接地について

質問

接地について添付図のような資料を良く見かけます。
単独接地が一番良いのはわかります。ただ、「〇：共用接地」と「×：３段目の絵」とでは何が違うのかが良くわかりません。
どちらも同じ接地極に落とすようになっているので、同じ効果では？？と思ってしまいました。
詳しい方、御教示のほど宜しくお願い致します。

回答No.7

darth_plagueis

まず2と3の違いを説明しておきます。
想定されている状況はアース母線を工場内に這わせて その母線に無造作に一番近いところにどかどかとアースするとどうなりますかという事柄に近いのが3です。
2は 同じアースになるべく個別に最短でいわば一点アースしてくださいというのが2番です。
一点アースなどという文言など本来使いたくないのですが、なぜかそう言うと通じることが多いようです。

あとは雑談です。
接地すると余計な電流が流れるのは自然な結果です。(つないでないところに電流は流れにくい^^；はずですから)
アース電流の元は電力供給ラインのズレです。 完全なバランス回路は存在しません。
トランスでさえ巻き始め巻き終わり含めて完全対称にはつくれないようです。

ただしフローティングメタルは望ましくないことも多く、シールドはフロート防止の意味でどこかに接続することは多々あります。接続先がたまたま地球であればシールドを接地するという表現になると思います。シールドを接地する目的は帯電などを防ぐためという意味合いが大きかと思います。

watch-lotさんの指摘の通り、輻射を遮蔽するために遮蔽板を接地する必要など全くありません。帯電がいやなので接地(もしくは他の電位に固定)することは別問題としてありえます。
(一例 地球の衛星 月に電波をぶつけるときちんと反射してきます。月の裏側ではその電波は遮蔽されたことになります。ちなみに 月は地球に接地されていません。)

ご質問 3つの場面は論理的に全く同じで地球を媒介してつなぐか、はたまた電線でつなぐかの違いです。
地球につないだところで地球に染みこんで電流が消えていくなら1が絶対に正しいことになります。
最も早く地球に染み込ませるという考えからは1が答えとなります。
実際にはそんなことはなくアース電流も高周波なら電磁波になりえます。
さて 現実的には1 か2 が選択肢です (2と3は本質的に同じです)

各装置が設計不良でアース電流にどかどかと数百アンペアのパルスが流されている場合を想定しますと
1の専用接地 + アース間アレスタ接続しか答えがなくなります。
といいますのが 装置そのものが設計不良でアース電流を撃ちまくるようなシステム設計をする人が
アースを管理できるとは思いません。 2とか3はそのような設計者には管理不能ですので1しか回答がなくなります。他の皆さんの指摘どおり 雷には大変困るアースシステムとなります。
雷のときは涙を飲んで設計不良を隠蔽するためには1しか回答がありません。
対してノイズを管理できる設計者にとってみれば2も3もどうでもいい話です。

だんだん1の方式は流行らなくなっていくと思うのですがいかがでしょうか?

ちなみに電子レンジの話では アースを接続するとノイズが増える場合が考えられます。
その電子レンジの高周波が筐体に漏れていたとしますと、アースがなければ電波を放出する金属はボディだけですがアースをつなぐとアース線に高周波が流れ出します。
ペアを持たない単線に高周波電流を流すとどうなるかは明らかです。当然電波がでます。
ACであれ 高周波であれ電子レンジのボディにだだ漏れであることが明らかである場合その電子レンジは使ってはならないだけのことです。
我が家では電子レンジの周辺が金属棚が多くなんだかんだと接地さていますので水で濡れた環境に類似ということでアースをしております。(保安のため)

いずれにせよ地球につなげばノイズ地球に染みこんで消えるなどという話を信じるわけにはいきません。

回答No.6

watch-lot

＃３です。
＞シールドは接地するのが基本と考えておりましたが、接地しなくても良いということでしょうか？
●そういうことです。
シャーシアース（基盤へのアース）はされていると思いますが、大地へのアースは必要はありません。
身近な例としては、テレビなどの受信機などのチューナーではヘテロダイン方式で選局ならびに中間周波への変換のために高周波を発振しておりますし、電子レンジなんかはマグネトロンで電磁波を発生させて加熱するものです。
いずれも大地へアースなどしておりません（電子レンジのアース端子は水気のあるところでの使用で感電の恐れがある場合に使うものでシールドのためではありません）。
その他、インバーター方式の蛍光灯や、IH調理器などなど、インバーターはいろんなところで使われていますが、雑音対策としてはフィルターやシールドですが、大地への接地のような馬鹿げた方法は採っておりません。

回答No.5

gato_azul

他の方が書かれているとおり、接地は難しいです。単純に接地といっても、接地を要する理由：接地する目的が違ったりするからです。

　接地の目的として、
1.機器内部の絶縁不良が発生した際に、機器筐体に触れた人が感電するのを防ぐ為の接地。電気設備技術基準に規定されているのは主にコレ。
2.雷撃から機器・装置を保護する為の接地。
3.信号線等に対してノイズが含まれることによる誤動作を防ぐ「遮蔽目的」の接地。
等が挙げられるでしょう。

