アースシステム

アースシステム（英国およびIEC）または接地システム（米国）は、安全と機能上の目的で、電力システムの特定の部分を地面（通常は機器の導電性表面）に接続します。 ^[1] アースシステムの選択は、設備の安全性と電磁両立性に影響を与える可能性があります。アースシステムの規制は国によって異なりますが、ほとんどは国際電気標準会議（IEC）の推奨事項に従っています。規制では、鉱山、患者ケアエリア、または工業プラントの危険エリアでのアースの特別なケースを特定する場合があります。

電力システムに加えて、他のシステムでも安全や機能のために接地が必要になる場合があります。高層建築物には、落雷から保護するためのシステムの一部として 避雷針が設置されている場合があります。電信線では、アースを回路の 1 つの導体として使用して、長い回路に帰線を設置するコストを節約できます。無線アンテナでは、動作のためだけでなく、静電気を制御して落雷から保護するためにも、特別な接地が必要になる場合があります。

アーシングには主に 3 つの目的があります。

システムアースは、ショートやその他の電気的故障によって引き起こされないシステム全体の電気的安全の目的を果たします。静電気の蓄積を防ぎ、近くの落雷やスイッチングによって引き起こされる電力サージから保護します。 ^[2]風が無線塔に吹き付けたときなど、摩擦によって引き起こされる静電気の蓄積は、地面に分散されます。^[3]サージが発生した場合、避雷器、サージアレスタ、またはサージ保護デバイス（SPD）が、過剰な電流が機器に到達する前に地面に迂回させます。^[4]

システムアースはすべての金属部品に等電位接続を可能にし、それらの間の電位差を防ぎます。^[5]

地球を共通の基準点とすることで、電気システムの電位差は供給電圧に制限されます。^[6]

機器のアースは、電気故障時に電気安全を確保します。機器の損傷や感電を防ぎます。技術的に言えば、このタイプのアースはアース接続ではありません。^[7]クラス I機器でライン導体がアース面に接触した場合のように、電流がライン導体からアース線に流れると、回路ブレーカーや残留電流デバイス(RCD)などの自動電源切断 (ADS) デバイスが自動的に回路を開き、故障を解消します。^[8]

機能的アースは、電気安全以外の目的にも役立ちます。^[9]機能的アースの目的の例としては、 EMIフィルターでの電磁干渉(EMI)フィルタリングや、単線アースリターン配電システムでのアースのリターンパスとしての使用などがあります。

最も幅広い層のエンド ユーザーに電力を供給する低電圧ネットワークでは、アース システムの設計における主な懸念事項は、電気製品を使用する消費者の安全と感電からの保護です。アース システムは、ヒューズや残留電流デバイスなどの保護デバイスと組み合わせて、最終的に、人の電位に対する相対電位が通常約 50 V に設定されている安全しきい値を超える金属物体に人が接触しないようにする必要があります。

ほとんどの先進国では、アース端子付きの 220 V、230 V、または 240 V のソケットが、国によってかなりの違いはあるものの、第二次世界大戦の直前または直後に導入されました。ただし、供給電圧が 120 V のみの米国とカナダでは、1960 年代半ば以前に設置された電源コンセントには、一般にアース ピンが含まれていません。発展途上国では、現地の配線方法によってアースへの接続が提供される場合と提供されない場合があります。

一般に公開されているネットワークではなく、産業、採掘設備、機械で主に使用されている、相間電圧が 240 V ～ 690 V を超える低電圧電力ネットワークでは、安全の観点から、家庭用ユーザーと同様に接地システムの設計が重要です。

1947 年から 1996 年まで、レンジ (独立した調理台とオーブンを含む) についてはレンジ、1953 年から 1996 年まで、衣類乾燥機については米国電気工事規程 (NEC) により、回路が主サービス パネルから始まる場合、電源の中性線を機器エンクロージャの接地接続として使用することが許可されていました。これは、プラグイン機器と恒久的に接続された機器で許可されていました。回路内の通常の不均衡により、機器から接地への小さな電圧が発生しますが、中性線導体または接続に障害が発生すると、機器の接地電圧が 120 ボルトに達し、簡単に致命的な状況になります。1996 年以降の NEC では、この慣行は許可されなくなりました。同様の理由から、ほとんどの国では現在、消費者向け配線に専用の保護接地接続を義務付けており、これはほぼ普遍的です。接続が少なく脆弱性が低い配電ネットワークでは、多くの国でアースと中性線が導体を共有することを許可しています。

