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Jun 01, 2023

システム

接地は、あらゆる種類の電気機器の最も基本的な特性です。 『In Compliance Magazine』やその他の出版物には、特定のテーマに関する質の高い記事がたくさんあります。

接地は、あらゆる種類の電気機器の最も基本的な特性です。 In Compliance Magazine やその他の出版物には、主にプリント基板 (PCB) レベルでの接地に関する、特定のテーマに関する質の高い記事がたくさんあります。 この記事では、システムレベルで接地する、あまり人が通らない経路、つまり工場で実際に使用されている機器の接地に焦点を当てます。

接地には、安全性、静電気放電 (ESD)、電磁干渉 (EMI)、信号の完全性など、いくつかの重要な側面があります。 この雑誌や他の雑誌では、これらのテーマの 1 つまたは複数に関する詳細な記事が掲載されていますが、この記事ではそれらをすべて組み合わせて、何が重要で、最適な地面パフォーマンスを達成する方法を機器ユーザーや工具メーカーが理解できるように支援します。 この記事では、PCB の接地 (このテーマに関する優れた記事がたくさんあります) および接地のない二重絶縁のポータブル ツールについては説明しません。

安全は常に第一です。 ESD および EMI の専門家があまりにも多く、電気安全に関する専門的な訓練を受けていません。 この記事は包括的な安全ガイドとは程遠く、安全に関する重要な点をすべて網羅しているわけではありません。 このセクションの全体の目的は、接地が安全項目であることを知らない可能性がある工場やツール設計者の ESD および EMI 専門家に電気の安全性について注意を促すことです。 このような主題を扱う人には、電気安全コースを受講するか、工場の資格を持つ電気技師と友達になるか、工場安全委員会に参加することを強くお勧めします。 この記事では、表面をなぞるだけで、基本について触れます。

では、なぜ接地が安全要素なのでしょうか? 例として、集積回路 (IC) ハンドラーや表面実装技術 (SMT) ピック アンド プレース マシン (または使い慣れたその他のツール) などの典型的な産業機器を考えてみましょう。 これらの各ツールは AC 主電源から電力を受け取ります。つまり、通常は 100VAC ～ 440VAC の電圧が機器に入力されます。 このような機械や工具内の活線が何らかの理由で緩むと、オペレーターがアクセスできる金属部品に触れて通電 (つまり、電圧の供給) される可能性があります。 このとき、エンクロージャなどの金属部分には高電圧がかかっています。 このような部分に触れるだけで、作業者は容易に感電する可能性があります。

ここでグラウンディングが役に立ちます。 オペレータがアクセスできるすべての金属部品が適切に接地されている場合、通電された緩いワイヤがそのような部品に接触すると、実際に通電中の電圧が接地に短絡され、その結果生じる過剰な電流によって回路ブレーカーが作動して工具への電力が遮断されます。 これらすべてが機能するには、次の条件が満たされる必要があります。

オペレータがアクセスできる導線はすべて接地する必要があります1。 そして

回路ブレーカーを作動させるには、接地経路の導電性はどの程度でなければなりませんか? この件に関しては、さまざまな規格やガイドラインがいくつかありますが、本質的な答えは、グランド パスは少なくともライブ パスまたはニュートラル パスと同じくらい導電性である必要があるということです。 電源ケーブルに AWG12 (または直径 2 mm) の電源線が使用されている場合、それより細いアース線を使用することはできません。 どこにでもある AWG18 緑色のワイヤーでは役に立ちません。

ツール内のすべてのアース線は、ツールに入る電源線と同じ太さでなければなりませんか? 必ずしも。 安全以外の目的 (ESD/EMI など) で接地が行われ、電圧を運ぶ導体がない場所では、他の基準に基づいて接地線を選択できます (この記事の詳細を参照)。

施設の配線または機器自体の内部配線のいずれかで、アース線と中性線が逆に接続されることが予想よりも頻繁にあります。 これにより、戻り電流が中性線ではなくアースに流れることになり、安全上の問題に加えて、多くの機能上の問題が発生します。 どこにでもある 3 つの LED コンセントチェッカーではそれを検出できません。 これを確認する最も簡単な方法は、単純な AC 電流クランプを使用して、機器に入るアース線の AC 電流を測定することです (アース線を適切に識別するようにしてください)。 動作中に機器の接地電流が 0.1 A を超える場合は、調査が必要です。 これは、配線が正しい場合でも、機器内の過剰な漏れ電流を考慮するものではありません。