第２章 電気の取扱いについて 電気は我々の生活と密接なかかわりを持ち、重要なライフラインの一つになっている。 しかしながら、身近でありながら目に見えない存在であるため安全への配慮が忘れがち となり、ちょっとした油断が感電事故や電気火災を引き起こすことになる。この章では、 感電死傷事故や電気火災事故などを防止するための基礎的な知識、守らなければならな い事項について述べる。 １．感電事故とその防止 感電は電気災害のうちもっとも直接的なものであり、一般に電圧が高い場合には注 意を払うが、低い場合には油断しがちである。しかし、電圧が 100V 以下の場合でも 条件次第では生命に関わることがあるので、軽視してはならない。 感電事故における通電電流と蘇生率の関係を調査した統計によると、50～60mA の電流が流れたと推測されるケースでは、蘇生率が 20％以下になっており、80％以 上が助かっていない。20W の蛍光灯スタンドに流れる電流が 200mA であることと 比較すると、いかに少ない電流で死亡してしまうかがわかる。 この例からも、たとえ消費電力の小さい電気機器であっても生命にかかわる事故に つながる危険性が高く、電気は慎重に取り扱うことがいかに重要であるかが認識でき る。 １）感電事故の原因 感電事故は、さまざまな状況で発生するが、主として次のような場合におきる 場合が多い。 (1) 電圧がかかっている裸導線に直接触れた場合 (2) 絶縁の悪い電気器具や装置のフレームなどに触れた場合 (3) 高電圧部に近づいたために閃絡した場合 ２）通電電流と症状 通電電流と人体におこる症状を表２．１に示す。電撃傷（体内を電流が流れる ことによって受ける損傷のこと）は人体を流れる電流の大きさによって異なり、 この電流の値は次のような因子で決まる。 (1) 通電電流の大きさ (2) 通電経路（電流が人体のどの部分を流れたか） (3) 電源の種類（直流か交流か） (4) 通電時間と電撃印加相（心臓脈動周期のどの位相で通電したか） (5) 周波数および波形 心臓に流れる電流がある値以上に達すると、心臓が痙攣を起こし正常の脈動を 打てなくなり血液を送り出す心室が細動を起こし極めて危険な状態となり、死亡 することが多い。このときの電流を特に心室細動電流と呼ぶ。 表２．１ 通電電流の周波数、電流値と症状の関係 電流(mA) 電流の周波数 男 症 女 直流 5.2 1.3 50Hz 11 0.7 10,000Hz 12.1 8 直流 62 41 50Hz 9 6 10,000Hz 55 37 直流 74 50 50Hz 16 10.5 10,000Hz 75 50 直流 90 60 50Hz 23 15 10,000Hz 94 63 直流 500 500 50Hz 100 100 10,000Hz 500 500 状 少しちくちくする 筋肉の自由は利く 苦痛をともなう 筋肉が痙攣する 電線をつかんだまま離れられない 筋肉が硬直し不随状態となり、呼吸困難に陥る 苦痛を伴う激しいショック 心臓麻痺を起こし、呼吸が停止する ３）安全電圧の目安 人体に流れる電流は、電気の流出入部の抵抗（皮膚の抵抗、手袋や履物などの 抵抗など）によって影響をうけるが、これらの抵抗が同じ条件であるとすると電 圧が高いほど危険になる。表２．２に電圧の人体への影響を示す。この表からも 電圧が高いほど、またぬれているほど危険であることがわかる。 表２．２ 電圧が人体に及ぼす影響 電圧(V) 人体への影響 10 全身が水中にあるときは電位傾度 10V/m が限界 20 ぬれた手で安全な限界 30 乾いた手で安全な限界 50 生命に危険のない限界 100～200 200 以上 3,000 10,000 以上 危険度が急に増大 生命に危険 充電部に引きつけられる 跳ね飛ばされて、助かるときがある ４）感電防止のための留意事項 一般的な機器の場合には、 (1) 電気機器の接地（アース）は確実にとる。特に、ぬれた状態で扱う可能性の ある機器は必ず接地する。 (2) 湿気の多い場所などへの機器類の接地は避ける。やむを得ず、湿気やほこり の多い場所に設置しなければならないときには、漏電遮断器を取り付ける。 (3) 破損した差込プラグやテーブルタップ、端子、劣化したコード類は使用しな い。 (4) 電気機器の電源部に埃が付着している場合には、埃が水分を吸収して漏電の 原因となるので使用しない。 (5) 修理などで機器類の内部に触れるときには、必ず電源コードを抜いてから作 業に取り掛かる。また、内部にコンデンサーを使っている装置ではコンデンサ ーの端子を接地して、電荷を逃がしてから作業にかかること。 (6) コードを抜くことができないような大型機器の場合には、第三者が間違えて スイッチをいれたりすることがないような処置をとる。 (7) ぬれた手で電気器具を操作しない。 (8) 複数の人数で実験をするときには、スイッチの投入を大声で知らせる。 また、高電圧を取り扱う場合には、下記の事項にも留意すること。 (1) 充電部分に直接触れることのないように、絶縁物で遮蔽する。危険区域を指 定し、近づけないように柵などを設ける。 (2) 感電して動けなくなったときに救助を要請できるように、実験は必ず複数の 人数で行なう。 (3) 作業するために装置にふれるときには、必ず接地棒で接地する。 (4) 接地後、両手で同時に触らないこと。まず、心臓から遠い右手で触れて、安 全を確認する。その際も手のひらで触れると、筋肉が収縮して充電部を握って しまう可能性があるので、指の外側で軽く触れて安全を確認する。確実に安全 を確認してから両手で作業を開始する。 (5) 装置は確実に設置する。高圧用機器は第１種設置工事をするように法律で定 められている。 ５）感電事故発生時の措置 速やかに以下の措置をとる。 (1) 急いで電源（本体及び分電盤内）を切る。 (2) 電源を切れない場合には、素手で感電者に触れず、服を脱いで手に巻くなど 絶縁処置をしてから、感電者を充電部から引き離す（足で蹴飛ばしてもよい）。 (3) 安全な場所に移し、着衣をゆるめてからだ全体を楽にさせる。 (4) 外傷の有無に関わらず、早急に医師に連絡して手当てを受けさせる。 (5) 心臓や呼吸が停止している場合には、至急、AED(自動体外式除細動器)を利用 し蘇生措置を行うか、人工呼吸や心臓マッサージを施す。死因のほとんどは心 室細動であるので、現場での素早い心肺蘇生は非常に有効である。 ２．電気火災 電気火災とは、漏電・短絡・せん絡などにより電気設備に異常が発生し、それが原 因となって発熱・発火がおこり火災となる場合をさし、電気器具の取扱い不注意から の発火は含まない。過去の電気火災事故を原因別にみると、設備不備および保守不完 全によるものが６割以上を占めている。表２．３に電気火災の主たる誘因を示す。 表２．３ 火災の主たる誘因 過熱 火花 漏えい電流によるジュール熱の発生 過負荷による機器および電線の過熱 電線接続部の接続不良による局部的 スイッチ開閉時のスパークやアーク 電線間短絡時のスパーク 静電的耐電によるスパーク １）漏電による火災・トラッキング火災 漏電とは、電気回路と大地との間の絶縁が異常に低下し、アークまたは導電性 物質によって橋絡されたために、電気回路または機器の外部に危険な電圧が現れ たり電流が流れたりする現象をいう。原因不明の火災が発生した場合に、漏電で はないかという疑念が持たれることが多い。また、差し込んだままのコンセント に埃や湿気が付着すると、炭化誘電路（トラック）が形成され絶縁破壊による火 災の原因になる。 ２）過熱による火災 (1) 熱器具からの過熱による火災 過熱による火災は、分類上電気火災には含まれないが、電熱器への直接接触 や輻射による過熱が原因となる火災例は非常に多い。可燃物を電熱器などの近 くに置かないことは当然であるが、コードやコンセントなども高温になり劣化 しやすいので定期的な点検をしなければならない。 (2) 電線の過熱による火災 電線が過熱されて火災に発展する原因としては、以下のようなものが考えら れる。 ① 過電流による場合 容量を超えた電流が流れることにより、芯線が過熱し被覆が燃えることによ り発生する。屋内配線にはすべて過電流遮断器が設置されているので、引火段 階以前に回路が遮断される。 ② 短絡による場合 短絡によるスパークで着火する。着火段階で赤熱溶断した電線は急激に温度 が下がり、落下しても天井裏の埃などに着火する可能性はほとんどなく、着火 したとしても独立燃焼までには発展しない。 ③ 局部過熱による場合 電線間や器具端子の接続部が不完全であると、その部分での接触抵抗が原因 となって発熱し電線が燃焼する。過去の事例から 10A 以上の場合には発生しや すいとされるが、スパークを伴った場合にはそれ以下でも起こりうると考えら れる。 ④ 金属管へ漏洩した場合 接地された金属管に、被覆の破損した電線が接触することによってスパーク が生じて着火することがある。 上記に電線の過熱による火災の原因を列挙したが、いずれの場合でも規定の 電線を使用して電流遮断器を接地していれば、電線自体が過熱発火することは ほとんどないことがなく、火災を防止できることがわかる。 ３）アーク火災 アークは電線間の絶縁が破れて、芯線と芯線とが接触してショートする場合や、 電流が流れている状態でスイッチを切ったとき、電線が切断したとき、接続部分 が接触不良のときなどに、一種の爆発現象のように発生する。 アークで火傷した場合にはその温度が 3,000℃くらいあるため、通常の火傷と比 べると３倍ほど深く組織内におよび、発生した銅・鉛・アルミなどの金属蒸気が 皮膚に付着して悪性の症状となることがある。 ４）静電気による火災 人体は導体と考えてよいが、絶縁性の高い靴を履いている人などが帯電する人 体帯電による放電で火災爆発となる場合や、絶縁されたサンプリング容器などの 物体が帯電し、それが放電して火災爆発となる場合などがある。人体が帯電して いる静電気が人体から接地体へ、あるいは物体に帯電している静電気が人体へ放 電したときに発生するエネルギーE は、 E= 1 CV 2 2 ここで C；静電容量、V；帯電電位 で表すことができる。 人体の静電容量を 120pF としたときの電撃の症状を表２．４に示す。 表２．４ 電圧と電撃症状の関係 耐 電 電 圧 (kV) 放 電 エ ネ ル ギ ー (mJ) 1 2 3 4 6 0.06 0.24 0.54 1.5 2.6 電 撃 の 症 状 ほとんど感じない 痛みを感じる場合があり、放電音が聞 痛みを感じ、衝撃をうける 激しい痛みを感じる 痛みを感じ、指先がしびれる ５）電気火災の予防 (1) 漏電警報器・漏電遮断器を接地する。 (2) 漏電警報器が作動した場合は、すぐに原因箇所を探索し点検を行なう。経験 的に警報ブザーが鳴る直前に操作したスイッチや装置の関連部分を調べると原 因が判明することが多い。 (3) 水気および湿気のある場所に設置する配線器具には、防湿をほどこし電源部 には漏電遮断器を取り付ける。 (4) 腐食性ガスの発生する場所では、電気機器は使用しない。 (5) 配電系統の露出部分は埃などが蓄積しないようにする。フロアコンセントは 埃をためたり、水をこぼしたりしないように注意する。 (6) タコ足配線は、指定された電気容量を超えることがあり電線や器具が過熱す るなど火災の原因となるので、絶対にしない。 (7) 差し込みプラグは、踏みつけたりして刃の部分を曲げないようにすること。 変形していると接触不良による発熱の原因となるので、その場合には平行にな るように直すこと。 (8) 実験室や研究室から退出するときには支障のない限り、実験動力盤などのス イッチを切る。 (9) 定期的な機器の保守点検を励行する。 ６）電気火災の消火手順 (1) 出火を発見したら、直ちに近くのものに「火事だ」と大声で知らせ、火災報 知器のボタンを押す。そして、勤務時間内であれば総務係（内線：8507） 、夜間 など勤務時間外であれば守衛室（事務棟１階 116 室） （内線：8513、携帯からは 029-888-8513）に通報する。 (2) 分電盤の電気系統のスイッチを切る。 (3) 農学部に設置してある消火器はすべて電気火災に対応できる粉末 ABC 消火器 であるので、これを使用して消火活動を行なう。 ３．実験室での電気使用に関する基礎知識 １）配電方式 農学部の電力は、下記のような方式によって変電され、研究室や実験室に供給 されている。以下にそれぞれの特徴と留意事項について述べる。 (1) 単相２線式（100V） この方式は線数が少なく、工事や保守が簡単であるが、電圧降下による配電 線の電力損失が大きいことにより供給力が小さいため、小容量負荷への供給に 使用する。 (2) 単相３線式（200/100V） 単相２線式に比べて、電力損失や電線の所要銅量の点から経済的に有利であ るが、中性線（変圧器の中性点から引出した線のこと）の両側の負荷に不均衡 があると、受電端において両外側の電圧線と中性線間との線間電圧に不均衡を 生じ、電気機器を損傷する恐れがある。用途としては、100V および 200V 電灯負 荷、単相 100V および 200V 機器用。外側の２線を使用すると 200V、中央の線と 外側のいずれかの線を使用すると 100V となるので、接続時には注意すること。 (3) 三相３線式（100V、200V） これは最も一般的に用いられている配電方式である。その理由は、中性線を 持たないため経済的に電力を供給できるからである。三相交流は、３本の線の 間で電圧の瞬時値が 2/3πずつずれており、向かって左側から R,S,T と記号をつ けて呼んでいる。モーターを接続するときには、順番を間違えると逆転するの で注意しなければならない。もし、逆転する場合には外側の２線をつなぎかえ る。 ２）分電盤 幹線から配線を分岐する箇所に設け、開閉器と過電流遮断器を組み合わせたも のであり、火災事故や感電事故を防止するために漏電遮断器を組み合わせる場合 もある。日常使用している電力は、建物内に引き込まれた幹線から各階に設けた 分電盤を経由して研究室や実験室の分電盤に供給されている。盤面下部にはアー ス端子が設置してある。 ３）過電流遮断器（ブレーカー、ヒューズ） 低圧電路を保護するためには、過負荷や短絡などにより過電流が流れた場合に 保護する過電流遮断器と、配線や電気機器の絶縁低下や一線地路などにより接地 事故が発生した場合のための漏電遮断器・地絡継電器がある。幹線および分岐回 路には各線路を保護する過電流遮断器を施設することになっており、これらには ヒューズと配線用遮断器がある。 配線用遮断器は一般にブレーカとよばれており、バイメタルや電磁コイルなど が利用されている。遮断の都度、ヒューズのように交換する必要がなく、ハンド ル操作だけで簡単に投入できる構造になっており、投入すればそのまま継続して 使用できる。 ４）コンセント コンセントは容易に電源を確保することができるため、つい接続しすぎてタコ 足配線になりがちである。この場合、すべての電流がコンセントを流れるので、 温度上昇につながりやすく電線や被覆ゴム、塩化ビニールなどが劣化したり、溶 けたりして漏電、感電、火災の原因となるので、容量以上の接続は絶対してはな らない。 ５）アース 接地とは機器と大地を電気的に接続することであり、感電防止や漏電防止の意 味からも重要なことである。電気機器の通電部分と筐体部分は通常絶縁されてい るので、正常であれば筐体に触れても感電することはない。しかし、絶縁部が劣 化したり損傷したりすると内部に絶縁不良が発生し筐体に漏電した場合には感電 する。ところが、このように絶縁不良が起きている場合でも、アースが正しくと られていれば漏電および感電の危険性は低くなる。大地と接地極（銅棒など）と の表面接触抵抗が十分低くなければ、事故時の電位上昇を低く抑えることができ ないので、電気設備技術基準によって接地抵抗地の限度（100Ω）が定められてい る。 