AC：なぜグラウンドとニュートラルを区別するのですか？

電流は、異なる電位のポイントを接続する導体を流れます。

多相の詳細は別として、一般的な/従来のACシステムは3線式セットアップを使用します。

• ワイヤ1：2つの電位の間で振動するポイントを示すライン/ライブ/ホット/フェーズワイヤ。

• ワイヤ2：不明/不特定で変化する電位の点を示す中性ワイヤ。それでも、少なくとも一定の時間にワイヤ1に一定/特定の電位差を示します。

• ワイヤ-3：物理的な周囲と0Vの電位差がある点を示すアース/アース線。

ワイヤ1およびワイヤ2は、電力が供給される一部のデバイスに加えて、閉じた電気回路を構築するために使用されます。EMI /シールドの問題は別として、ワイヤ3を使用して、障害が発生し、デバイスのユーザーがワイヤ1またはワイヤ2に接触した場合に、デバイスのユーザーではなく電流が流れるようにします。

ただし、これに加えて、ワイヤ2とワイヤ3はある時点で接続されています。これは、何らかの理由で重要と思われるWire-2の可能性をWire-3の可能性に近づけるために行われます。

今、私が理解していない部分は、電源ソケットでWire-2とWire-3を区別する必要がある理由です。

私はこれを調べようとしましたが、これまでに見つけられた答えはすべて不完全に見えます。答えは、質問の言い回しによって異なります。

• 「Wire-2に加えてWire-3が必要なのはなぜか」という質問の場合、「Wire-2は周囲/ユーザーとの潜在的な差が大きくなる可能性があり、したがって、彼女はそれまたはWire-1」と接触します。

• 「Wire-3に加えてWire-2が必要な理由」と質問された場合、答えは「Wire-2は閉じた電気回路を形成するために必要です」または「Wire-2は作成に必要です」ワイヤ1との電位差、したがって電流が流れるための電位差」..さらに、実用的な考慮事項を考慮すると、ワイヤ3はワイヤ2のようにワイヤ1に信頼性のある/安定した電位差を提供できない。

しかし、これはWire-2 / Wire-3を区別する必要がある理由に実際には答えません。

• Wire-3はWire-3のままで、周囲で何が起こっても、周囲/ユーザーに対して0Vの電位差を維持します。そもそも便利ですよね。

そして

• ワイヤ2はワイヤ3に接続されています

ここで何が欠けていますか？

• Wire-2に触れずにWire-3に触れるのが安全なのはなぜですか、またはWire-3がWire-2ではできないレベルの保護を提供できるのはなぜですか？

• 電源ソケットでWire-2とWire-3を区別し、ラインのさらに下に接続するのはなぜですか？

ワイヤの信頼性が100％で抵抗がゼロの場合、ニュートラル（接地された導体）と安全接地（接地された導体）に違いはありません。ただし、どちらの条件も当てはまりません。

中性線接地線と安全接地線がブレーカーパネルに接続されている場合でも、ボックスから少し離れた場所に電流が流れている機器は、中性線接地線で大きな電圧降下を引き起こす可能性があります。別の安全接地導体を使用して、デバイスの露出部分をアースに接続すると、中立線の端の電圧が露出部分に現れるのを防ぐことができます。

さらに、個別の導体を使用すると、すぐに危険な状況を引き起こすことなく、さまざまな単一障害が発生する可能性があります（ただし、最初の障害が修正されずに発生する2番目の障害はすぐに危険です）

1. デバイスの露出部分が安全接地導体に接続されていて、デバイス内の熱線が誤ってそれらの部分に触れた場合、短絡電流がブレーカーをトリップさせるはずです。

2. ブレーカーパネルとデバイスの間で熱線に障害が発生した場合、デバイスには電力が供給されませんが、デバイスの近くに危険な電圧はありません。

3. ニュートラルアース線に障害が発生した場合、デバイスのニュートラルワイヤーは直接の高温電位から数オームしか離れていない可能性がありますが、電流は流れず、オペレーターから触れるものへの経路は存在しません。露出した部品は安全接地線に安全に接続されます。

4. 安全接地線に障害が発生した場合、デバイスはケースに触れる熱線の可能性から保護されなくなりますが、即時の危険は発生しません。

ケースが何にも接続されていない場合、障害＃1は致命的な状況を即座に引き起こします。ニュートラルに接続されている場合、障害＃3は致命的な状況を即座に引き起こします。ただし、両方のワイヤが存在する場合、単一の障害ですぐに危険が生じることはありません。