誤って通電された物体と電源接続間の故障経路のインピーダンスが低い場合、故障電流が非常に大きいため、回路の過電流保護装置 (ヒューズまたは回路ブレーカー) が開いて接地故障を解消します。接地システムが機器の筐体と電源リターンの間に低インピーダンスの金属導体を提供しない場合 (TT の個別接地システムなど)、故障電流は小さくなり、必ずしも過電流保護装置が動作するとは限りません。このような場合は、接地に漏れる電流を検出して回路を遮断する残留電流装置が設置されます。

国際規格 IEC 60364では、 TN、TT、ITという 2 文字のコードを使用して、接地配置の 3 つのファミリを区別しています。

最初の文字は、アースと電源装置（発電機または変圧器） 間の接続を示します。

「T」 — 点と地球の直接接続（ラテン語：terra）

「I」 — 高インピーダンスを介してのみ、アース (ラテン語: īnsulātum) と接続される点はありません。

2 番目の文字は、アースまたはネットワークと、供給される電気機器間の接続を示します。

「T」 — アース接続は、通常は接地棒を介して、アース（ラテン語：terra）へのローカル直接接続によって行われます。

「N」 — アース接続は、電力供給ネットワークによって、中性導体とは別個に (TN-S)、中性導体と組み合わせて (TN-C)、またはその両方 (TN-CS) で供給されます。これらについては以下で説明します。

TN接地システムでは、発電機または変圧器の1つのポイントがアースに接続され、通常は3相システムのスターポイントになります。電気機器の本体は、変圧器のこのアース接続を介してアースに接続されます。この配置は、特にヨーロッパの住宅および産業用電気システムの現在の標準です。^[10]

消費者の電気設備の露出した金属部分を接続する導体は、保護接地( PE、参照:接地) と呼ばれます。3相システムのスター ポイントに接続する導体、または単相システムで戻り電流を運ぶ導体は、中性線( N ) と呼ばれます。TN システムには 3 つの種類があります。

TN−S

PE と N は別々の導体であり、電源の近くでのみ接続されます。

TN-C

複合 PEN 導体は、PE 導体と N 導体の両方の機能を果たします。(230/400 V システムでは通常、配電ネットワークにのみ使用されます)

TN−C−S

システムの一部では複合 PEN 導体が使用され、ある時点で個別の PE ラインと N ラインに分割されます。複合 PEN 導体は通常、変電所と建物への入口の間に存在し、アースとニュートラルはサービス ヘッドで分離されています。英国では、このシステムは保護多重接地 (PME)とも呼ばれています。これは、複合中性線およびアース導体を、ソースのローカル アース棒と各建物への配電ネットワークに沿った間隔で、実行可能な最短ルートで接続し、これらの各場所でシステム接地と機器接地の両方を提供する慣行があるためです。^{[11] [12]} オーストラリアとニュージーランドの同様のシステムは多重接地中性線 (MEN)と呼ばれ、北米では多重接地中性線 (MGN)と呼ばれています。

TN-S と TN-CS の両方の供給を同じ変圧器から得ることも可能です。たとえば、一部の地下ケーブルのシースは腐食して良好なアース接続ができなくなるため、高抵抗の「不良アース」が見つかった住宅は TN-CS に変換できます。これは、中性線が故障に対して十分に堅牢なネットワークでのみ可能であり、変換が常に可能であるとは限りません。開回路の PEN は、断線の下流のシステム アースに接続された露出金属に全位相電圧を印加する可能性があるため、PEN は故障に対して適切に強化する必要があります。代替案としては、ローカル アースを用意して TT に変換する方法があります。TN ネットワークの主な魅力は、低インピーダンスのアース パスにより、ライン対 PE の故障が発生した場合に高電流回路で簡単に自動切断 (ADS) できることです。これは、同じブレーカーまたはヒューズが LN または L-PE のどちらの故障に対しても動作し、RCD がアース故障を検出する必要がないためです。

