関 総 説 東 学 院 大 学 25 日本における感電保護の現状と課題 Present status and some views on the protection against electric shock 高橋 健彦＊ Takehiko Takahashi 1 ．まえがき 電気安全のキーワードとして感電保護，過電流保護， 年名古屋帝国大学初代総長。昭和50年（1975年）100 歳にて逝去された。昭和30年（1955年）文化功労賞を 過電圧保護という 3 つの要素がある。これらの要素の 受賞され，その記念として渋沢賞を創設した。我が国 うち，感電保護は内外を問わず古くから研究されてき の保安，電気事業の確立に大きな役割を果たした人物 ている。特に，これは直接的に人間の安全に係わるも である。 のであるため，非常に重要な保護体系である。また， 同氏はスイス工科大学で，恩師であるウェーバー博 感電保護は接地と関係が深く，接地を専門とする筆者 士から感電について学んだ。その当時，日本では電路 にとっても大きな関心事である。 の絶縁が悪く，感電死亡事故が多発していた。 本稿では，日本における感電保護の歴史および基準・ そこで，大正 3 年（1914年），電気試験所において 規格の現状を述べ，感電の研究では世界的権威者であ 自ら感電の実験を試みた。水を入れたバケツに両足を るビーゲルマイヤー博士の研究成果および IEC 規格， 入れ，濡れた両手で裸電線を握った。電線とバケツの IEEE規格等を参考にして日本における感電保護の課題 間に30 V を印加し 4 mAを流したら苦痛を感じた。まだ について述べる。 耐えることができたが実験を中止した。その後，裸電 線を片手（左手）で握って実験したが，50V以上でも 2 ．日本における歴史的変還 何も感じなかった。この実験結果から許容接触電圧を （ 1 ）感電事故と接地の原点 50Vとした。 明治33年（1900年）10月に東京市神田錦町の牛肉店 （江知勝）で女中（15歳の少女）が電灯コードに触れ （ 3 ）接地工事と接地抵抗 て感電死した。この原因は柱上変圧器の高圧側（当時 明治44年に「電気工事規程」が公布され，第28条に は2000V）と低圧側が風雨のため混触していたためで おいて接地工事の種類として，第一種接地工事及び第 ある。このような事故が関西方面でもあったらしい。 二種接地工事の 2 種類が規定された。これらの接地抵 そこで混触による電位の発生を防止するために明治44 抗は，第二種地線工事における接地抵抗は地線と大地 年（1911年）に低圧側を接地することにした。これが との間の電圧を150 V 以下に保持することとした。当時 接地工事（第 2 種地線工事）の原点である。 は接地工事を地線工事と称していた。 最初に規程された明治44年以降，大正，昭和時代を （ 2 ）渋沢元冶の感電実験 同氏は明治 9 年（1876年）10月25日に生まれ，明治 33年（1900年）に東京帝国大学を卒業，スイス・チュ 経て規程の改正が度々行われた。それらをまとめて接 地工事の種類および接地抵抗の規程の変遷を表 1 ，名 称等の変遷を表 2 に示す。 ーリッヒのスイス工科大学で学び，GE 社（米国）に 入社。帰国後，大正 3 年（1914年）電気試験所に入所 した。大正 8 年（1919年）東京帝国大学教授，昭和14 （ 4 ）漏電遮断器の導入 日本の配電電圧は欧米に比べて低いものの，系統接 地と機器接地の接地系電路において，人体に流れる電 ＊ 流あるいは人体にかかる電圧に対する危険性が顕在化 Department of Architecture, Kanto gakuin University していた。このような状況において，接地に加えて感 所員，建築学科 26 建築設備工学研究所報 No.30 2 0 0 7 . 3 昭和43年（1968年）：（社）日本電設工業協会の接地 工事専門委員会（池田栄一委員長，田辺隆冶主査）が 日本 ME 学会安全対策調査委員会と共同審議を行い， 「病院設備の接地方式指針」を公表した。この指針はわ が国で初めて病院電気設備の安全基準を示したもので， 医用接地方式の考え方を検討した。 表1 規程及び接地工事の名称の変更 昭和57年（1982年）：上記の指針を基に「病院電気 設備の安全基準」 （JIS T 1022）が制定された。また， これに関連したものに昭和54年に「医用接地センター ボディーおよび医用接地端子」（JIS C 2808）が，昭 和57年に「医用差込接続機器」（JIS T 1021）が制定 されている。 表2 規程及び接地工事の名称の変更 その後，この分野は（社）電気設備学会で審議して いる。 電を防止する対策が検討されてきた。 