TL; DR：

アース線は、物事が正しく機能しない場合に安全を保つための安全機能です。

電力を供給する電流導線として中性線があります。

アース線は、導電性（金属）ハウジングを備えた機器の安全な接地点として、また物事が悪化した場合の電流の安全な短絡経路として使用します。

今、いくつかの背景。米国では、電力はより高い電圧で住宅に供給され、230 VACにセンタータップを供給するために降圧されます。

ニュートラルはセンタータップに接続されています。

トランス出力の両端から230VACが得られます。

両端から中央のタップまでは115VACです。

したがって、115VACを提供する2つの回路があります。これらの2つの回路はそれぞれ、家の照明の半分とコンセントの半分に電力を供給します。

したがって、ニュートラルは浮遊しており、足の下の（リテラル）接地の電圧を超える未知の電圧になります。中立に触れることは非常に危険です。活線のいずれかに触れることも非常に危険です。

ニュートラルが浮遊しないようにするため、家の地面に接続されています。家の下の地面には、実際の地面との実際の接続を提供する大きな金属導体があります。

電力システムを扱う際には、2つの危険点があります。

1つは、2本の電圧供給ライン間を接続する危険です。これにより、明らかに電流が身体に流れます。

もう1つの危険は、送電線と地面（文字通り、足の下の地面）の間をつなぐことです。電源システムが接地されていない場合、常に接地に対して測定された電圧差があります。

最初の危険は、一度に複数のワイヤに触れないことで回避できます-通常は非常に簡単です。

2番目ははるかに困難です。接地されていない電源システムのワイヤに触れると、ワイヤとグランドの間に電圧差が生じ、身体に電流が流れます= ouch / dead。

この2番目の危険を減らすために、電源システムは接地されています。

米国では、中性線を接地します。現在（ほぼ）接地電位になっています。これで、（誤って）触れても安全なはずのワイヤが1つあります。これが、ニュートラルをグランドに接続する理由です。

2本の活線は、接地に対して測定して115VACになっていますが、各コンセントには活線が1本しかないため、配線は多少安全です。

しかし、まだ終わっていません。ニュートラルに大きな電流が流れると（オームの法則のおかげで）中性点とグランドの間に電圧差が生じるため、ニュートラルは実際にはグランド電位になりません。

アメリカの家の2つの115VAC回路のバランスをとることはできないため、中性線にはほとんど常に電流が流れるため、実際には接地電位ではありません。

ここで、接地された金属ハウジングのあるデバイスを使用していると想像してください。ニュートラルを安全アースとして使用している場合、ハウジングは実際には接地電位ではないため、ハウジングに触れると（できればのみ）低レベルのうずきが発生します。

活線から金属製ハウジングへの短絡がある場合、ハウジングの電圧は上昇します== Ouch、Ouch、Ouch。ニュートラルワイヤが電源コードで断線した場合、またはコンセントで接続不良が発生した場合、金属製ハウジングは電源電圧=デッドユーザーになっています。

次に、安全アース線を備えた同じデバイスを想像してください。安全アースは金属製ハウジングに接続されています。短絡から保護している場合を除いて、安全グランドに電流が流れないため、デバイスのハウジングはグランドレベル=完全に安全で、チクチクしません。

活線からハウジングへの短絡がある場合、ハウジングの電圧は、回路ブレーカーが切断される前に少しだけ上昇します（アース線の抵抗）。電圧はチクチクするほど十分に高くなるかもしれませんが、kill =ユーザーが生き続けるには十分ではありません。

さまざまな前提に基づいて、これは米国NEC（National Electrical Code）の要件に関する質問である可能性が高いと思います。

電源ソケットでWire-2とWire-3を区別し、ラインのさらに下に接続するのはなぜですか？

メインパネルからさらに上流に接続すると、接地線を通る通常の戻り電流経路があり、これに触れる人やそれに接続されている人にとって危険な状況が発生します。これは多くの金属ケーシングです。トピックに関するまともな本でさらに詳しく説明します。

