接地システムとは、低圧電気ネットワークにおいて、電源、露出導電部、保護導体、および大地をどのように接続するかを定義するものです。IECで規定される主な3つの接地方式は以下の通りです。 TN, TTそして IT. これらはすべて感電や火災のリスクを低減することを目的としていますが、その手法はそれぞれ異なります。.
短い答え:
- TNシステム 電源側に接続された保護導体を使用する。地絡電流は通常、金属経路を通って戻るため、故障電流は比較的大きくなる。.
- TTシステム 設置場所に接地電極を使用する。地絡電流は土壌を通って戻るため、故障電流は低くなることが多く、漏電遮断器（RCD）が不可欠となる。.
- ITシステム 電源を大地から絶縁するか、高インピーダンスを介して接続する。最初の地絡では電流が制限されるため運転を継続できるが、絶縁監視が必要となる。.
これらの違いにより、国、電力会社、工場、病院、鉱山、データセンター、住宅設備において、低圧ネットワークの接地方式が統一されていない理由が説明される。.
TN、TT、ITとは何を意味するのか？
IECの接地コードは、以下の2つの関係を記述するために文字を使用する。
- 電源と大地との関係。.
- 露出導電部と大地の関係.
| 文字 | 意味 | 実用的な解釈 |
|---|---|---|
| T | テラ（T）、大地への直接接続 | 電源または設備の1点が直接接地されている |
| I | 絶縁またはインピーダンス接地された電源 | 電源が直接接地されていない、または高インピーダンスを介して接地されている |
| N | 電源の接地端子に接続された露出導電部 | 接地された電源供給点に戻る保護導体 |
| S | 中性線と保護導体を分離する | N（中性線）とPE（保護接地線）は別々の導体である |
| C | 中性線と保護導体を兼用する | 中性線と保護接地の機能がPEN導体に統合されている |
これにより、一般的なシステムファミリーが構成される：
- TN-S
- TN-C
- TN-C-S
- TT
- IT
文字は単純に見えるが、保護動作は大きく異なる。ブレーカー、RCD（漏電遮断器）、SPD（避雷器）、中性線バー、PEバー、または接地電極は、接地システムを理解して初めて正しく選定できる。.
TN-S、TN-C、TN-C-Sの解説
A TN接地システム 電源の一点が直接接地されている。設備の露出導電部は、保護導体を通じてその接地された電源点に接続される。.
実用上、TNシステムは金属製の地絡故障帰還路を提供する。故障ループインピーダンスは通常低いため、地絡電流はヒューズ、配線用遮断器（MCB）、漏電遮断器（MCCB）、またはその他の過電流保護装置を作動させるのに十分な大きさになり得る。.
TN-Sシステム
（または選択性）は、RCBOの運用上の議論となります。 TN-Sシステム, 中性導体（N）と保護接地導体（PE）がシステム全体を通じて分離されている。.
変圧器の中性点接地TN-Sは、中性電流と保護接地電流が分離されているため魅力的である。これにより、通常の負荷電流が露出した金属部や保護等電位ボンディング経路に流れるリスクが低減される。.
一般的な特性：
- N導体とPE導体を分離すること。.
- 金属製の故障電流帰還経路。.
- ループインピーダンスが十分に低い場合、過電流保護装置によって地絡を遮断できることが多い。.
- 現地の規定に応じて、追加保護、特殊な場所、またはコンセント回路にはRCDが使用される場合がある。.
- 電磁両立性（EMC）、保護導体の完全性、または精密機器が重要視される場合に推奨されることが多い。.
TN-Cシステム
（または選択性）は、RCBOの運用上の議論となります。 TN-Cシステム, 、中性線と保護接地線の機能が一本の導体に統合されている。 PEN導体 システム全体にわたって。.
この構成は配電網における導体材料の節約にはなりますが、重要な安全上の制約が生じます。PEN導体は通常のニュートラル電流を流すと同時に保護導体としても機能するため、不用意に遮断したりスイッチで切り離したりしてはなりません。もしPEN導体が断線したり高抵抗状態になったりすると、露出導電部が危険な電圧まで上昇する可能性があります。.
重要な境界線： TN-CはTN-C-Sとは異なります。TN-Cでは、ニュートラル機能と保護機能がPENとして統合されたままです。PENがNとPEに分離された時点で、その下流部分はもはやTN-Cではなく、構成に応じてTN-C-SまたはTN-Sとなります。.
一般的な特性：
- 統合されたPEN導体を使用する。.
- 現代の低圧設備におけるすべての箇所に適しているわけではない。.