昭和41年（1966年）：建設業労働災害防止協会が労 （ 6 ）保安用接地の体系化 働省の指導のもとに「感電災害防止の指針」を作成し， 保安用接地は電技で定められている接地工事の接地 建設用ベルトコンベアに漏電感電防止器の施設を推奨 抵抗を満足するために設計・施工が実施されていたが， した。さらに，イギリス規格を準拠した電圧動作形漏 これを総合的に検討するための委員会が組織され，保 電遮断器を規格化した。 安用接地の集大成を完成させた。 昭和42年（1967年） ：（社）日本電設工業協会の接地 昭和45年（1970年）：（社）日本電設工業協会技術委 工事専門委員会（池田栄一委員長）で電流動作形も取 員会（池田栄一委員長，田辺隆治主任研究者）が「建 り入れた「漏電遮断器要綱」を発表した。 築電気設備の保安用接地に関する研究報告書」を公表 昭和44年（1969年） ：労働安全衛生規則第124条で漏 電遮断器を施設することが規程された。 漏電遮断器が導入されてから図 1 に示すように感電 死亡事故が減少傾向になった。 した。この報告書の内容は三つの分科会の検討結果を まとめている。第 1 分科会は，各種接地極の有効かつ 適切な使用方法およびそれらの得失の比較を行い，ま た接地抵抗低減のための並列接地，深打工法，土壌の 化学処理の効果について検討を行っている。第 2 分科 会は，建築構造体を接地極に代用することの可能性お よびそれに伴って生ずる二次的諸現象を検討している。 第 3 分科会は，金属管配管を接地導体として使用する 場合のインピーダンスの調査を行い，その効果につい て検討している。 （ 7 ）地絡保護の強化 図1 感電死亡件数と漏電遮断器生産台数の推移（産 業安全年鑑，経済産業省生産動態統計による） （ 5 ）病院設備の安全強化 わが国の感電防止は接地工事を主体に対策が講じら れてきていたが，漏電遮断器の導入（前述（ 4 ） ）に伴 い，漏電遮断器を用いた地絡保護の方策の検討を開始 した。 医用電気機器が普及し，マクロショック（皮膚を介 昭和46年（1971年）：（社）日本電気協会技術基準調 して体内に電流が流れることにより起きる感電）やミ 査委員会の使用設備専門委員会の地絡保護方式分科会 クロショック（皮膚を介さずに漏れ電流が心臓に直接 （池田栄一分科委員長）が審議し， 「低圧電路地絡保護 流れて起きる感電）の危険が懸念された。そこで，病 指針」を公表した。この指針は感電事故を防ぐための 院電気設備の接地方式の検討を開始した。 保護方式について理論的検討を加え，地絡保護の考え 関 東 学 院 大 学 27 方を保護接地方式，過電流遮断方式，漏電遮断方式， 災害を招くおそれがある。そこで，人体の許容電流を 漏電警報方式，絶縁変圧器の五つに区分して記述して 離脱限界電流の最低値と考えられる 5 mA とする。ま いる。さらに，人体の接触状態を第一種から第四種ま た，この状態では，人体抵抗は皮膚が著しくぬれてい で分類し，各々の接触状態に対応した許容接触電圧を るため500Ωとする。許容接触電圧をUとすれば，オー 決めている。 ムの法則から，U＝0.005×500＝2.5〔V〕となる。 この指針の成果により，昭和47年（1972年）の電技 改正では漏電遮断器の取付け義務が大幅に拡大された。 第 2 種接触状態とは浴槽，プールの周辺，又は人が 立ち入るおそれがある水槽，池の周辺，あるいはトン ネル工事現場などに湿気や水気が著しく存在する場所 3 ．日本における感電保護の基準・規格 である。金属製の電気機械装置や構造物に人体の一部 感電保護の基準の根拠の多くは古くからダルジール が常時触れている場合では皮膚表面が発汗している状 やケッペンらの研究成果を参考に検討されてきたが， 態を考慮している。この状態では，第1種接触状態と同 近年になってIEC規格，特にビーゲルマイヤーの研究 じく人体抵抗を500Ωとする。又，人体の許容通過電 成果が反映されている。 流はケッペンの下限値である50mA をとる。このとき， 許容接触状態 U はU＝0.05×500＝25Vとなる。 （ 1 ）低圧地絡保護指針（JEAG8101）における許容 接触電圧 第 3 種接触状態とは住宅，工場，事務所などの一般 的な場所である。このような状態では手足の皮膚がぬ 感電事故を想定した場合，その危険度は，最終的に れたり，発汗したりするおそれはなく，人体抵抗はフ は人体に流れる電流と継続時間の積で評価されるが， ライベルガーの曲線に従うと考えられる。接触電圧を 一応の目安として許容接触電圧が定められている。 50 V とすると，同曲線によって人体抵抗の下限値は約 感電事故の様相は事故の起きる環境によって異なっ 1700Ωである。このとき人体通過電流は，50÷1700≒ てくる。感電防止の視点から，環境の状態をクラス分 0.03＝30mA となる。この30mA という値はケッペンの けしたものを接触状態という。 （社）日本電気協会から 曲線に1.67の安全率を見込んだ曲線の下限値に等しい。 発刊されている「定圧電路地絡保護指針」では，接触 したがって，この状態は50 V までの接触電圧を許容し 状態を表 3 に示すように第 1 種から第 4 種まで 4 種類 ているのである。一般の場所において，50∼60 V 程度 に区分し，それぞれの状態において許容される接触電 の接触電圧を許可するのは，ヨーロッパ諸国において 圧を規定している。同表に示した接触電圧の算定根拠 永年の実績がある。 を以下に示す。 第 4 種接触状態とは人の触れるおそれのない場所， あるいは隠蔽場所に施設された場所である。この状態 においては接触電圧に格別の制限がない。 （ 2 ）電気設備技術基準の省令および解釈 電気設備技術基準（以下，電技）は平成9年（1997 年）に全面的に改正された。その背景として次の3つが ある。 )技術進歩，環境変化などにより，簡素化しても保 安上支障がない条項を整理する。 *設置者などの理解が向上し，かつ技術基準の客観 表3 接触状態による接触電圧の基準（低圧電路地絡 保護指針） 性が確保可能な場合には，機能性基準の視点を導 入する。 +公正，中立と認められるような外国の規格，民間 第 1 種接触状態とは浴槽，プール又は，人が立ち入 規格などを導入する。 るおそれのある水槽，池，沼などに施設する電路であ 上記の)，*に伴い，自己責任原則を重視するとい る。このような環境で感電した状態を想定すると，心 う観点から電技は省令（285ヶ条）・告示（48ヶ条）を 室細動電流を対象としていたのでは，溺死などに二次 省令（78ヶ条） ・解釈（272ヶ条）に変更した。 28 建築設備工学研究所報 No.30 接地や感電に関しては電技省令第 4 条，第10条，第 11条，第15条，第20条，第21条，第56条，第59条，第 2 0 0 7 . 3 同様である。ただし，コンクリート床の場合は接地工 事が必要である。 64条等あり，これらの省令に対応して解釈が定められ （ 3 ）内線規程 ている。 本稿では電技解釈の接地の条文における根拠を示す （社）日本電気協会は，昭和43年（1968年）に電気 設備技術基準（以下，電技）に基づいた需要場所にお ことにする。 ける電気設備の保安の確保を実行するために，電気工 電技解釈第19条（接地工事の種類） 接地工事の種類を表 4 に示す。接地工事において， 100Ωを漏電遮断器が施設している場合は500Ωまで緩 和している。これは，漏電遮断器の定格感電電流が 100mA 以下とし，その場合の接触電圧を50 V 以下に抑 えることができる接地抵抗の最大値を500Ωとした。 作物の設計・施工・維持・検査の規範として「内線規 程」が民間自主規程として制定された。 それ以来，電技などの改正，電気技術の進歩や社会 ニーズの変化に対応するために，改訂されてきた。 内線規程は，電技の省令および解釈に定められてい る抽象的な表現事項について具体的に解説し，さらに 電気保安に基づく電気使用の利便性を考慮した項目に ついても規程している。そのため，非常にわかりやす い内容であり，電気設備の分野に従事している技術者 の「座右の書」的な規程である。 今回の内線規程（第11版）の改訂は，平成12年（2000 年）に実施された改訂以降に発生した電技解釈の改正， 各団体からの提案及び要望に応えるため，規定内容の 見直しや明確化を行ったものである。電技解釈は第 1 表4 接地関連規定 条から第272条で構成されているが，内線規程におい て，第272条（IEC60364規格の適用）は適用除外とさ 第20条（各種接地工事の細目） 具体的な工事方法を示している。その中で接地極を 地表下75cm以上に埋設することにしているが，この理 由は埋設深さが深いほど電位傾度が小さくなり，歩幅 電圧の低減による感電保護に寄与するためである。 れている。 本稿ではトピックとして接地付コンセント施設に関 する改訂について紹介する。 感電災害を防ぐため，電路には漏電遮断器を施設し， 漏電遮断器の確実な動作を確保するために接地を必要 とする。そのためには，接地極コンセントが有効であ 第28条（電気設備の接地） 電路の中性点の接地に関する条文である。接触電圧， る。さらに，電気用品の国際整合化に伴い，クラスI機 器の移行の動きもある。 歩幅電圧では IEEE のダルジール博士の研究成果を基 このような状況において，わが国でも接地極付コン にしている。発変電所構内の中性点直接接地系統にお セントの普及を進める必要がある。改訂前はでは勧告 いて，作業者はゴム靴を履いていて，事故時間も短い 的，推進的事項であったが，今回の改訂では表 5 に示 ために150 V を目安としている。 すような見直しを図った。 第29条（機械器具の鉄台及び外箱の接地） 4 ．