電気系統の世界では、一見小さな部品が機能性と安全性の確保に重要な役割を果たしている。そのような要素の中で、しばしば混乱を引き起こすのがニュートラル・バーとグラウンド・バーです。見た目は似ており、どちらも安全な電気システムには欠かせないものですが、それぞれ異なる重要な役割を担っています。この包括的なガイドでは、ニュートラル・バーとアース・バーの違い、その機能、そしてなぜ適切な設置が電気安全のために重要なのかを説明します。
基本を理解する電気の帰路と安全性
バーそのものについて掘り下げる前に、バーが接続する導体について触れておこう。一般的なAC(交流)電気系統では、次のようになる:
- ホットワイヤー:電源から機器に電流を流す。
- ニュートラル・ワイヤー:電流をデバイスから電源に戻し、通常の動作条件下で回路を完成させる。
- アース線:故障(短絡など)の際に電気が流れる安全な経路を提供し、機器の危険な通電を防ぐ。
クレジット 電気技術
これらの役割を理解することが、ニュートラル・バーとグラウンディング・バーの違いを把握する鍵となる。
中性導体とは?
ニュートラル・ワイヤーは通電導体で、電化製品や照明から電気パネルへ、そして最終的には変圧器へと電気を戻す経路となります。電気が仕事を終えて家に帰るための、日常的な幹線道路と考えてください。
アース導体とは?
一方、アース線は主に安全機能である。通常動作時に電流を流すことは意図されていない。その代わりに、故障電流が大地に流れるための低抵抗経路を提供し、故障が発生した場合にサーキットブレーカーをトリップさせるか、ヒューズを溶断して回路を非通電にします。これにより、電化製品や機器の金属部分が危険な感電状態になるのを防ぐことができる。
ニュートラル・バーとは?その役割と機能
ニュートラル・バーは、ニュートラル・バスバーとも呼ばれ、電気系統のすべてのニュートラル・ワイヤーの共通接続ポイントとして機能する、電気パネルに設置された導電性の金属ストリップです。
ニュートラル・バーサーキットの完成
ニュートラル・バーは、電気回路を完成させる上で重要な役割を果たします。さまざまな回路のニュートラル・ワイヤーを接続するように設計されており、通常の動作時に電流が流れるための安全な戻り経路を提供します。家庭の配線に電流が流れるとき、電流は電源からホット・ワイヤーを通って電化製品や機器に流れ、その後、ニュートラル・バーに接続されたニュートラル・ワイヤーを通って電源に戻ります。
パネルのニュートラル・バーを確認する
ニュートラル・バーには通常、以下のような特徴がある:
- 導電性金属製(アルミニウムや銅が多い
- 通常、金属パネル筐体から分離するプラスチック製インシュレーターに取り付けられる。
- 主中立ラグに接続されていること。
- 常時大電流が流れるように設計された、重く大電流経路が特徴。
- 米国では、これらのバーに接続する中性線は通常、白または灰色である。
- 端子接続ごとに中性線が1本必要(穴1つにつき1本)
アースバーとは?その目的と重要性
アース・バー(機器アース・バーと呼ばれることもある)は、電気パネルにある別の導電性金属片だが、安全志向の目的が異なる。
アースバーシステムのセーフティネット
接地バーは接地導体を接続するためのもので、故障電流を大地に放散する経路を提供し、電気故障時の安全を確保する。通常運転時に電流を流すニュートラル・バーとは異なり、アース・バーは故障時にのみ電流を流します。
接地バーの主な機能は安全性である。すべての機器の接地導線を集め、接地電極システム(大地に打ち込まれた接地棒など)に接続します。電化製品やエンクロージャの導電部分に熱線が接触する電気障害が発生した場合、接地バーはこの障害電流が大地に流れる経路を提供し、ブレーカーを落として感電を防ぎます。
接地バーの特定
グラウンドバーにはいくつかの特徴がある:
- 導電性金属製(アルミニウムや銅が多い
- 絶縁体を使用せず、金属パネル筐体に直接接続
- ニュートラルへの専用電気接続がない場合がある(メイン・サービス・パネルを除く)
- 接地電極システム(アース棒、水道管など)に接続されている。
- これらのバーに接続するアース線は通常、裸の銅線か緑色の絶縁線である。
- 多くの場合、端子ごとに複数のアース線が使用可能(パネルの仕様により、1つの穴に2本または3本のアース線が使用可能)
主な違いのまとめニュートラル・バーとアース・バーの比較