TT (ラテン語: terra-terra) 接地システムでは、消費者の保護接地接続はローカル接地電極 (テラ・ファーマ接続と呼ばれることもある) によって提供され、発電機に別の接続が独立して設置されます。2 つの間には「接地線」はありません。故障ループのインピーダンスは高く、電極インピーダンスが非常に低い場合を除き、TT 設備には必ず最初のアイソレータとして RCD (GFCI) を設置する必要があります。

TT アース システムの大きな利点は、他のユーザーの接続機器からの伝導干渉が減少することです。TT は、干渉のないアースの恩恵を受ける通信サイトなどの特殊な用途に常に好まれてきました。また、TT ネットワークは、中性線が破損した場合でも重大なリスクをもたらしません。さらに、電力が頭上で配電されている場所では、倒木や枝などによって頭上の配電導体が破損しても、アース導体が通電状態になるリスクはありません。

RCD以前の時代、TT アース システムは、ラインから PE への故障の場合に信頼性の高い自動切断 (ADS) を設定するのが困難であったため、一般的な使用には魅力的ではありませんでした (TN システムと比較すると、TN システムでは、同じブレーカーまたはヒューズが LN または L-PE のどちらの故障に対しても動作します)。しかし、残留電流デバイスがこの欠点を軽減するにつれて、すべての AC 電力回路が RCD 保護されている限り、TT アース システムは非常に魅力的になりました。一部の国 (英国など) では、低インピーダンスの等電位ゾーンをボンディングで維持することが実際的でない場合、移動住宅や一部の農業環境への供給など屋外配線が大量にある場合、または燃料貯蔵所やマリーナなど、高故障電流が他の危険をもたらす可能性がある場合に、TT が推奨されています。

TT アース システムは日本全国で使用されており、ほとんどの産業環境や家庭でも RCD ユニットが使用されています。これにより、高周波ノイズを接地導体に通す強力なフィルターを備えていることが多い 可変周波数ドライブやスイッチング モード電源に追加の要件が課せられる場合があります。

ITネットワーク (isole–terre)では、電気配電システムはアースにまったく接続されていないか、非常に高インピーダンスの接続しかありません。

多くの国の建物の国内配線規則はIEC 60364の用語に従っていますが、北米（米国およびカナダ）では、「機器接地導体」という用語は機器の接地と分岐回路の接地線を指し、「接地電極導体」はアース/接地棒、電極、または同様のものをサービスパネルに接続する導体に使用されます。「ローカル」アース/接地電極は、設置されている各建物で「システム接地」^[13]を提供します。

「接地」された電流を運ぶ導体は、システムの「中性線」です。オーストラリアとニュージーランドの規格では、多重接地中性線 (MEN) と呼ばれる修正された保護多重接地 (PME ^{[14] ) システムを使用しています。中性線は各消費者サービス ポイントで接地 (アース) され、それによって}低電圧ラインの全長にわたって中性線の電位差が実質的にゼロに近づきます。IEC 60364 の用語では、これは TN-CS と呼ばれます。北米では、「多重接地中性線」システム (MGN) という用語が使用されています。^[15]

英国および一部の連邦諸国では、相中性線アースを意味する「PNE」という用語は、3 本 (非単相接続の場合はそれ以上) の導体 (つまり PN-S) が使用されていることを示すために使用されます。

インドでは、中央電力庁の規制に従い、抵抗接地システムが鉱業に使用されています。中性線をアースにしっかりと接続する代わりに、中性線接地抵抗器（NGR）を使用して、アースへの電流を750mA未満に制限します。故障電流制限により、ガスの多い鉱山ではより安全です。^[16]アース漏れが制限されるため、漏電保護装置は750mA未満に設定できます。比較すると、しっかりと接地されたシステムでは、アース故障電流は利用可能な短絡電流と同じくらいになる可能性があります。

