設備接地の説明: EGC、バンディング、およびテスト

設備接地は、電気機器の露出した導電部品を保護用接地経路に接続し、故障電流が電源に戻ることを可能にし、保護装置が回路を切り離すことを許可します。これは、電気パネル、モーター、機械、電化製品、コンセント、産業機器、および電力システムで使用されます。この記事では、設備接地の働き、バンディングやシステム接地との違い、接地導体および方法、設計要件、応用、テスト、およびトラブルシューティングについて説明します。

カタログ

図1. 設備接地の故障電流経路

設備接地とは？

設備接地は、金属のエンクロージャ、フレーム、キャビネット、レースウェイ、および機器のハウジングなどの非電流運搬導体部品を保護用接地経路に接続します。正常な運用中、この経路は通常の負荷電流を運ぶべきではありません。絶縁が失敗し、通電した導体が露出した金属に接触すると、設備接地経路は故障電流が流れるための低インピーダンス経路を提供し、適切な保護装置が回路を切り離すことができます。

この目的に使用される導体は、北米の設置では通常「設備接地導体（EGC）」と呼ばれ、IECベースのシステムでは「保護導体（PE）」と呼ばれます。

設備接地はどのように機能するか？

正常な運用中、電流は指定されたラインと中性または他の回路導体を通って流れます。もし、ライブ導体が偶然に接地された金属エンクロージャに接触した場合、故障電流は設備接地導体または他の承認された接地経路を通って電気のソースに戻ります。増加した故障電流は、サーキットブレーカー、ヒューズ、または他の保護装置が回路を開くことを可能にします。

したがって、設備接地の効果は、単に機器を地面に接続するのではなく、完全な故障電流経路に依存します。緩んだ、壊れた、腐食した、または高インピーダンスの接地接続は、十分な故障電流が流れることを妨げ、安全でない電圧の露出した金属が残る可能性があります。

設備接地、バンディング、およびシステム接地

図2. 北米の接地システムの接地およびバンディング

一般的な北米の接地システムでは、設備接地、バンディング、システム接地、および接地電極システムが連携して機能します。

EGCは、露出した導電性機器の部分を接地システムに接続し、必要な金属部分間での電気的な連続性を維持することによって結合を行います。システム接地は、回路ポイント、一般的には接地された導体またはソース中性、を地面に接続します。接地電極システムは、設置を地面に接続します。

機能	主な役割
設備接地 / EGC	故障電流経路を提供し、露出した導電部分を結合します
結合	導電部分間の電気的連続性を確立します
システム接地	回路ポイントを地面に接続します
接地電極システム	電気設備を地面に接続します

接地電極システムは、全体的な接地配置の一部ですが、EGCの故障電流経路をソースに戻すためには置き換えられません。

設備接地導体および接地方法

適用される電気コードにリストされているか、特に許可されている配線方法のみが、設備接地導体（EGC）として機能することができます。導電性材料のみでは、レースウェイ、ケーブルアーマー、シース、フィッティング、または柔軟な配線方法がEGCとして受け入れられるわけではありません。

接地方法	どのように経路を提供するか	主な点検
ワイヤータイプのEGC	専用の接地導体が回路導体と一緒に走ります	導体の種類、サイズ、連続性、経路、端末を確認します
リストされたまたはコードで許可された金属レースウェイ	レースウェイと承認されたフィッティングが許可されている場所でEGC経路を形成します	レースウェイの種類、フィッティング、連続性、および設置を確認します
リストされたまたはコードで許可されたケーブルアーマーまたは金属シース	承認されたケーブル構造が特に許可されている場所で接地経路を提供します	ケーブルのリスト、フィッティング、端末、連続性を確認します
EGCを含む柔軟なコードまたはケーブル	コード内の接地導体が機器接地接触を機器に接続します	コードの状態とプラグの接地接触の連続性を確認します
他のリストされたまたはコードで許可された柔軟な配線方法	特にその配線方法に対して許可されている場合にのみEGCとして機能します	リスト、フィッティング、長さ制限、設置条件を確認します
設備結合ジャンパー	結合を必要とする部分または接続間の電気的連続性を維持します	ジャンパーのサイズ、端末、機械的完全性を確認します

金属レースウェイ、アーマー、シース、フィッティング、または柔軟な配線方法が特定の目的のためにリストされているかコードで許可されていない限り、EGCとして機能するものと仮定しないでください。

設備接地設計の考慮事項

設備接地は、管轄権を持つ地方当局（AHJ）が採用したNECエディションおよび実際のシステム構成に従って設計されるべきです。確認なしに異なるNECエディションの導体サイズ、結合位置、または配線方法の要件を適用しないでください。