これらのコンポーネントの基本的な違いを理解することは、電気安全のために不可欠です。ここでは、主な違いを分かりやすく比較する:
特徴 | ニュートラル・バー | アースバー |
---|---|---|
主な役割 | 通常動作時にリターン電流を流す | 異常時に故障電流を流す |
目的 | 電気回路を完成させる | アースへの安全経路を提供し、ショックを防止 |
ワイヤホスト | 中性線(通常、白または灰色) | アース線(通常は裸銅または緑色) |
現在の流れ | デバイス動作中の連続的な電流の流れ | 通常動作時に電流が流れない |
接続条件 | 各ニュートラルには専用の端子が必要 | 複数のグラウンドが端子を共有できることが多い |
取り付けと絶縁 | サブパネル内の絶縁体に取り付け | パネル筐体に直接取り付け |
接続 | サービス・ニュートラルに接続 | 接地電極システムおよびパネルケースに接続 |
これらの違いを理解することは、電気系統の適切な機能と安全性を把握する上で重要です。
なぜニュートラルとアースは(通常)分離されているのか?ボンディングの概念
ここは少し専門的になりますが、安全のために非常に重要です。ニュートラル・バーとアース・バーの関係は、パネルが電気系統のどこにあるかによって異なります。
メインサービスパネル:ニュートラルとアースがよく出会う場所
メイン・サービス・パネル(電気メーターの後の最初のパネル)では、中性バーと接地バーは通常「ボンディング」されています。これは、通常はボンディング・スクリューまたはストラップによって、意図的に接続されていることを意味します。システム内のこの一点で、ニュートラルもアースに接続されます。このボンディングにより、ニュートラル・システムが接地電位を基準とすることが保証され、安定した安全な電気システムが実現します。
中性線と接地線は、電気系統の主切断パネルの同じバスバーに接続するのが一般的です。メイン・サービス・パネルが、接地(ニュートラル)導体が接地電極に結合されているのと同じ場所である場合、同じバスバー上にアースとニュートラルが混在しても問題はありません(各ラグの下に適切な数の導体が終端されている限り)。
サブパネルニュートラルとアースの分離
サブパネルでは、ニュートラルとグラウンドは同じバーに接続すべきでしょうか?答えは絶対にありません。サブパネル(メイン・サービス・パネルの下流にあるパネル)では、ニュートラル・バーとアース・バーは厳密に分離され、互いに絶縁されていなければなりません。
サブパネルでは、中性バーは通常「フローティング」(パネルの筐体から絶縁)され、接地バーはサブパネルの筐体に接着されます。この分離は、安全性と電気システムの適切な機能を確保するために非常に重要です。
不適切な結合や分離の危険性
サブパネルでニュートラルとアースを正しく結合しなかったり、メインパネルで結合しなかったりすると、以下のようなことが起こる可能性がある:
- 接地経路に流れる異常電流
- 感電の危険性が高まる
- GFCI(漏電遮断器)およびAFCI(漏電遮断器)の正常な動作を妨げること。
- 電化製品の金属部分やサブパネルの筐体自体が通電し、感電の危険性があります。
なぜ分離が重要なのか?安全の視点
サブパネルでニュートラルとアースを分離するという要件は恣意的なものではなく、重要な安全機能である:
- 平行パスの防止:アースとニュートラルがサブパネルで接続されている場合、最後に接続を切断したポイントに戻る並列回路が形成され、アースはメインパネルに戻る負荷を分担することになります。つまり、ニュートラル導体のみに流れるはずの電流が、ニュートラルとアースの両方に流れることになります。
- 通電機器を避ける:ニュートラルとアースがサブパネル内で不適切に接着されている場合、電流が機器の接地導線上を流れ、電化製品や器具の金属部分に通電する可能性があり、深刻な感電の危険が生じます。
- 適切な故障検出の確保:分離は、地絡電流が意図された経路でソースに戻ることを保証し、サーキットブレーカが必要なときに適切にトリップすることを可能にする。電流が中性点経路と接地経路の間で分断されている場合、ブレーカーは必要なときにトリップしないことがある。
- コード・コンプライアンス:サブパネル内の中性線と接地線の分離に関する全米電気工事規定(NEC)の要件は、1999年の改訂にさかのぼる。別構造のサブパネルについては、この要件は2008年のNECで初めて登場した。
中性線と接地線は同じバーを共有できますか?