中性接地抵抗器は、接地接続の中断を検出し、障害が検出された場合は電源を遮断するために監視されます。^[17]

偶発的なショックを避けるため、漏電が一定限度を超えたときに電源を遮断するために電流検知回路が電源で使用されます。この目的には残留電流装置（RCD、RCCB、GFCI）が使用されます。以前は漏電遮断器が使用されていました。産業用途では、漏電リレーが別コア平衡変流器とともに使用されます。^[18]この保護はミリアンペアの範囲で機能し、30 mAから3000 mAまで設定できます。

アース線に加えて、配電/機器供給システムから別のパイロット線が配線され、線の連続性を監視します。これは、鉱山機械のトレーリングケーブルで使用されます。^{[19]アース線が切断された場合、パイロット線により、電源端の感知装置が機械への電力を遮断できます。このタイプの回路は、地下鉱山で使用されるポータブル重電機器（} LHD（ロード、ホール、ダンプマシン）など）には必須です。

• TN ネットワークは、各消費者のサイトでの低インピーダンス アース接続のコストを節約します。このような接続 (埋設金属構造) は、IT および TT システムで保護アースを提供するために必要です。
• TN-C ネットワークでは、N と PE を別々に接続するために必要な追加の導体のコストが節約されます。ただし、中性線が破損するリスクを軽減するには、特殊なケーブル タイプとアースへの多数の接続が必要です。
• TT ネットワークには適切なRCD (漏電遮断器) 保護が必要です。

• TN では、絶縁不良により高短絡電流が発生し、過電流遮断器またはヒューズが作動して L 導体が切断される可能性が高くなります。TT システムでは、アース故障ループ インピーダンスが高すぎてこれを実行できないか、必要な時間内に実行できない可能性があるため、通常は RCD (旧 ELCB) が使用されます。以前の TT 設備では、この重要な安全機能が欠如している可能性があり、故障状態では CPC (回路保護導体または PE) およびおそらく人の手の届く範囲にある関連する金属部品 (露出した導電部品および外部の導電部品) が長時間通電される可能性があり、これは非常に危険です。
• TN-SおよびTTシステム（および分岐点以降のTN-CS）では、残留電流デバイスを使用して追加の保護を行うことができます。消費者デバイスに絶縁障害がない場合、式I _L1 + I _L2 + I _L3 + I _N = 0が成立し、この合計がしきい値（通常は10 mA～500 mA）に達するとすぐにRCDが電源を切断できます。LまたはNとPE間の絶縁障害は、高い確率でRCDをトリガーします。
• IT および TN-C ネットワークでは、残留電流デバイスが絶縁不良を検出する可能性ははるかに低くなります。TN-C システムでは、異なる RCD 上の回路のアース導体間または実際の地面との接触による不要なトリガーに対しても非常に脆弱であるため、使用は実用的ではありません。また、RCD は通常、中性コアを分離します。TN-C システムでこれを行うのは安全ではないため、TN-C 上の RCD は、ライン導体を遮断するだけになるように配線する必要があります。
• アースとニュートラルが組み合わされたシングルエンド単相システム（TN-C、およびニュートラルとアースを組み合わせたコアを使用するTN-CSシステムの一部）では、PEN導体に接触の問題がある場合、切断後のアースシステムのすべての部分がL導体の電位まで上昇します。不平衡多相システムでは、アースシステムの電位は、最も負荷の大きいライン導体の電位に向かって移動します。切断後のニュートラルの電位のこのような上昇は、ニュートラル反転として知られています。^[20]したがって、TN-C接続は、固定配線よりも接触問題が発生する可能性が高いプラグ/ソケット接続またはフレキシブルケーブルを横切ってはなりません。ケーブルが損傷した場合のリスクもありますが、同心ケーブル構造と複数のアース電極を使用することで軽減できます。中性線が失われて「アースされた」金属部分が危険な電位に上昇する（小さな）リスクと、真の大地との良好な接触に近づくことで感電リスクが増大することから、英国ではキャラバンサイトやボートへの陸上供給に TN-CS 電源を使用することは禁止されており、農場や屋外の建築現場での使用は強く推奨されていません。このような場合には、すべての屋外配線を RCD と別のアース電極を備えた TT にすることが推奨されます。
• IT システムでは、単一の絶縁不良によって、大地と接触している人体に危険な電流が流れる可能性は低いです。そのような電流が流れる低インピーダンス回路が存在しないからです。しかし、最初の絶縁不良によって IT システムが実質的に TN システムになり、次に 2 番目の絶縁不良によって危険な人体電流が流れる可能性があります。さらに悪いことに、多相システムでは、ライン導体の 1 つが大地と接触すると、他の相コアが相中性電圧ではなく、大地に対する相間電圧まで上昇します。IT システムでは、他のシステムよりも大きな過渡過電圧も発生します。
• TN-C および TN-CS システムでは、中性線とアース線を組み合わせたコアとアース本体との接続により、通常の状態では大量の電流が流れる可能性があり、中性線が破損した状態ではさらに多くの電流が流れる可能性があります。したがって、主等電位ボンディング導体のサイズは、この点を考慮して決定する必要があります。ガソリンスタンドなど、埋設金属部品が多く、爆発性ガスが存在する状況では、TN-CS の使用はお勧めできません。