ニュートラルは、サービスでの接続により接地された導体ですが、他のものを接地するために使用されないため、接地導体ではありません。ライト、コンセント、または位相からニュートラルに接続されている他のデバイスの通常の負荷電流を運ぶためにのみ使用されます。接地された導体は、サービス時のボンドを除き、あらゆる場所で接地から分離されたままです。アースへの接続が複数ある場合、負荷中性電流は、接地された導体とEGC（機器の接地導体）の間で分割されます。これにより、導管システムまたは金属構造物および配管に連続電流が流れる可能性があり、電磁界腐食および放射磁界による敏感な電子機器との干渉を引き起こす可能性があります。

実際、ピグポール（変圧器）が複数の家（バーブ内）で共有されているため、米国のセットアップは完全に安全というわけではありません。デバッグするのはそれほど簡単ではありません（同じ本の画像）：

他の質問について：

Wire-2に触れずにWire-3に触れるのが安全なのはなぜですか、またはWire-3がWire-2ではできないレベルの保護を提供できるのはなぜですか？

まあ、ほとんどの場合はより安全です。間違いが発生しても安全です。同じ本は言っている（p。104）：

接地電極の導体が死んでいると思い込まないでください。

最後に、このNECによって義務付けられたセットアップは、IEC用語ではTN-CSアースシステムと呼ばれます。ヨーロッパ（英国を含む）、特に都市部では、地球が中立から変電所に至るまで分割されているTN-Sシステムが一般的です。

既に他の場所で読んだように、ニュートラルはホットからの戻り電流を運ぶ必要がありますが、グランドに接続されています ますが、偶然に触れることを多少安全にするために正確に1点でにます。100〜2ボルトではなく、数ボルトしか振れません。そのため、制御回路がより困難になる場合でも、常に負荷のホット側を切り替えることができます。

ニュートラルは数ボルト変動し、極端な場合は加熱および脱落する可能性があるため、全体が混乱するため、汚れと比較して真の0Vを提供するためにグラウンドが必要です。これは、ニュートラルのように、アプライアンス側で接地されなくなるため、電流を流すことができないことを意味します。ただし、動作電流が流れていなくても、ユーザーが高温にさらされた場合にヒューズ/ブレーカーを作動させるために障害電流を流す必要があります。

あなたは良い点を指摘し、ワイヤー3（アース）を完全に取り除くことができると考えるのは合理的だと思います。結局のところ、放出物の放出を止めるスクリーンのようなものではありません-それは単なるワイヤであり、通常はライブまたはニュートラルよりも小さい断面積です。

しかし、ユーザーを保護するために漏電遮断器はどのように機能しますか？それ（ELCB）は、アース線を流れるアース電流を探してそこに座っています。この電流は、負荷（TV、洗濯機、天井ファンなど）で何か異常なことが起こっていることを示します。電流が流れると絶縁体が破壊され、機器の露出部分（アース線に接続されている）が劣化または誤用により活線に接続される危険性があります。これが発生した場合、wire-3のみがこれを伝えることができます。

現代の設備（EU）では、RCBを使用して同じことを行いますが、大地電流の測定に依存していません。ライブとニュートラルの「差」電流を測定することで暗示しています。これは、トロイダルコアを介してLとNを供給し、「差」が（たとえば）30mAを超えた場合にリセットをトリガーできるマルチターン2次巻線を持つことによって行われます。

ここで、貧しい電気技師が誰かの家を配線することを考えてください。単純な電圧計で中立がライブと見分けがつかない場合、彼（または彼女）の仕事ははるかに困難です。

ほんの少しの考え。

ワイヤ3に電流が流れていない場合、ワイヤ3を横切る可能性はありません（オームの法則）。このように、ワイヤ3に接続されたケースも接地電位になります。つまり、ケースと接地の間に電位がないため、触れても安全です。

ワイヤ2には電流が流れるため、ケースに接続すると、ケースからアースに電位がかかり、有害な場合があります。また、ワイヤ2が破損し、デバイスが間違った方法で接続された場合（ワイヤ2とワイヤ1が交換され、簡単に可能）、ケースは突然グランドへの完全な位相電位を持つ可能性があります。

ワイヤ2をさまざまなポイントでアースに接続すると、残留電流を確実に検出することもできなくなります-そして、それらはすでにあなたを殺す可能性があります。

さらにラインを下ると、訓練を受けた個人のみがラインと接触し、追加の安全性はもはや必要ないかもしれません。そして、発電機に至るまで第4のワイヤを用意しなくても、多くのお金を節約できます。（このように動作するシステムがあります）