設計の考慮事項	何を確認するか	なぜそれが重要なのか
EGCの連続性	設備接地の経路は、露出した導電部分から許可された結合点まで連続しています	開いた経路は効果的な故障クリアリングを妨げる可能性があります
EGCのサイズ	導体のサイズは、回路および過負荷デバイスのために地元で採用されたNEC要件に従います	EGCがその故障電流機能を果たすことを保証します
許可されたEGC方法	レースウェイ、ケーブルアーマー、シース、フィッティング、または導体がEGCとして使用するためにリストされているか、コードで許可されています	導電性の構造だけではそれを受け入れ可能なEGCとはみなされません
結合点	必要な中性-接地結合は、許可されたサービスポイントまたは独立して作られたシステムポイントでのみ行われます	目的の地絡帰還経路を確立します
下流の分離	中性および設備接地機能は、一般的に許可された結合点の下流で分離されます	意図的な負荷電流がEGC、エンクロージャ、および他の結合された金属を流れるのを防ぎます
結合の連続性	必要なエンクロージャ、レースウェイ、フレーム、および導電部分が電気的に連続していることを保証します	故障電流経路を維持します
故障経路のインピーダンス	接続、導体、フィッティング、およびレースウェイが効果的な低インピーダンス経路を提供します	過度のインピーダンスは保護デバイスの動作を遅らせる可能性があります
接続の完全性	ラグ、ねじ、ボンディングジャンパー、およびフィッティングは安全で導体材料に適しています	ゆるんだり腐食した接合部はインピーダンスを増加させる可能性があります
環境条件	湿気、振動、化学薬品、腐食、および温度が考慮されます	状態は接地およびボンディング接続を劣化させる可能性があります

接地されたシステムでは、必要な中性導体と接地のボンドは許可されたサービスまたは別に派生したシステムポイントで行われます。そのポイントの下流では、中性と機器接地機能は通常分離されており、正常な負荷電流がEGCまたはボンディングされた機器を帰還経路として使用しないようになっています。

最終的な配置を地元で採用されたNEC版、機器の指示、およびAHJの要件に対して常に確認してください。

共通機器接地アプリケーション

機器接地の要件は機器の構造と実際のシステム構成によって異なります。

アプリケーション	主な接地またはボンディング要件	重要な設計ノート
電気パネル	容器および必要な導電部品をEGCシステムにボンドします	許可されたボンディングポイントの下流で、必要な中性液とEGCの分離を維持します
電動モーター	必要に応じてモーターのフレームを接地およびボンドします	接続は振動の下で信頼性を維持しなければなりません
産業機械	露出した導電性機械部分をボンドします	機械部分間の導通を確認します
接地型レセプタクル	接地コンタクトを回路EGCに接続します	正しい取り付けと導通を確認します
コード接続機器	機器の構造によって必要なEGCを提供します	二重絶縁機器はEGCを必要としない場合があります
トランス	必要に応じてエンクロージャを接地し、システムをボンドします	中性導体と接地のボンディングは、トランスの二次側が別に派生したシステムとして構成されるかどうかに依存します
発電機	フレームおよび接続された機器を必要に応じて接地およびボンドします	ボンディングは発電機の接続およびそれが別に派生したシステムとして機能するかどうかに依存します
可変周波数ドライブ	VFDエンクロージャおよびモーターに必要な保護接地接続を提供します	保護接地はEMCケーブルシールドの終端から分離されています
控制キャビネット	必要なエンクロージャ部分をボンドし、保護導線パスを維持します	EMC目的で使用されるケーブルシールドは、必要なEGCまたはPEの代替にはなりません

VFDおよび他の電子機器の場合、保護接地とEMCシールドの終端は異なる機能を果たします。保護接地は必要な安全パスを提供し、ケーブルシールドは通常電磁干渉を制御するために終端され、保護導体の代わりには使用されてはいけません。

機器接地の検査とテスト方法

機器接地は段階的にテストする必要があります。非通電状態での導通およびボンディングテストは、通電状態での故障ループインピーダンステストとは異なり、相互に取り替え可能なものとして扱うべきではありません。

非通電状態の導通テスト

機器が安全に非通電状態で、再通電に対して安全に固定されている場合：

1. EGCまたはPEおよびすべての必要なボンディング接続を特定します。

2. 導体、ラグ、フィッティング、接地コンタクト、およびボンディングジャンパーを検査します。

3. 緩んだハードウェア、腐食、塗装、汚染、壊れた導体、または損傷した配管をチェックします。

4. 露出した導電部品と意図された接地ポイント間の導通を確認します。

5. 機器をサービスに戻す前に、オープンまたは不安定なパスを修正します。

非通電状態の低抵抗ボンディングテスト

低抵抗ボンディングテストは、ボンドされた金属部品と保護導体パス間の電気接続の品質をチェックします。

施設に適した低抵抗テスト機器およびテスト方法を使用します。すべてのシステムに一つの普遍的抵抗制限を適用してはいけません。受け入れは適用されるコード、製品基準、導体の長さおよびサイズ、接続タイプ、およびテスト手順によって異なります。