- TN-C部分では、ニュートラルと保護接地が統合されているため、通常の方式でRCD（漏電遮断器）を適用することはできない。.
- PEN導体の連続性は安全上極めて重要です。.
TN-C-Sシステム
（または選択性）は、RCBOの運用上の議論となります。 TN-C-Sシステム, 、供給ネットワークはシステムの一部でPEN導体を共用し、その後、受電点または引込設備において中性線（N）と保護接地線（PE）に分離します。.
この構成は、一部の国では以下のように呼ばれています。 PME （保護多重接地）または MEN (Multiple Earthed Neutral：多重接地中性線).
電源側：PEN導体（保護接地中性線）を兼用TN-C-S方式は、各設備が独自の接地極のみに依存することなく低インピーダンスの故障電流経路を確保できるため、広く採用されている。しかし、技術上の主な懸念事項はPEN導体の断線である。分岐点の上流でPEN導体が断線した場合、設備の保護接地電位が線間電圧付近まで上昇する可能性がある。.
一般的な特性：
- 多くの公共低圧配電網で一般的である。.
- TT方式と比較して故障ループインピーダンスが低い。.
- 適切に選定された保護装置により、効率的な故障遮断が可能である。.
- PEN導体の連続性、等電位ボンディング、および特殊場所に関する厳格な規定が必要である。.
- 特に屋外の金属構造物、EV充電設備、農場、マリーナ、および類似の設備においては、PEN導体断線のリスクを考慮しなければならない。.
デバイスレベルの保護の違いについては、VIOXのガイドが RCD対MCBを参照してください。 過電流保護と漏電保護が別物である理由を説明しています。.
TT接地方式の解説
（または選択性）は、RCBOの運用上の議論となります。 TT接地方式, 、電源側の一点が直接接地されていますが、設備の露出導電部は電源側の接地とは独立した局所的な接地極に接続されています。.
電源側中性点：電力会社により接地TN接地方式との主な違いは、地絡電流の経路です。TT接地方式では、地絡ループに局所的な接地抵抗と土壌を経由する経路が含まれます。そのインピーダンスは通常、金属製のPE帰路よりもはるかに高いため、地絡電流がヒューズやMCBを迅速に遮断するには不十分な場合があります。.
そのため、 RCD保護はTTシステムにおいて不可欠である. RCDは残留電流の不平衡を検出し、地絡電流が過電流保護装置を作動させるのに十分な大きさでない場合でも回路を遮断する。.
TTシステムの利点
- 電力会社の保護接地導体に依存しない。.
- TN-C-Sシステムに関連するPEN導体断線リスクの一部を回避できる。.
- 電力会社が信頼性の高いTN接地設備を提供できない場合に有用である。.
- 地方、架空送電線、仮設設備、または特定の公共配電状況において一般的である。.
TTシステムの課題
- 接地抵抗は重要です。.
- RCD（漏電遮断器）の選定と協調は極めて重要です。.
- サージ保護設計では、現地の接地経路を考慮する必要があります。.
- 回路が適切に分割されていない場合、漏れ電流の大きい機器は不要動作（誤動作）を引き起こす可能性があります。.
- 接地極の点検および試験は、重要な保守作業となります。.
実践的な安全言語の架け橋については、VIOXの記事を参照してください。 接地 vs GFCI vs サージ保護をお読みください。.
IT接地システムの解説
個別保護 IT接地システム, 電源は大地から絶縁されているか、高インピーダンスを介して接地されています。設備の露出導電部は接地されていますが、TN方式やTT方式のように電源側が直接接地されているわけではありません。.
IT方式の主な目的は供給の継続性です。最初の地絡故障が発生した際、電源への低インピーダンスな帰還経路がないため、故障電流は制限されます。回路を即座に遮断するのではなく、絶縁監視装置（IMD）が最初の故障を検出し、警報を発します。.
最初の地絡故障：電流は制限され、IMDが警報を発するIT方式が使用される場所
IT方式は、一般的な住宅配電のデフォルトとしては通常使用されません。供給の継続性が不可欠な場所や、最初の故障後に遮断することがより大きな危険を招く場所で使用されます。.
一般的な例は以下の通りです：
- 医療施設
- 手術室および集中治療室
- 鉱山
- 船舶および海洋システム
- 産業用プロセスライン
- 化学プラント
- 特定のUPS（無停電電源装置）または絶縁電源システム
- ミッションクリティカル施設
ITシステムの課題
ITシステムには厳格なメンテナンスが求められます。最初の地絡故障を放置してはなりません。最初の故障が修理される前に別の活線導体で2回目の故障が発生した場合、システムは相間短絡や高エネルギー故障状態と同様の挙動を示す可能性があります。.
