポーネントがケーシングの内部に触れた場合)、プラスチックの本体は絶縁体であるため、危険はありません。これらのアプライアンスには、フレックスにアース線がありません。電動工具などの一部のアプライアンスは接地されておらず、代わりに「二重絶縁」されています。これは、ツールまたはアプライアンスの外部ケーシングが金属であっても、内部の高電圧から外部金属を十分に分離および絶縁することにより、感電を防ぐことを意味します。これらのデバイスには、コードにアース線もありません。

二重断熱器具は、濡れると非常に危険です。これは、ケースが接地されておらず、水が充電部とケースの間の分離を破るとライブになる可能性があるためです。また、MCBが作動する可能性は低く、GFIも作動しない可能性があります。

二重絶縁記号

二重絶縁記号

GFCI

と呼ばれる安全装置 GFCIまたは地絡回路遮断器(GFIまたはRCD-残留電流デバイスとも呼ばれます)は、ほとんどの最新の設備に取り付けられる可能性があります。このデバイスは、熱伝導体を介してニュートラルを介して戻る電流を監視します。通常、これらの電流は等しくなります。電流がグランドに漏れた場合、GFCIを介してすべての電流が戻るわけではありません。デバイスの電子機器はこの不均衡を検出し、トリップして電源を遮断します。 GFCIのトリップ電流は通常30mAですが、状況に応じて増減できます。

GFCIは、芯がむき出しになっている損傷した電源コードや、流し台の水たまりに残っているやかんのコネクタなど、活線に触れている人などの状況を処理します。 (湿ったパンがトースターに引っかかって要素に触れると、トリップすることもあります!)

GFCIは、前述のように、ホットがアプライアンスの接地された本体と接触する障害にも対応します。 MCBが最初に到達しない場合、デバイスは電力を切断します。

GFCIのもう1つの機能は、火災を防ぐことです。損傷した露出した導体が湿った木材または接地された材料と接触する状況を考慮してください。導管または配管。これにより、近くに可燃性物質がある場合、火花が発生し、火災が発生する可能性があります。おがくず、木の削りくずまたは断熱材。電流はブレーカーをトリップするのに十分ではないかもしれませんが、グランドへの小さな漏れ電流はGFCIによって検出される可能性が高く、トリップして電源を遮断します。

GFCIは電気パネルに取り付けることができ、GFCIソケットコンセントの形で利用できます。また、ソケットに差し込むGFCIアダプターを購入することもできます。次に、アプライアンスがアダプターに接続されます。庭で電動工具を使用する場合、これは延長リード用の価値のある安全アクセサリです。

3種類の接地システム

TNCSまたはPME(保護複数接地)

このシステムは、電源トランスに接続されたグラウンド/ニュートラルを組み合わせて使用​​します。これは、メーターの後で、個別の接地導体と中性導体に分割されます。地絡故障は事実上中性故障になり、変圧器に戻るインピーダンスが低いため、大きな短絡電流により回路のMCBがトリップします。このタイプのシステムの問題は、ニュートラルが施設の外で破損した場合、アプライアンスの外部の金属部分に完全な主電源が現れる可能性があることです。これが、接地電極が非常に重要な理由です。構内の接地電極と電源トランスが接地されているポイントとの間の大部分のアースは、分圧器のように機能します。

接地された電化製品に誰かが触れると、手と足の間のタッチ電圧は、電極が地面に入る点と足の間の電圧に等しくなります。この距離は、電源トランスまでの距離の数分の1である可能性が高いため、電圧は比例して減少します。電力供給会社は、変圧器と施設の間の中性線から複数の接地点または接地点を設置して、破損した中性線の結果と危険性を減らすことができます(特にそれらが広く離れている場合)

TNS

TNSシステムは、電源ケーブルのアーマーによってアースを提供できる場合によく使用されます。防具が腐食して地面が悪くなった場合、このシステムはTNCSに変換できます。

TT

TTシステムは、電力が頭上に来るときに使用されます。システムは、大地の大部分を障害電流のリターンパスとして使用します。ニュートラルが壊れるリスクはありません。住宅が供給変圧器から離れている場合、大地の抵抗が大きすぎるため、地絡故障時の故障電流はブレーカをトリップするには不十分な場合があります。グランドへの小さな漏れ電流を検出できるGFCIの開発以来、これはそれほど問題ではありません。 TTシステムは、地上と中立を中和するか、メーターの出口で一緒に結合するTNCSシステムに変換できます。

非接地および接地ソケットコンセント:NEC規制

米国では、接地されていないコンセントと接地されたコンセントの両方が使用されます。新しい建物では非接地コンセントは禁止されていますが、機器の接地導体が存在しない状況では、NECコードの例外により、これらを別の非接地コンセント、GFCIコンセント、またはGFCIが給電する接地型コンセントのいずれかに置き換えることができますレセプタクルには「機器の接地なし」および「GFCI保護」のマークが付いているため。

2ピンの接地レセプタクルは、新しい接地配線を追加して3ピンの接地レセプタクルにアップグレードできます。

ボンディング

水や暖房パイプ、温水ヒーターなどの金属サービスは、電気パネルに戻る太いゲージ線で接地されています。これにより、熱線がこれらのサービスと接触すると、大電流が流れてブレーカーがトリップすることが保証されます。重いゲージワイヤは、高電流回路からの熱がサービスと接触したときに流れる可能性のある電流を流すことができるように定格されています。また、重いゲージはケーブルの抵抗を低く保ちます。これにより、電流がこの抵抗を流れるときに、結果として生じる電圧上昇が安全な制限以下に保たれます。これは、すべてが湿っているバスルームでは非常に重要であり、素足で立ち、比較的良好な電気的接触を行うことができます。ラジエーター、水道管、壁ヒーター、バス/シャワーの排水口などはすべて、ボンディングコンダクターで接続されています。この「等電位ボンディング」により、すべてが同じ電圧に保たれ、たとえばシャワーヘッドとドレインの間に電圧差はありません。

さまざまなタイプの接地システム。

さまざまなタイプの接地システム。

電気配線のカラーコード

このウィキペディアの記事では、世界中のさまざまな国で使用されている配線とカラーコードに関する多くの情報を提供しています。

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