• TN-S および TT システムでは、消費者は低ノイズでアースに接続され、戻り電流と N 導体のインピーダンスの結果として N 導体に現れる電圧の影響を受けません。これは、一部の種類の通信機器や測定機器では特に重要です。
• TT システムでは、各消費者は独自のアース接続を持ち、共有 PE ライン上の他の消費者によって発生する可能性のある電流に気付くことはありません。

• 米国電気工事規程およびカナダ電気工事規程では、配電用変圧器からの給電には中性線と接地線を組み合わせたものが使用されますが、構造内では中性線と保護接地線が別々に使用されます (TN-CS)。中性線は、顧客の断路器の供給側でのみアースに接続する必要があります。
• アルゼンチン、フランス(TT)、オーストラリア(TN-CS)では、顧客が独自の接地接続を用意する必要があります。
• 日本の電化製品はPSE法に準拠する必要があり、建物の配線ではほとんどの設備でTTアースが使用されています。
• オーストラリアでは、多重接地中性線 (MEN) 接地システムが使用されており、AS/NZS 3000 のセクション 5 に記載されています。LV 顧客の場合、これは、道路の変圧器から建物までは TN-C システム (このセグメントでは中性線が複数回接地されています)、およびメイン配電盤から下は設備内の TN-S システムです。全体として見ると、TN-CS システムです。
• デンマークでは高電圧規制 (Stærkstrømsbekendtgørelsen)、マレーシアでは1994 年の電力条例により、すべての消費者は TT アースを使用しなければならないと規定されていますが、まれに TN-CS が許可される場合があります (米国と同じ方法で使用)。大企業の場合は規則が異なります。
• インドでは、中央電力庁規則、CEAR、2010、規則41に従い、3相4線システムの中性線と2相3線システムの追加の3番目の線にアースが設けられています。アースは2つの別々の接続で行う必要があります。また、適切なアースを確実にするために、アースシステムには少なくとも2つ以上のアースピット（電極）が必要です。規則42によると、250Vを超える5kWを超える負荷が接続された設備には、地絡または漏電が発生した場合に負荷を隔離するための適切な漏電保護装置が必要です。^[21]