つまり、ITシステムには通常、以下が必要となります：
- 絶縁監視
- 警報対応手順
- 訓練を受けた保守要員
- 明確な故障箇所特定方法
- 二次地絡故障時における適切な保護装置の協調
各国で接地方式が異なる理由
各国がTN、TT、IT方式を選択するのは、単なる好みによるものではありません。接地の実践は、電力網の歴史、インフラ設備、土壌条件、安全哲学、規制の伝統、およびコストによって形成されています。.
主な要因は以下の通りです：
- 配電網の設計： 地中配電網、架空送電線、および地方のフィーダー線は、それぞれ異なる実務上の制約を生じさせます。.
- 故障ループインピーダンス： TNシステムは金属製の帰路を通じてより大きな故障電流を流すことができますが、TTシステムはRCD（漏電遮断器）への依存度が高くなる傾向があります。.
- 土壌抵抗率： 岩盤、乾燥地、砂地、または凍結した地面では、局所的な接地電極の設計が困難になる場合があります。.
- 既存のインフラ： 旧式のTN-S、TN-C、TT、または混在ネットワークは、数十年にわたって運用され続けることがよくあります。.
- 公共安全規則： 一部の国では、PEN導体断線のリスクがあるため、特定の場所でのPME/TN-C-Sの使用を制限しています。.
- 導通要件： ITシステムは、最初の地絡故障時に遮断することが望ましくない場合に選択されます。.
- コストおよび保守文化： 導体コストを削減するシステムでは、より厳格な等電位ボンディングと検査の規律が求められる場合があります。.
これが、公称電圧が同じであっても国によって接地方式が異なる理由であり、また、地域、電力会社、設置形態によって一つの国内に複数の接地システムが混在する理由でもあります。.
国の例：英国、フランス、ドイツ、インド、オーストラリア、米国、中東
下表は一般的なパターンを示すものであり、法的規則ではありません。接地システムは、電力会社、建物の築年数、設置タイプ、および地域の規定によって異なる場合があります。常に適用される各国の内線規程および配電事業者の要件に従ってください。.
| 国または地域 | 一般的に見られる構成 | 実務上の注意点 |
|---|---|---|
| 英国 | TN-C-S/PMEが広く普及。TN-Sは古い設備や特定の供給源で見られ、TTは地方、屋外建物、特殊なケースで見られる。 | 接地構成は通常、点検時に記録される。TTはループインピーダンスが高くなる傾向があるため、多くの場合RCD（漏電遮断器）による地絡保護が必要となる。. |
| フランス | TTは多くの公共低圧電源で広く使用されており、TNおよびITも特定の設備で使用されています。 | TTの実務では、RCD（漏電遮断器）の協調が特に重要となります。産業用設備や専用変圧器を使用する設備では、他の構成が採用される場合があります。. |
| ドイツ | TNシステムは多くの設備で一般的ですが、TTおよびITは設計や用途に応じて必要とされる場所で使用されます。 | DIN VDEの実務および電力会社の規定が最終的な構成を決定します。ITは特定の医療現場や産業環境で使用されます。. |
| インド | 電力会社、産業、地域、および設備の種類に応じて、TN、TT、およびそれらの混在した運用が見られます。 | 単一の国家規格による構成であると想定してはなりません。受電点での確認および現地の法規への準拠が不可欠です。. |
| オーストラリア / ニュージーランド | MENシステムが広く使用されており、TN-C-Sの概念と概ね同等です。 | 中性点接地（Neutral-earth bonding）の規則は極めて重要です。AS/NZS 3000などの各地域の規格が設置要件を規定しています。. |
| 米国 | NEC（米国電気工事規程）の用語はIECとは異なりますが、サービス機器において中性線を接地しボンディングを行う手法は一般的です。 | 米国では日常的な実務において、TN/TT/ITといった分類でシステムを表現することは通常ありません。技術的な検討を行わずに、IECの用語を機械的に当てはめないでください。. |
| 中東 | TN-S、TN-C-S、TT、およびプロジェクト固有の構成は、電力会社やプロジェクトの基準に応じて採用されます。 | 大規模な商業施設、石油・ガスプラント、産業施設、インフラプロジェクトでは、接地方式が明示的に指定されることが一般的です。. |
「この国は常にTTである」や「この国は常にTN-C-Sである」といった表現は避けるべきです。実際のプロジェクトでは、電源供給元における接地方式を電気設計図書で確認し、現地の当局や電力会社と協議する必要があります。.