　で、本質問においての接地の主目的は、「インバータから発生する高調波ノイズを如何に他の機器に伝播させないか」にあると考えます。この視点で考えたとき、インバータは保護対象ではありません。ノイズ源そのものです。故に、他の機器から電気的（且つ可能な限り空間的にも）遠ざける必要があります。まずインバータ発のノイズを単独アースで大地に逃がす。他の機器も遮蔽アースを大地にとる。「単独接地が望ましい」とはコレに因ります。
　で、「〇：共用接地」と「×：３段目の絵」とでは何が違うのか、ですが、これは No.2 の方が提示されたリンク先にある通り、接地線の取り回しに拠る違い。「〇：共用接地」の方はインバータのアース端子から盤のアースバーへ、他の機器のアース端子からも盤のアースバーへ、コレをまとめて太い電線で接地極へ。「×：３段目の絵」ではインバータのアース端子から他の機器のアース端子へ渡り、ここから盤のアースバーへ。
　接地の主目的が「他の機器と電気的に遠ざけること」にあるので、共用部分はできるだけ少ないほうが良いのです。「×：３段目の絵」の接続ではインバータ由来のノイズはあきらかに他の機器の筐体まで到達しています。

　音響機器に関してはあまり知識がないので自信を持ったことも謂えないのですが、おそらくこれは、共用接地する機器中にノイズ源が存在しない場合のこと。一般家庭においても照明機器のグロー管やインバータ、電子レンジや冷蔵庫/エアコンのコンプレッサモータ等、ノイズ源となり得るものはゴロゴロありまして、これらによってAM/FMラジオに雑音が入ると云う経験をされたことがあるでしょうか。これらとラジオをアース線でつなぐと、アース線のつもりだったものはアンテナ線となり、雑音は大抵もっとひどいことになるはずです。
　質問されたうちの資料の図は、飽くまで「インバータはノイズ源」と云う視点から、「他の機器への影響をできるだけ少なくすること」を目的とした指南ですので、「雷からのインバータ保護」「他のノイズ源からのインバータ保護」を重視する必要がある場合、この限りではない（他の方の回答にある通り）、と云うコトになると考えます。

　いかがでしょうか。

お礼

お礼が遅くなりました。
ご回答ありがとうございます。

＞「〇：共用接地」の方はインバータのアース端子から盤のアースバーへ、他の機器のアース端子から
＞も盤のアースバーへ、コレをまとめて太い電線で接地極へ。「×：３段目の絵」ではインバータのアー
＞ス端子から他の機器のアース端子へ渡り、ここから盤のアースバーへ。
＞接地の主目的が「他の機器と電気的に遠ざけること」にあるので、共用部分はできるだけ少ないほうが
＞良いのです。「×：３段目の絵」の接続ではインバータ由来のノイズはあきらかに他の機器の筐体まで
＞到達しています。

非常にわかりやすいご説明有難うございます。

回答No.4

ooi_ocha

接地は難しいです。
　自分の経験では1番目は余り良いと思いません。同一局舎内で
別々な接地を施していると、その接地抵抗の差により雷撃時に
相互に電圧の掛かり具合が違ってきて、機器相互を連携する線が
あった場合、最悪壊れる可能性があります。
　2番目は共通接地母線を表していると思いますが、これが一般的
な接地工事で有ると思います。
　3番目は、見方によっては共通接地母線なので、2番目と同じだ
と思います。ただ、2番目は接地バーを設けて、そこに連接する
イメージですが、3番目は片方の機器の接地線に便宜上分岐を
設け接続しているようにも見えます。

回答No.3

watch-lot

3番目は接地極とアース接続点との間が共用なので、この部分の電圧降下が他の機器に影響すると言いたいのでしょう。
しかしながら、電圧降下と言うものがどれくらいの大電流（漏電？）によるものかと言いたくなります。つまりは実務ではなく、理論の世界のお遊びと言えます。

そもそも音響における接地の必要性など甚だ疑問です。
シールド間を流れる電流ですが、接地するからこそ電流が流れるということで、余計に考えなければならないことになってしまうのです。
シールドは電磁波の遮蔽であり、反射させて内部への侵入を防ぐものです。接地する必要はありません。
これは電磁気学の基本です。

逆に1番目の個別接地ですと、落雷による地絡電流が流れた場合に接地極間で電位差が生じ、これによって機器が破壊される恐れがあります。
よくエアコンなどの接地機器が落雷によって故障することがありますが、これが原因となるケースが多いです。耐雷工事では接地極は共用させねばならないのです。

お礼

＞シールド間を流れる電流ですが、接地するからこそ電流が流れるということで、余計に考えなければ
＞ならないことになってしまうのです。
＞シールドは電磁波の遮蔽であり、反射させて内部への侵入を防ぐものです。接地する必要はありません。

非常に興味深いご回答です。シールドは接地するのが基本と考えておりましたが、接地しなくても良いということでしょうか？

回答No.2

lumiheart

↓のサイトが詳しい
http://www.seas.or.jp/datafile/public-hall%20soundsystem/earth.html
「５－２ 音響機器の接地の実際」

回路図ではなくて実体配線図で検討する事が重要

お礼

参考になるURLを教えていただき有難うございます。勉強してみます。

回答No.1

yoshi20a

３番目は電気が拡散する前に他機器に流れますよね。。。