通電状態の故障ループインピーダンステスト

故障ループインピーダンステストは、完全な通電状態の故障電流ループを評価し、保護デバイスを作動させるのに十分な故障電流が流れるかどうかを判断するのに役立ちます。

このテストは通電状態の電気システムで実施されるため、通電状態の故障ループテストは適切な定格の機器、PPE、および承認された安全手順を使用する資格のある作業者のみが行なうべきです。

プラグインレセプタクルテスターの制限事項

プラグイン受電テスターは、オープン接地接続や特定の導体逆転など、いくつかの一般的な配線条件を特定できます。

ただし、EGCが信頼できる障害クリアのために十分に低いインピーダンスを持っているかどうかは確認できません。プラグインテスターで正しく見える受電口でも、劣悪または高インピーダンスの接地経路がある可能性があります。

接地電極抵抗テスト

接地電極抵抗テストは、接地電極システムと地面の間の接続を評価します。

機器と電源接地点の間のEGC連続性をテストするものではありません。したがって、接地電極抵抗の結果は、機器接地経路が完全であることの証明として使用すべきではありません。

一般的な機器接地の問題とトラブルシューティング

EGCは意図的な負荷電流を運ぶべきではありません。ただし、EMIフィルター、容量結合、その他の機器漏電経路は、通常の運転中に測定可能な保護導体電流を生成することがあります。

問題または症状	考えられる原因	推奨アクション
金属外装がショックまたはチクチク感を与える	オープンまたは高インピーダンスのEGC、絶縁故障、過剰漏れ、不適切な配線	直ちに機器の電源を切り、接地、接続、絶縁を点検してください
オープン接地経路	壊れたEGC、緩い端子、損傷したプラグ、故障した部品	直ちに電源を切り、機器をサービスに戻す前に保護導体経路を修理してください
接地導体または接続が過熱する	故障電流、緩い接続、損傷した導体、不適切なサイズ	直ちに電源を切り、導体、端子、故障状態を点検してください
ブレーカーが期待通りに接地故障を解除しない	過剰な故障経路インピーダンス、不適切なEGC経路、保護デバイスの問題	完全なEGCおよび接続経路を確認してください
断続的な接地連続性	緩い接続、振動、損傷した導体	被電源状態の経路をテストし、影響を受けた接続を点検してください
機器フレーム間に電圧が存在する	欠落または不良な接続	接続の連続性および整合性を確認してください
EGCまたはPEに測定可能な電流が存在する	EMIフィルター電流、容量漏れ、絶縁漏れ、意図しない中性-接地接続、または配線故障	電流が機器に対して予想されるものであるかどうかを判断し、必要に応じて絶縁と配線を点検してください
繰り返される接地故障トリップ	漏れ電流、湿気、損傷した絶縁、機器故障	影響を受けた回路を隔離し、漏れ源を特定してください
接地接触が欠落または損傷している	修正または損傷したプラグ	機器をサービスから取り外し、正しく修理または交換してください
接地接続が腐食している	湿気、化学物質、不適切な材料	接続を修理し、連続性を確認してください
機械部品が適切に接地されていない	欠落した接地ジャンパーまたは不良な構造的連続性	必要な接地経路を復元し、連続性をテストしてください
接地経路は正しく見えるが、テストが不良	塗料、酸化、緩いハードウェア、不適切なフィッティング	接触面を点検し、適切な接地テストを実施してください

ショック、チクチク感、過熱、または確認されたオープン接地経路は、直ちに電源を切る必要があります。接地または絶縁故障が特定され、修正されるまで、機器をサービスに戻してはいけません。

結論

効果的な機器接地は、連続的なEGCおよび接地システム、正しいシステム接地配置、承認された配線方法、及び適切な確認テストに依存します。接地および接続要件は、常に地域で採用された電気コードおよび実際の機器およびシステム構成と照らし合わせて確認する必要があります。

権威あるリファレンス

• NFPA 70, National Electrical Code (NEC), 2026 Edition — 現行のNFPA版；特定のコード要件を適用する前に、地域のAHJによって採用された版を確認してください。

• OSHA 29 CFR 1910.304, 配線設計および保護 — 接地導体、接地接続、EGC連続性、固定設備接地、発電機、および二重絶縁機器。

• IEC 60364-4-41:2005+A1:2017 — 低電圧設置のための電気ショック防止。

• IEC 60364-5-54:2011+A1:2021 — 接地配置、保護導体、及び保護接地導体。

• IEC 61557-3:2019 — ループインピーダンス測定用の試験機器。

• IEC 61557-4:2019 — 大地接続及び等電位ボンディングの抵抗測定用の試験機器。

• IEC 61557-5:2019 — 地球への抵抗測定用の試験機器。

• IEC 60990:2016 — 接触電流及び保護導体電流を測定する方法。