接地システムが故障電流と保護に与える影響
接地システムは単なる命名規則ではありません。故障電流の流れる経路や、回路を遮断するために必要な保護装置の種類を決定づけるものです。.
| システム | 故障電流経路 | 代表的な故障電流レベル | 保護上の影響 |
|---|---|---|---|
| TN-S | 電源側へ戻る金属製保護接地（PE）導体 | 通常は高い | ループインピーダンスが十分に低い場合、MCB、ヒューズ、またはMCCBで故障を遮断可能 |
| TN-C | 兼用PEN導体 | 通常は高いが、PEN導体の安全性が極めて重要である | PEN導体の連続性が不可欠であり、TN-CセクションでのRCDの使用は制限される |
| TN-C-S | PEN導体による供給経路を経て、分岐後にPE導体を分離する | 通常は高い | 効率的な故障除去が可能だが、PEN導体断線リスクの管理が必要である |
| TT | 局所接地電極および土壌経路 | 多くの場合、より低い | 自動遮断のためにRCDが通常必要とされる |
| IT | 最初の地絡故障時に確実な帰路が存在しない | 最初の地絡故障時の電流は非常に小さい | 絶縁監視装置（IMD）は最初の地絡故障を警報する。2回目の地絡故障に対する保護を設計する必要がある |
TNシステムと過電流保護
TNシステムでは、地絡ループは通常金属導体で構成される。つまり、線間地絡が発生した際にMCB、MCCB、またはヒューズを作動させるのに十分な電流が流れる可能性がある。設計は依然としてループインピーダンス、導体長、遮断器の特性曲線、故障電流レベル、および遮断時間の要件に依存する。.
TTシステムとRCD保護
TTシステムでは、地絡発生時に従来の過電流保護装置が迅速に遮断するにはループインピーダンスが高すぎることが多い。そのため、感電保護の主要な保護装置としてRCDが用いられる。.
これは誤動作（不要遮断）にも影響する。漏れ電流のある多くの回路を1つのRCDの下流に配置すると、蓄積された漏れ電流がトリップ閾値に達する可能性がある。VIOXの記事「 漏れ電流 対 残留電流 対 地絡電流」 この境界についてより詳細に説明します。.
ITシステムおよび絶縁監視
ITシステムでは、最初の故障を検出し、特定し、修理する必要があります。既知の最初の故障が発生した状態でシステムを無期限に運用してはなりません。2回目の故障は危険な状態を引き起こす可能性があるため、設計に従って保護装置により除去しなければなりません。.
TN、TT、ITシステムの比較表
| 特徴 | TNシステム | TTシステム | ITシステム |
|---|---|---|---|
| 電源の接地 | 電源の中性点を直接接地 | 電源の中性点を直接接地 | 電源を絶縁またはインピーダンス接地 |
| 露出導電部 | PE/PENを介して電源側の接地へ接続 | 現地の接地極へ接続 | 電源側が絶縁または高インピーダンスの状態で接地へ接続 |
| 主な故障電流経路 | 金属製帰路 | 大地（土壌）帰路 | 制限された第一故障経路 |
| 故障電流 | 通常は高い | 多くの場合、低値 | 最初の故障時は低値 |
| 主保護ロジック | 過電流保護装置および必要に応じたRCD（漏電遮断器） | RCDによる自動遮断 | 絶縁監視および二重故障保護 |
| 一般的なバリエーション | TN-S、TN-C、TN-C-S | TT | IT |
| 主な利点 | 効率的な故障除去 | 電力会社のPE経路への依存度の低減 | 最初の故障発生後の供給継続性 |
| 主な懸念事項 | TN-C/TN-C-SにおけるPEN断線、ループインピーダンスの検証 | 接地抵抗、RCDの協調 | 最初の故障は必ず検出し、修理しなければならない |
| 一般的な用途 | 住宅、商業、産業用配電 | 農村部への供給、架空配電網、接地設備のない施設 | 病院、鉱山、船舶、プロセスプラント、重要システム |
よくある誤解
誤解1：接地棒だけであらゆる故障を解消できる
現地の接地電極だけでは、遮断器をトリップさせるのに十分な電流が自動的に流れるわけではありません。TTシステムでは、土壌を通る故障電流がMCBやヒューズを迅速に動作させるには低すぎる場合があります。そのため、TTシステムの保護にはRCDが不可欠です。.