ビーゲルマイヤーの研究 環境に応じて接地工事を省略できる場合もあるとい う条文である。 同氏は1924年 7 月19日オーストリア，ウィーンに生 まれる。1950年にウィーン大学で物理学を学び学位を 取得し，1950∼1957年オーストリア電気用品試験所に 乾燥している場所では人間と対地の間の電気抵抗が 勤務，1957年から電気安全問題のコンサルタントとし 大きいため，対地電圧が150 V 以下であれば致命的な感 てESF研究所（ウィーン）を設立し，現在に至ってい 電が生じないため，接地工事は不要である。150 V を超 る。 える低圧の場合でも木製の床，畳，石などの床上でも ビーゲルマイヤー博士は，オーストリア電気用品試 関 東 学 院 大 29 学 いる。1978年にオーストリア大統領からプロフェッサ ーの称号を与えられた。また，1985年にはIEEE（電気 電子学会）から Power Life Award を受賞している。 感電の研究は羊，豚，山羊，犬などの動物実験で電 流特性のデータを採っているが，ビーゲルマイヤー博 士は自ら被験者となり人体インピーダンス，人体通過 電流と心臓の心室細動に関する実験データを収集して いる。写真 1 に実験の様子と実験装置，図 2 実験回路 を示す。 表5 接地極付コンセントの施設概要 験所に入所以来，一貫として電気安全技術に関する研 究に携わり，その成果は国際規格に採用されると共に 感電防止方式の確立に大きく貢献した。特に，彼は1970 ∼1980年代において危険な感電レベルにおける人体イ ンピーダンスの測定を行い，電気病理学上の基礎を導 いた。また，従来，感電死と電流の関係はエネルギー 写 真 1 ビーゲルマイヤー博士の実験の様子と実験装置 に依存するとしていた定説についてその誤解を指摘し， 人体通過電流とその心臓の心室細動に関する各種デー タを収集し，その統計分析を行い，心室細動電流は心 拍を境にZカーブとなることを提案した。これによっ て，電流による感電死のメカニズムが解明され，各種 保護方式が可能になった。 1930年代のケッペン博士（独）やダルジ−ル博士 （米）らの考え方を基として1974年にIECレポート479 “人体を通過する電流の影響”が発行されたが，彼はこ 図2 実験回路 れを不十分とし，TC64のWG 4（人体通過電流の影響） の議長として，その改正に精力的に取り組み，彼自身 5．感電電流の安全限界曲線 のデータを基に原案を作成した。この原案は IEC 加盟 感電防止対策には，大別すると保護接地方式と漏電 各国の検討を経て国際的に認められ，1984年に第 1 編 遮断方式とがある。住宅，ビル，工場等の低圧電路に （人体インピーダンス，15∼100 Hz の交流による影響， おいては，漏電遮断方式が最も有効であり，一般的に 直流による影響） ，1987年に第 2 編（100Hzを超える交 採用されている。漏電遮断器の設置が義務づけられた 流による影響，特殊波形電流による影響，短時間単方 ことで，感電死亡事故が大幅に減少し，漏電遮断器の 向性インパルス電流による影響）が発行された。以来 有効性が認識されてきた。 このレポートは，IEC の各 TC において安全基準を作成 する際の基礎として重要な役割を果たしている。 また，彼は1978年に感電防止に関する三重保護（基 漏電遮断器の特性，歩幅，接触電圧の評価において は人体の電流特性を明らかにすることが必要不可欠な 課題である。この電流特性とは人体のインピーダンス， 本保護，故障保護，追加保護）の概念を構築させるな 周波数を考慮した感電電流の実効値と通電作用時間の ど，その豊富な経験と知識に基づき低圧電気設備の安 関係を示すもので，安全限界曲線と称している。この 全について理論と実務の両面にわたり基準を提供し， 電流特性を明らかにするための研究は古くから行われ 感電防止技術を啓蒙した。彼は漏電遮断器の開発にお ており，貴重なデータが公表されている。 ける先駆者であり，この分野で36以上の特許を持って 30 建築設備工学研究所報 No.30 （ 1 ）ケッペンの実験 2 0 0 7 . 3 人間に適用するための式を提案している。 I＝157/√T〔mA〕 人体通過電流の危険性を判定するのに，大きな電流 ならば短時間でも危険であるし，小さな電流であれば この式をもとにグラフ化すると図 3 の C 線になる。 長時間接続しても危険にならない。この考えに基づき， 感電電流の安全限界を，次のように電流と時間の積が （ 3 ）IEC60479規格 一定値になることを見い出した。 前述したように，1974年当時はケッペンやダルジー I・T ＝ constant（一定） ルのデータをもとに図 4（a）のような曲線があった。 （ I：人体通過電流〔mA〕，T：通過時間〔s〕） この図は感電電流（心室細動電流）と作用時間の関係 ケッペンは種々検討した結果，人体通過電流の安全 を感電の危険度に応じ，四つの曲線と五つの領域に分 限界として電流時間積を50〔mA・S〕とすることを提 けている。対象とする周波数は50∼60Hzとなってい 唱した。すなわち， る。 I・T＝50〔mA〕 TC64は約1.5年ごとに会議を開催しているが，1984 この式をグラフ化すると図 3 の A 線である。A 線を 年のベルン会議で図 4（a）の改正案が提出され審議し 境として右上が危険範囲であり，左下が安全範囲であ た。その結果，1985年に改正された。改正の特徴は図 る。例えば，100mA の電流が人体に 1 秒流れると危険 4（b）に示すとおり，領域を四つにして特に曲線 c の であるが，0.1秒で遮断されれば安全である。なお，ケ 形状が変更になった。つまり，心室細動現象を引き起 ッペンの A 線では，人体通過電流が50mA 以下では安 こす電流特性が変わったものである。同図は15∼100Hz 全限界は無関係と指定としている。図 3 のB線は，I・ に対応するものであるが，周波数の違いはあるものの， T＝30とした場合である。すなわち，B 線は A 線に1.67 感電の危険度の目安として，電流と時間の関係を曲線 の安全率を見込んだ形になっている。ヨーロッパ諸国 c に改正されたことは大きな意義のあることであった。 ではこの B 線をベースにしてきている。 この改正の原動力となったのがビーゲルマイヤーであ る。 図4 図3 感電電流（交流）の安全限界曲線（IEC60479） 感電電流と通電作用時間の関係 （4）IEEE 規格にみるダルジールの研究成果 （ 2 ）ダルジール（アメリカ）の実験 米国においてはANSI（米国規格協会，American ケッペンの実験に対してはダルジールは，感電の危 National Standard Institute）NFPA（米国防火協会， 険度は電流のエネルギーに関係することを見い出し， National Fire Protection Association），IEEE（米国電 安全限界を次のように示した。 気電子学会，Institute of Electrical and Electronics 2 I ・T＝constant（一定） この式により人体の感電電流を次式のように評価した。 I＝116/√T〔mA〕 これは50kgの羊が確率0.5%で死ぬ限界値である。ダ ルジールは，この式をもとに平均体重70kgに換算して Engineers）等の合同規格において，感電保護に関す る内容が盛り込まれており，その主なる文献はダルジ ール博士の研究成果である。感電保護については，特 記すべき内容について紹介する。 ダルジールは感電の危険度を人体の体重に影響する 関 東 学 と考え，いろいろな動物実験を行い，データを収集し， 院 大 31 学 いる。 その例を図 5 に示す。これらのデータをもとに前述し TC64では当初から，以下に示すような感電保護など たような安全限界の感電電流の実験式を見い出した。 に関する規格を作成してきたが，近年は TC64の根幹規 ダルジールとビーゲルマイヤーの研究成果の評価を 行い，感電電流の安全限界曲線を図 6 のように示して 格と位置づけられている。IEC 規格（建築電気設備） をまとめている。 )人体を通過する電流の影響（IEC60479，1987年， いる。 1984年発刊） *感電保護に関する電気・電子機器の分類（IEC， 感電電流（mA） 1976年発刊） +感電保護のための設備と機器に関する共通事項 （IEC61140，1992発刊） ,電源システム及びスイッチ・コントロールギアの 選定と施工（IEC61200，1993∼1996年発刊） -建築電気設備（IEC60364，1980∼1996年発刊） IEC60364規格は「建築電気設備」であったが，2005 年の韓国済州島会議で「低圧電気設備」と変更した。 体重（kg） 図5 感電の危険度 この理由は後述するTC99の高圧電気設備との区別化を はかるためである。 IEC60364規格の構成は2006年に変更され図 7 に示す ようになった。今までの規格は長い間にドイツの代表 委員であったW. Rudolph氏（故人）らが原型を構築し 人体経過電流（mA） たものであり，約20年間，マイナーチェンジはしたも のの規格体系として活用されてきた。 電流継続時間 t（ms） 図6 感電電流の安全限界曲線 6 ．IEC における感電保護の規格の概要 （ 1 ）TC64（電気設備と感電保護） TC64は1967年に設立され，第 1 回目の国際会議がフ ランス・パリで開催され，それ以降，国際会議の審議 を経て，数多くの国際規格を作成してきた。TC64の検 討範囲は低圧需要家設備（IECでは交流 1 kV，直流 1.5kV以下）を対象として，建物内及びその周辺並び に類似の構造物の電気設備の配線における安全性及び その関連事項の規格を審議している。