• 地下電力ケーブルが普及している英国の地域ではTN-Sシステムが一般的です。^[22]
• インドでは、LT供給は一般的にTN-Sシステムを介して行われます。中性線は各配電変圧器で二重に接地されています。中性線とアース線は架空配電線上で別々に配線されています。架空線用の別々の導体とケーブルの外装がアース接続に使用されます。アースへの冗長パスを提供するために、各ユーザー端に追加のアース電極/ピットが設置されています。^[23]
• ヨーロッパの現代の住宅のほとんどには、TN-CS アース システムが備わっています。^[要出典]中性線とアースの組み合わせは、最も近い変電所とサービス カット アウト (メーターの前のヒューズ) の間にあります。その後、すべての内部配線で、アースと中性線の別々のコアが使用されます。
• 英国の都市部や郊外の古い住宅では、TN-S 電源が採用される傾向があり、アース接続は地下の鉛と紙のケーブルの鉛シースを通じて行われます。
• ノルウェーでは、相間電圧230VのITシステムが広く使用されている。全世帯の70%がITシステムを介して電力網に接続されていると推定されている。^[24]しかし、新しい住宅地は主にTN-CSで建設されており、これは相間電圧400VのTNシステムが主流の欧州市場向けに、電気自動車充電ステーションなどの消費者市場向けの三相製品が開発されていることに大きく左右されている。^[25]
• 古い住宅、特に残留電流遮断器や有線ホームエリアネットワークが発明される前に建てられた住宅の中には、屋内 TN-C 方式を採用しているものもあります。これはもはや推奨される方法ではありません。
• 実験室、医療施設、建設現場、修理工場、移動式電気設備、およびエンジン発電機から電力が供給され、絶縁障害のリスクが高まるその他の環境では、絶縁変圧器から供給される IT 接地装置がよく使用されます。IT システムの二重障害の問題を軽減するには、絶縁変圧器はそれぞれ少数の負荷のみを供給し、絶縁監視装置で保護する必要があります(通常はコストの関係で、医療、鉄道、または軍事 IT システムでのみ使用されます)。
• 遠隔地では、追加の PE 導体のコストがローカルアース接続のコストを上回るため、一部の国では、特に古い建物や田舎の地域では、木の枝が倒れて頭上の PE 導体が破損し、安全性が脅かされる可能性があるため、TT ネットワークが一般的に使用されています。個々の建物への TT 供給は、個々の建物が TN-CS 供給に適さないと見なされる TN-CS システムでも見られます。
• オーストラリア、ニュージーランド、イスラエルでは、TN-CS システムが使用されていますが、配線規則では、さらに、各顧客が専用のアース電極を介してアースへの個別の接続を提供する必要があると規定されています。(消費者の建物に入る金属製の水道管も、配電盤/パネルのアース ポイントに「接続」する必要があります。) オーストラリアとニュージーランドでは、メインの配電盤/パネルの保護アース バーとニュートラル バー間の接続は、多重アース ニュートラル リンクまたは MEN リンクと呼ばれます。この MEN リンクは、設置テストの目的で取り外し可能ですが、通常のサービス中はロック システム (ロックナットなど) または 2 本以上のネジで接続されます。MEN システムでは、ニュートラルの完全性が最優先されます。オーストラリアでは、新しい設置では、湿ったエリアの下の基礎コンクリート補強材を保護アース導体 (AS3000) に接続する必要があります。これにより、通常、アースのサイズが大きくなり (抵抗が減少)、浴室などのエリアに等電位面が提供されます。古い設備では、水道管ボンドのみが存在することも珍しくなく、そのまま残すことが許されていますが、アップグレード作業を行う場合は追加のアース電極を設置する必要があります。入力保護アース/中性導体は中性バー (電気メーターの中性接続の顧客側にある) に接続され、顧客の MEN リンクを介してアースバーに接続されます。このポイントを超えると、保護アース導体と中性導体は分離されます。

一般の人々がアクセスすることがはるかに少ない高電圧ネットワーク（1kV以上）では、接地システム設計の焦点は安全性よりも、供給の信頼性、保護の信頼性、および短絡が発生した場合の機器への影響にあります。最も一般的な相対地短絡の規模のみが、接地システムの選択によって大きく左右されます。これは、電流経路が大部分アースによって閉じられているためです。配電変電所にある3相HV/MV電力変圧器は、配電ネットワークの最も一般的な電源であり、その中性線の接地タイプによって接地システムが決まります。

中性接地には5つの種類があります。^[26]

• アース接続中性線
• 発掘された中立
• 抵抗接地中性線
  • 低抵抗アース
  • 高抵抗アース
• リアクタンス接地中性線
• アース変圧器（ジグザグ変圧器など）の使用