誤解2：TN-SとTN-C-Sは同じである
これらは同じではありません。TN-Sは中性線と保護接地線を全域で分離します。TN-C-Sは供給システムの一部でPEN導体を共用し、下流でNとPEを分離します。そのPEN導体が存在する部分では、異なるリスクプロファイルが生じます。.
誤解3：ITシステムとは機器が接地されていないことを意味する
IT接地方式は、露出導電部が浮いた状態（絶縁状態）であることを意味するものではありません。電源側は絶縁またはインピーダンス接地されていますが、露出導電部は依然として保護接地（PE）に接続されています。また、このシステムには絶縁監視装置が必要です。.
誤解4：TT接地は常にTN接地より安全である
TT接地はPEN導体に起因するリスクを回避できますが、RCD（漏電遮断器）の動作、接地極の品質、および適切な協調保護に大きく依存します。適切に保守されていないTTシステムは危険を伴う可能性があります。.
誤解5：RCDは接地を代替する
RCDは不平衡電流を検出し、電源を遮断する装置です。保護等電位ボンディング、適切な接地、故障ループ設計、または導体サイズの選定を代替するものではありません。.
誤解6：一国では一つの接地方式のみが使用されている
ほとんどの国では複数の方式が混在しています。電力会社、地方のネットワーク、産業施設、病院、古い建物、および新しい開発地域では、それぞれ異なる接地方式が採用されている場合があります。.
よくあるご質問
TN、TT、およびIT接地方式の違いは何ですか？
TNシステムは、露出導電部を保護導体を通じて接地された電源側に接続します。TTシステムは、設置場所で独自の接地極を使用します。ITシステムは、電源を大地から絶縁するか、高インピーダンスを介して接地することで、地絡発生時の電流を制限します。.
TN-Sとは何を意味しますか？
TN-Sとは、電源側が接地されており、設置側の保護導体がその電源接地に戻るように接続され、かつ中性線と保護接地導体がシステム全体を通じて分離されていることを意味します。.
TN-C-Sとは何を意味しますか？
TN-C-Sとは、供給システムの一部において中性線と保護接地線の機能がPEN導体として統合され、その後、設置場所の起点または受電設備でN導体とPE導体に分離されることを意味します。.
なぜTTシステムは通常RCD（漏電遮断器）で保護されるのですか？
TTシステムの地絡電流は、現地の接地極と土壌経路を通って戻ります。そのインピーダンスはMCB（配線用遮断器）やヒューズを迅速に動作させるには高すぎることが多いため、RCDを使用して残留電流を検出し、回路を遮断します。.
なぜ病院や重要な施設でITシステムが使用されるのですか？
ITシステムでは、最初の地絡が発生しても即座に遮断することなく検知することが可能です。これは医療施設や重要な産業プロセスなど、供給の継続性が重視される場合に有効です。ただし、最初の地絡であっても、その箇所を特定し修理する必要があります。.
TN-C-SはPMEやMENと同じものですか？
PMEおよびMENは、TN-C-Sの概念に関連する地域的な呼称であり、中性線と保護導体を兼ねた導体が複数の地点で接地され、需要家側で分離される方式を指します。具体的な規定は、各国の規格や電力会社の運用基準によって異なります。.
MCB（配線用遮断器）は、RCD（漏電遮断器）なしでTTシステムを保護できますか？
多くのTTシステムにおいて、地絡電流は接地電極や土壌の抵抗によって制限されるため、MCBやヒューズ単体では地絡時に十分な速さで遮断できない場合があります。そのため、自動遮断には通常RCDによる保護が必要です。.
どの接地システムが最適ですか？
万能な最適システムは存在しません。TN、TT、ITはそれぞれ異なる課題を解決するためのものです。TNは故障除去の効率性に優れ、TTは電力会社からの接地経路が提供されない、あるいは不適切な場合に有用であり、ITは最初の地絡発生時にも供給継続が求められる場合に選択されます。.
実際の設備において、どのように接地システムを識別すればよいですか？
サービス機器、中性点接地構成、保護導体（PE）経路、局所接地電極、検査証明書、配電事業者情報、および現地の配線図を確認すること。配線の色だけでシステムを判断してはならない。.
米国ではTN、TT、ITのどのシステムが使用されているか。
米国の設備は、IECのTN/TT/ITラベルではなく、通常NEC（米国電気工事規程）の接地およびボンディング用語を用いて記述される。一部の構成は概念的に比較可能だが、完全に一致するわけではない。米国の法規関連業務ではNECの用語を使用すること。.