TC64は非常に範 囲が広く，他の TC にも密接に関係する内容を含んで 図7 IEC60364（低圧電気設備）の新規格 32 建築設備工学研究所報 No.30 2 0 0 7 . 3 ところが，TC64の前委員長であるD. M. Latimer 氏 （英国）は委員長の時代に再構築を積極的に推進し， 1997年頃から WG を組織して規格体系を検討してきた。 今まで構成は面的な関係で規格を構成しているため， 規格内容が入り組んでいた。それを整理統合し図12に 示すように，5 つの幹を設定し，関連する規格を枝と して分類している。感電保護については，4 ―47（感電 保護手段），4 ―481（外的影響保護手段）をまとめて4 ―481（感電保護）に再構築している。なお，特殊設 備・場所の感電保護は60364-7シリーズの規格の中で規 定している。 （ 2 ）TC99（高圧電力設備のシステムエンジニアリ ング及び施工） TC99は，TC64の低圧に対して高圧電力設備の要件 に関する国際規格の必要性が高まっていること， CENELEC（欧州電気標準化委員会）が高圧電力設備 図8 許容接触電圧の計算方法（IEC61936―1） 図9 接触電圧の安全限界曲線（IEC61936―1） 分野の規格作成に着手しているという理由から1995年 に設立された。第 1 回目の国際会議がドイツ・フラン クフルト市で開催された。TC99の適用範囲は，交流 1 kV超過の発変電所，送配電及び需要家設備である。 これらの電気安全の要件として，電力設備の設計・施 工の規格を作成しようするものである。この中には， 高圧設備の接地システムを対象とした項目がある。 高圧電力設備においては，例えば変電所の構内にお ける感電保護の指標として，人間の歩幅電圧や接触電 圧が用いられる。そのため，感電保護を評価するため には感電電流よりも電圧で評価したほうが便利である。 そこで，感電電流の安全限界を電圧の限界，つまり心 室細動を引き起こさない許容接触電圧の値に変換する 必要がある。 許容接触電圧は図 8 に示したフローで決定する。許 容接触電圧は高圧電力設備の遮断時間に密接に関係す る。そこで，人体に印加される許容接触電圧と継続時 間との関係を表すと図 9 のようになる。同図のZ 1 ∼Z 4 曲線において，確率及び統計的観点から，現在使用さ 住宅でも，今回の内線規程の改訂に伴い，普及が促進 れているZ 2 曲線が，接地設計要素として最低条件とさ されようとしている。 れている。 （ 1 ）3 P コンセントの形状 7 ．日本における接地極コンセントの普及のための課題 接地極付コンセント（以下，3 Pコンセント）は電源 3 P コンセントは図10に示すように，接地極の付い たコンセントに，対応するプラグを 3 P プラグという。 と接地（アース）を同時に得ることができるコンセン コンセントとプラグの組み合わせを 3 P コンセントシ トである。欧米では電気設備の常識になっている。わ ステムという。わが国では，従前から同図（ハ）に示 が国でもオフィスビルや病院などで普及しつつあるが， すように，接地端子付のコンセントが普及していた。 関 図10 東 学 院 大 図11 接地極付コンセントの形状 33 学 接地の必要な主要耐久消費財の普及 どちらも役割は同じであるが，後述する家電機器のク ラス分類に関係している。 3 P コンセントシステムの特徴は，手でプラグの抜 き差しを行うとき，プラグのアースピンが電源用の平 刃よりも長いため，つねにプラグが接地されている状 態になる。つまり，家電機器の接地が完全な形で実現 されているという利点がある。 （ 2 ）接地を必要とする家電機器 近年は住宅においても，多種多様な家電機器が普及 図12 接地の必要な主要耐久消費財の保有台数 されている。その中で，感電防止を目的とした接地を 必要とする機器も多く含まれている。それらは商用電 造物責任）法が平成 7 年 7 月 1 日に施行されて以来， 源の電気エネルギーを利用する機器である。さらに， 接地設備のあり方が大きな課題になってきている。こ IT 機器関連の情報・制御信号として利用する機器も接 の PL 法は，日本では画期的な法律であり，企業及び国 地を必要とする。住宅における機器をまとめて表 6 に 民にとっては大きな関心事になっている。PL 法に対す 示す。これらの機器の普及率と保有機台数の推移図11， るメーカーのアクションの一つに，製品の危険に関す 図12に示す。 る告示がある。電気的危険に関するシンボルマークを 図13に示す。いずれも感電・接地（アース）に関する （ 3 ）3 P コンセントシステムの必要性 )PL（製造物責任）法 もので，タイトルおよび意味は図中に示すとおりであ る。 