それは少なくとも私が理解したことです-または少なくともそう願っています。

私が維持し、強化したい理解は、「グラウンド」は「安全グラウンド」としてより明確に参照されるということです。たとえば、「ホット」リードがデバイスの（金属）ケースに到達した場合に備えて、安全のための二次接地システムとして追加されました。3線式の単相回路が常に存在するとは限りませんでした。「中性」または「戻り」ワイヤは、発電所への戻り導体です。私はいつもこれを参考にしてください。（ここから離れることができるかもしれませんが、実際にはリターンコンダクタは必要ないという印象を受けています。アースを通って戻ってください。アドバイスしてください。）ワイヤーは電気制御回路（タイマーなど）の戻りとして使用され始めています。電気技師と所有者は、このために別のワイヤを走らせたくないので、小さな小さな電流を許可して不正行為をします。従来の照明付き壁スイッチは、白熱電球の回路に小さな電流を流すことで実現されます。CFLは点滅します（充電が蓄積されると）。別個のアースは、追加のワイヤで構築された場合、照明付きの壁スイッチが機能することを可能にします。それでは、この接地回路の使用を許可しますか？間違いなく、ライブではないことを意図していたからです。トリクル方式はトリッキーなチートでしたが、オープンサーキットではありませんでした。少し接線ですが、これは状況の実用性です。従来の照明付き壁スイッチは、白熱電球の回路に小さな電流を流すことで実現されます。CFLは点滅します（充電が蓄積されると）。別個のアースは、追加のワイヤで構築された場合、照明付きの壁スイッチが機能することを可能にします。それでは、この接地回路の使用を許可しますか？間違いなく、ライブではないことを意図していたからです。トリクル方式はトリッキーなチートでしたが、オープンサーキットではありませんでした。少し接線ですが、これは状況の実用性です。従来の照明付き壁スイッチは、白熱電球の回路に小さな電流を流すことで実現されます。CFLは点滅します（充電が蓄積されると）。別個のアースは、追加のワイヤで構築された場合、照明付きの壁スイッチが機能することを可能にします。それでは、この接地回路の使用を許可しますか？間違いなく、ライブではないことを意図していたからです。トリクル方式はトリッキーなチートでしたが、オープンサーキットではありませんでした。少し接線ですが、これは状況の実用性です。この接地回路の使用を許可しますか？間違いなく、ライブではないことを意図していたからです。トリクル方式はトリッキーなチートでしたが、オープンサーキットではありませんでした。少し接線ですが、これは状況の実用性です。この接地回路の使用を許可しますか？間違いなく、ライブではないことを意図していたからです。トリクル方式はトリッキーなチートでしたが、オープンサーキットではありませんでした。少し接線ですが、これは状況の実用性です。

ニュートラル（ワイヤ2）は接地されていません。電流を引き込んでいない場合にのみ、コンセントのアースと同じ値を測定します。

電流を引くとすぐに、コンセントのニュートラル接続の電圧はゼロになりません。

例を使用してみましょう。

アウトレットは、12アンペア（ヘアドライヤー）の14Gワイヤを引くブレーカーから50フィートです。このサイトは、抵抗が0.13オームであると言います。

12A、*コンセントのブレードで0.13オーム= 1.56V。それほどではありませんが、ゼロではありません。

また、接地線に電流が流れているかどうかを検出し、その場合はトリップする新しいブレーカーとGFIプラグがあります。

国によっては、ワイヤ2が常に中性でワイヤ3に接続されているわけではありません。Wire-1 / 2は、2つのフェーズ（両方ともライブ）にすることもできます。もう1つの側面は、Wire-3が常に接地されているため、障害が発生した場合に金属ケースが通電しないようにすることです。

わかりやすい英語の正確な理由は次のとおりです。ツールまたはアプライアンスを使用していて、何らかの理由で通常の「グランド」が切断された場合、控えめに言っても、あなたはデフォルトのグランドになる可能性があります。ただし、電動工具のシェル、ランプのフレーム、または電気ストーブのすべての金属も個別に接地されている場合は、安全です。通常の状況では、アースが切断されることはありませんが、ときどき切断される可能性があるため、3本目のワイヤを正しくアースに接続することをお勧めします。また、誤った配線では、一部のバカが2本のワイヤを逆に接続する可能性があり、多くのアプライアンスはとにかく動作しますが、ケースはライブになる可能性があります！ただし、ケーシングが個別に接地されている場合、すぐにヒューズが切れます。