答えはパネルの種類による:
- メイン・サービス・パネル:ニュートラル・バーとアース・バーが一緒にボンディングされているので、ニュートラル・バーとアース・バーがサービス・ニュートラルと接地電極システムに適切にボンディングされていれば、ニュートラル・ワイヤーとアース・ワイヤーを同じバーで終端させることは可能です。しかし、多くの電気技師はわかりやすくするために、中性線は中性線用、接地線は接地線用と区別し、その間に明確なボンディング・ジャンパーを使用して、物理的に分離しておくことを好みます。
- サブパネル:絶対にダメです。サブパネルでは、ニュートラル線は絶縁されたニュートラルバーに、アース線はパネル筐体に接着されたアースバーに接続しなければなりません。サブパネルの同じバーに混在させると、重大な安全上の危険が生じます。
ニュートラルとアースを同じバーに置くことができるか」と尋ねる場合、場所(メインパネルかサブパネルか)が重要な要素となる。
パネル内の中性線と接地バーを識別するための簡単なヒント
電気パネルで作業する場合、適切な識別が非常に重要です:
- ワイヤーの色:白またはグレーの絶縁線(中性線)と、裸の銅線または緑色の絶縁線(接地線)を探します。
- 取り付け方法:ニュートラル・バーは絶縁体でパネルから絶縁され、グランド・バーはパネルのシャーシに直接接続される。サブパネルでは、ニュートラル・バーは絶縁スタンドオフに取り付けられることが多い。
- 現在の経路:メインサービスのニュートラルからニュートラルバーへの頑丈な接続を探してください。
- ボンディングスクリュー/ストラップ:中性バーをパネル筐体またはメインサービスパネル内の別の接地バーに接続している緑色のネジまたは金属製のストラップを探します。
- パネル・ラベリング:パネルによっては、"ニュートラル "と "アース "または "GRD "を示すラベルが貼られている場合があります。
避けるべき一般的な設置ミス
経験豊富な電気技師でさえ、ニュートラルとアースの接続を間違えることがある:
- サブパネルでのミキシング:サブパネルでニュートラルとアースを同じバーに接続することは、重大な法令違反であり、安全上の危険を生じます。
- 共有ターミナル:ニュートラル線とアース線を同じ端子ネジの下に配置すること。電気工事法では、中性線は1端子につき1本と定められている。
- ボンディング・ジャンパの欠落:メイン・サービス・パネルにメイン・ボンディング・ジャンパーを取り付けなかったため、システムが適切に接地されていない。
- 不適切なサイジング:パネル内の回路数に対してサイズの小さい中性点または接地バーを使用すること。
- 1本のネジで複数のニュートラルカラー:アース線(パネルの仕様によっては端子を共用できる場合もある)とは異なり、ニュートラル線は必ず個別に端子を接続しなければならない。
結論電気システムの安全性と機能性の確保
ニュートラル・バーとグラウンド・バーの区別は、電気安全の基本である。ニュートラル・バーは通常の電流を流すためのリターン・パスを提供し、アース・バーは故障時の保護を提供します。
これらのコンポーネントをどこにどのように取り付け、接続するかを理解することは、安全な電気システムを維持するために極めて重要です。ニュートラル・バーは通常の電流の戻り経路として不可欠であり、機器の動作を可能にします。一方、アース・バーは重要な安全機能であり、感電を防ぐために故障電流の経路を提供します。
ニュートラルとアースは、メインのサービス ディスコネクトでは一緒に結合されていますが、サブパ ネルでは、それぞれ別の役割を果たすため、別々に扱 う必要があります。電気系統がすべての安全要件を満たしていることを確認するため、常に地域の電気工事規定に従ってください。
覚えておいてほしいのは、メイン・サービス・パネルでは、ニュートラルとアースはバスバーを共有してもよいが、サブパネルでは常に分離しておかなければならないということだ。