わが国において，従前から住宅においては感電防止 のための保安用の接地設備，例えば，電気洗濯機の接 地が主体であった。しかし，PL（Product Liability，構 表6 接地を必要とする家電機器 図13 電気的危険に関するシンボルマーク 34 建築設備工学研究所報 No.30 さて，PL 法が施行されたわが国で，警告表示のつい た製品を我々国民が手にしたとき，とまどうことがあ るのではないだろうか。それは接地の取付けに関して 2 0 0 7 . 3 応した機器である。 （ニ） クラスÀ機器：機能絶縁のほかに保護絶縁を施 し，二重の絶縁を施した機器である。 （ホ） クラスÁ機器：安全特別低電圧（SELV（Safety である。 Extra Low Voltage）：交流50V） （社）日本電機工業会（JEMA）でとりまとめた家電 製品の「警告表示実施要領」によると，表示する製品 を用いる機器である。 わが国ではWTO（世界貿易機関）加盟国であり， には「アースを確実に取り付けて下さい。故障や漏電 TBT（Agreement on Technical Barriers to Trade，貿 のときに感電する恐れがあります。アースの取り付け 易の技術的障害に関する協定）協定を締結している。 は販売店にご相談ください。 」という旨の要注意書きを 国際整合化に伴い，IEC 規格を取り入れることになっ 記したカタログを添付することになっている。 ているが，特にクラス0¿機器は例外としている。欧米 わが国の普通の住宅においては，接地端子付コンセ ントが洗面所に設置されている程度であり，台所に設 諸国では常識となっているクラス¿機器を普及する必 要がある。 置されていることはめずらしい状況ではなかろうか。 それなのに， 「アースを確実に取り付けて下さい」 ， 「販 売店に相談してください」という表示はとまどうばか （ 4 ）3 P コンセントシステムの普及のための課題 3 P コンセントシステムの普及に際して，よく言わ りである。 「販売店に相談して下さい」と言われても戸 れることが「にわとり」と「たまご」のたとえである。 建住宅でも，特に集合住宅では簡単にアース工事を行 「 3 P プラグが先なのか」 ， 「 3 P コンセントが先なのか」 の問題がある。次にいろいろな視点で普及のための課 うのは困難であろう。 題について述べる。 *家電機器のクラス分類 IEC（国際電気標準会議）規格の「家庭用電気機器 )ユーザーの視点 の安全に関する総則」（IEC60335）において，家電機 前述で述べてきたように，接地は住宅においても重 器を感電防止の観点から IEC では家電機器を安全に使 要であり必要不可欠である。ユーザーの多くは，接地 用するために，次の五つのクラスに分類している. の必要性を十分に認識しており， 「いつでも」 ， 「どこで （イ）クラス 0（ゼロ）機器：機能絶縁だけで接地のな も」，「かんたん」に接地を得ることができれば，安心 できる環境で生活できる。ただし，工事費用の負担の い機器。 （ロ）クラス 0¿（ゼロワン）機器：クラス 0 機器と同 問題はある。 様に機能絶縁だけであるが，図14（イ）に示す ように接地線がある。したがって，機能絶縁が劣 化しても接地されているので，感電防止には寄与 *配線器具メーカーの視点 ユーザーニーズを満足するためには，3 Pコンセント を生産する必要がある。メーカーは図 2 に示したよう している。 （ハ）クラス¿機器：クラス 0¿機器と同様に，接地が なコンセントを普及し，クラス 0¿，クラス¿機器に ある。ただし，図14（ロ）に示すように，この 対応させている。理想的にはクラス¿機器対応の 3 P 機器は電源コードと一体（ 3 Pプラグ）になって コンセントの普及である。価格の問題も大量生産にな いるので，電源供給と同時に，自動的に接地され れば解消されるはずである。ユーザーニーズを満足す る。つまり，これは 3 Pコンセントシステムに対 るためには，3 P コンセントを生産する必要がある。 +家電機器メーカーの視点 PL 法の施行で，メーカーは前述したように家電機器 に接地を要求している。日本の住宅電気設備の現状を 踏まえたうえで，このような要求をユーザーに課して （イ）クラス0¿機器 図14 （ロ）クラス¿機器 家電機器のクラス分け いることは，少々無理なことではないだろうか。IEC 規格の整合化が必須課題になっている現在，クラス¿ 関 東 学 院 大 学 35 機器の使用を理想とするならば，3 P プラグ付の家電機 が，これも 3 芯ケーブルの色別を明確にすることで安 器にすべきである。 心して施工できるはずであろう。 ,電線メーカーの視点 8 ．あとがき 3 P コンセントシステムに対応した専用のケーブル の開発は容易なことであろう。