日本の電気について語る

日本の事例を挙げていますが、基本的な原則はどの国でも共通しているはずです！日本には「電気工事士」という資格試験があり、資格によって操作できる電圧範囲が異なります。一般家庭用電化製品の配線などは「第二種電気工事」の範囲に入りますが、電柱上の電気は「第一種電気工事」に該当します。

区分	直流	交流
低圧	750V 以下	600V 以下
高圧	750V ~ 7000V	600V ~ 7000V

送電

私たちが現在使用している電気は、発電所から送られてきたものです。発電の原理は主に電磁誘導によるもので、磁場が変化すると電場も発生します。実際には、発電所は火力、原子力、風力などのエネルギーを使用してエンジンを駆動し、エンジンが磁石を回転させ、異なる位置にコイルを配置して電力を生成します。

電線には一定の抵抗があり、距離が長くなるほど抵抗が大きくなります。伝送時の損失を減らすため、発電所から送電する際は高圧で、店舗や家庭に送る際にトランスを使って100Vに変換します。

単相三線

ここで注意すべき点は、発電の効率を上げるために通常三相発電が使用されるということです。相数を無限に増やすことは可能ですが、研究によれば三相が最も効率的で経済的な方法であるとされています。相を一つ増やすごとに追加の配線が必要となり、メンテナンスコストも増加します。

日本の一般家庭では通常、単相三線制が使用されています。理由は、二本の火線があり、200Vを組成して冷房などの高電圧機器に供給するためです。

分電盤

この部分は自分の経験とネット上の情報を比較したもので、日本に住んでいる方が誤りを見つけた場合はご指摘いただけると幸いです。

私の現在の住居の経験から、日本の家屋では通常分電盤が浴室に設置されており、各家庭には三本の線が引き込まれています（2本の火線と1本の中性線）。そして「主幹用漏電ブレーカー」に接続された後、各コンセントへ分配されます。

分電盤の主な機能は以下の通りです：

1. 短絡や同時に複数の高出力電器（例：電子レンジ、炊飯器を同時に使用）によって過電流が発生した場合、スイッチが切れる。
2. 漏電流が一定の値を超えると、スイッチが切れる。
3. 欠相保護。

欠相保護

単相三線の中で、中性線が誤って断線したり、事故が発生して欠相になった場合、以下のように元々並列だった電器が全て直列になってしまいます。2本の火線に直接接続されるため、総電圧は200Vになり、分圧後に電器が耐えられる電圧を超えると、損傷や事故が発生する可能性があります。この時、欠相保護機能があり、現在の負荷端電圧が定格値を超えていないかを検出し、高ければスイッチが切れます。

接地

前述の漏電流についてですが、漏電流を検出できるかどうかは接地が大きく関係しています。

日本の接地は主にA、B、C、Dの4種類に分けられます。ここでは一般的なB種とD種について紹介します。

B種接地は変圧器の二次側に接続され、中性線と一緒に接続されます。主な目的は、変圧器の両側の短絡を防ぐことです。変圧器の両側は完全に異なる電圧（高圧と低圧）で、誤って短絡したり接触すると、低圧側の電圧が上昇する可能性があります。日本の場合、送電電圧は6600Vで、この場合家の機器が故障する可能性があります。B種接地は高圧側と低圧側が誤って接触した場合に、閉回路を生成して電圧を検出し、切断します。

D種接地は比較的小さな電圧で使用される接地工事で、実際には銅棒を地面に挿入し、抵抗が500オーム以下であることを確認します。

この接地は先ほどのB種接地とは完全に異なり、接地ではありますが用途が異なります。したがって、「中性線は接地」という表現は完全には正しくなく、接地が中性線に接続されているというわけでもありません。

漏電

何らかの理由で設備の金属外殻が火線と短絡し、設備全体が漏電状態になった場合、接地がない状態で誰かが触れると回路が形成されます（設備外殻 → 人体 → 地面）。

しかし、設備に接地があれば、漏電時には人体の抵抗が相対的に大きいため、電流が流れても大部分の電気は接地側に流れます。また、日本では通常ELB漏電スイッチが保護として設置されているため、漏電が発生した場合、まだ電器に触れる前にスイッチが切れるはずです。

台湾との比較

台湾の状況と比較すると、設備接地とシステム接地を短絡（総電箱）することがよく言及されます。しかし、日本ではそのような議論を見たことがありません。私の結論は以下の通りですが、正しいかどうかはわかりません：

1. 設備接地とシステム接地が短絡していない場合、漏電が発生しても感電電流は減少するものの、電流が流れていないとスイッチは切れません。同様に、接地があっても感電する可能性があり、ほとんどの電気は接地に吸収されます。
2. 短絡があれば、漏電時は直接短絡となり、スイッチが切れます。

日本で共同接地がない理由（共同接地がある可能性もありますが、私は確認していません）は、現在家庭用の配電盤のほとんどに漏電遮断器が設置されており、漏電が発生すれば、共同接地の有無に関わらずすぐにスイッチが切れるからです。一方、台湾ではすべての家に漏電遮断器があるわけではないかもしれません。

総括

日本に長く住むと、両国の違いに自然と興味を持ちます。現時点で、両国の配電と実務の操作について100%把握できているわけではありませんが、自分の認識とネットの記事を参考にしています。この文章が、水電の専門家の方々にとってのヒントになれば幸いです。