実験室における設置の方法は、実験室の分電盤についているアース端子に接続 する。 水道管からアースをとっているのを散見するが、蛇口が金属でも水道管は塩ビ 管が使われている場合が多いのでほとんど効果がない。また、ガス管からのアー スは火災の原因となるので、絶対に行なってはならない。 ６）実験室内の配線 実験室や研究室で配線を行なう場合には、次のことに注意しなければならない （電気配線は有資格者に依頼すること） 。 (1) 電線と電線の接続 ① 電線を接続する場合には、電気抵抗を増加させないように接続すること ② 電線の強さ（引張荷重）を 20%以上減少させないようにすること ③ 接続部分には、接続管などの器具を使用するか、ろう付けすること ④ 絶縁電線同士を接続する場合には、絶縁物と同等以上の絶縁効力のあるもの で十分に被覆すること (2) 接続端子への電線の接続 ① 端子への接続の締め付けがゆるいと接触抵抗が大きくなり発熱の原因とな るので、端子への締め付けはしっかりすること ② 心線のネジ止めは、線をネジに「の」の字に巻きつけて締めること ③ ヨリ線の場合には、圧着端子を用いて接続すること ④ 分電盤には通常 20A および 30A のヒューズが入っているが、ブレーカが設置 されている場合にはその容量を超えないようにすること ⑤ 電流値はスイッチ端に接続されている機器類の定格電流の合計から計算す る (3) 配線上の注意事項 ① 電線は接続される電気機器の定格電流の合計以上の許容電流がある線を使 用すること ② モーターを接続する場合には、起動時や負荷変動時のことを配慮して、定格 電流の 1.25 倍の許容電流がある線を使用すること ③ 電熱機器への配線は、相対的に熱に強いケーブルを使用すること ④ たこ足配線は、特定の電線に許容値以上の電流が流れる場合が多くなり、発 熱による火災の原因となるので行なわないこと ⑤ 使用中の余分なコードを小さく丸めて束ねると、放熱が悪くなり過熱の原因 となるので、直径 30cm 程度の輪を作り束ねること (4) 電気機器の無人運転に関する注意事項 ① 装置に異常が発生した場合に備えて、安全に停止するような措置あるいは警 報装置の設置などの対策を講じること ②下記の事項を明記したカードなどを備えておくこと ・実施責任者、非常時の連絡方法、停止方法（第三者が異常を発見した場合の ため） ４．安全点検 １）分電盤の安全点検 (1) 漏電遮断器は作動するか（赤いテストボタンを押して動作確認をする） (2) 分電盤の外箱は接地してあるか (3) 電源盤のスイッチに電圧区分が明示されているか（三相 200V、単相３線式、 100V など） (4) 配電必要のないスイッチが ON されていないか (5) ナイフスイッチのカバーは壊れていないか (6) 電源の締め付け・つなぎ込み部分の被覆は完全か (7) 接続されている機器に対して電線の容量は適切か (8) ヒューズは適正か（ヒューズ以外の物を使っていないか） (9) 分電盤内に埃がたまっていないか (10) 分電盤の前に物が置かれていないか ２）研究室内の安全点検 (1) たこ足配線をしていないか（許容電流内か） (2) コードやテーブルタップが熱くなっていないか (3) 不必要なコードが接続されたままになっていないか (4) 使用していない機器や装置の電源がはいったままになっていないか (5) コードが損傷していないか (6) コードの接続部に、絶縁テープ以外のものを巻いていないか (7) 絶縁テープが剥がれていないか (8) コードがドアに挟まれたり、重量物の下敷きになっていないか (9) コードが電熱機器に触れていないか (10) 配線を日常的に踏みつけていないか (11) 差込やテーブルタップが破損していないか (12) コンセントとプラグの接続部分に埃がたまっていないか 参考文献 １．「工学部安全マニュアル」茨城大学工学部安全管理委員会編
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