その際，電圧側，接地 日本における感電保護の現状とビーゲルマイヤー博 士の研究による IEC 規格の現状を紹介した。 側電線の色別を規格化しておく必要がある。接地極の 日本においては，対地電圧が低いことと漏電遮断器 接地線は IEC 規格に色のケーブルを使うことは当然で の普及率が高いため，感電死亡事故は欧米と比較して ある。 非常に少ない。しかし，地方の農家などでは今だに漏 日本では従前から，例えば，関東と関西では，これ らの電線の色別が異なっている。ま さに国内整合化を図ることが先決である。 電遮断器を設置していない住宅もあり，決して磐石な 状態ではない。 現状において，課題になるのは接地極付コンセント の普及についてである。これは，感電保護も含まれる -設計者の視点 が，IEC 整合化におけるクラスの¿機器の扱いにも密 住宅の接地設備として望ましい形態は， 「感電や雷サ 接に関係する。さらに，TC108（情報技術・通信技術 ージによる過電圧を防止するための保安用接地」 ，「エ 分野における電子機器の安全性）に関係する情報技術 レクトロニクス機器の安定な動作を確保するための機 機器（ 3 P プラグ）との問題も関係する。 能用接地」という異なる 2 種類の接地を一つにまとめ 3 P コンセントシステムの普及するための課題とし る，つまり，共用して施工することである。もちろん， て“にわとり”と“たまご”の論を例えとして引き出 それには大地に施す接地極だけでは不十分であり，例 した。考えてみれば，3 P コンセントであれば，クラス えば，SPD，等電位ボンディングが必要である。 0¿機器は可能であるが，2 P コンセントであれば対応 近年の住宅は大型化し，家電機器も大容量化し，全 電化住宅が多く建設されている。住宅の接地線の配線 できない。便宣上，アダプターの使用も考えられるが 信頼性に課題が残る。やはり，電気設備の視点から， 方式は， 「送り配線（ループ状）方式」と「放射状（ス 3 P コンセントシステムを普及しその後でクラス¿機器 ター状）配線方式」とに大別される。 を生産するのが“筋”なのかもしれない。いずれにし 送り配線方式とは，コンセントからコンセントへわ たって配線される方式で，材料及び施工費が安価に抑 えられる利点がある。一方，放射状配線とは，住宅用 ても，関連業界が一丸となって 3 P コンセントシステ ムを推進する気持ちが必要であろう。 国民が安全に安心して生活を営むためには電気安全 分電盤から系統ごとに放射状に配線される方法である。 環境を整備することが必要である。さらに利便性を追 これは，接地を必要とする家電機器をすべて，一点に 求するならば建築電気設備の高度化が必要である。建 集中させ，その点を電位の基準点とする考えである。 築電気設備のインフラ整備に終りはない。 従前から，日本ではこの形態を， 「一点接地」と呼んで いたが，IEC 規格の思想では「スター型ボンディング」 参考文献 であり，同義である。 1 ）渋沢元治：電界百話，オーム社，1934年 一点に集中させる箇所は，分電盤の等電位ボンディ ングバー（あるいは集中接地端子）であり，そこには 2 ）低圧電路地絡保護指針，（JEAG8101―1971）,（社） 日本電気協会 SPDが装備されることもある。3 P コンセントの普及の 3 ）内線規程（JEAC8001―2005），（社）日本電気協会 具現化するためには，設計者が十分にシステムニーズ 4 ）消費動向調査年表：内閣府経済社会研究所，2006 を認識する必要がある。 年 5 ）高橋：これからの住宅電気設備，オーム， 3月号， .施工者の視点 古い話ではあるが，病院において 3 P コンセントの 2006年 6 ）G. Biegelmeier:Wirlungen des elektrischen Stroms 誤結線でトラブルが生じたことがある。最近は全く耳 auf Menschen und Nutztiere，VDE VERLAG， にしない。施工する際に留意することは誤結線である 1986年 36 建築設備工学研究所報 No.30 7 ）G. Biegelmeier，W. Skuggevig，T. Takahashi： The Influence of Low-voltage Net-work System on the Safety of Electrical Energy Distribution UL． Inc．1997年 8 ）IEEE： Guide for Safety in AC Substation Grounding， ANSI/IEEE std．80，2000年 9 ）IEC 規格 （2007年 2 月17日受理） 2 0 0 7 . 3
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