ソリッドまたは直接接地された中性線では、変圧器のスターポイントが直接地面に接続されます。このソリューションでは、低インピーダンスの経路が提供され、地絡電流が閉じるため、その結果、その大きさは三相故障電流と同等になります。^[26]中性線は地面に近い電位に留まるため、影響を受けていない相の電圧は故障前の電圧と同様のレベルに留まります。そのため、このシステムは、絶縁コストが高い高電圧 送電網で頻繁に使用されます。 ^[27]

短絡接地故障を制限するために、変圧器のスターポイントの中性点とアースの間に中性点接地抵抗器 (NER) が追加されます。

抵抗が低い場合、故障電流制限は比較的高くなります。インドでは、中央電力庁規則、CEAR、2010、規則 100 に従い、露天掘り鉱山では 50 A に制限されています。

高抵抗接地システムは、抵抗を介して中性線を接地し、地絡電流をそのシステムの容量性充電電流と同等かわずかに大きい値に制限します。

ITシステムのような非接地、分離、または浮遊中性点システムでは、スターポイント（またはネットワーク内の他のポイント）と地面との直接接続はありません。その結果、地絡電流は閉じられる経路がないため、大きさは無視できます。ただし、実際には、故障電流はゼロにはなりません。回路内の導体（特に地下ケーブル）は、地面に対して固有の静電容量を持ち、比較的高いインピーダンスの経路を提供します。^[28]

中性線が分離されたシステムは、地絡事故が発生しても動作を継続し、中断のない電力供給を提供することができます。^[26]しかし、地絡事故が発生している間は、他の2相の電位が接地に対して通常の動作電圧に達し、絶縁に追加のストレスがかかります。絶縁不良により、システム内で地絡事故がさらに発生し、電流が大幅に増加する可能性があります。^[27]${\displaystyle {\sqrt {3}}}$

連続した地絡事故は重大な安全上のリスクをもたらす可能性があります。電流が4A～5Aを超えると電気アークが発生し、事故が解消された後もアークが持続する可能性があります。^[28]そのため、それらは主に、信頼性の必要性が高く、人との接触の可能性が比較的低い地下および海底ネットワーク、および産業用途に限定されています。複数の地下給電線がある都市部の配電網では、容量性電流が数十アンペアに達する可能性があり、機器に大きなリスクをもたらします。

故障電流が低く、その後もシステムが継続して動作するという利点は、故障箇所の検出が困難であるという固有の欠点によって相殺されます。^[29]

IEEE規格によれば、接地棒は銅や鋼などの材料で作られています。接地棒を選択するには、耐食性、故障電流に応じた直径、導電性など、いくつかの選択基準があります。[ 30 ]^銅と鋼から派生したいくつかのタイプがあります：銅結合、ステンレス鋼、固体銅、亜鉛メッキ鋼接地。ここ数十年で、天然電解塩を含む低インピーダンス接地用の化学接地棒が開発されました。^[31]ナノカーボンファイバー接地棒。^[32]

アース設備用コネクタは、アース設備および避雷設備のさまざまなコンポーネント（アース棒、アース導体、電流リード、バスバーなど） 間の通信手段です。

高電圧設備の場合、地下接続には 発熱溶接が使用されます。

土壌抵抗は、アース システム/接地設備の設計と計算において重要な要素です。その抵抗によって、不要な電流をゼロ電位 (接地) に転換する効率が決まります。地質学的材料の抵抗は、金属鉱石の存在、地質層の温度、考古学的または構造的特徴の存在、溶解塩の存在、汚染物質、多孔性、浸透性など、いくつかの要素に依存します。土壌抵抗を測定する基本的な方法がいくつかあります。測定は、2 つ、3 つ、または 4 つの電極を使用して行われます。測定方法は、極-極、双極-双極、極-双極、ウェナー法、シュルンベルジェ法です。

• 電気配線
• 接地と中立
• 土壌抵抗率

一般的な

• IEC 60364-1: 建物の電気設備 - パート 1: 基本原則、一般特性の評価、定義。国際電気標準会議、ジュネーブ。
• John Whitfield: 第 16 版 IEE 規制の電気技師ガイド、セクション 5.2: アース システム、第 5 版。
• Geoff Cronshaw: アース: ご質問への回答。IEE Wiring Matters、2005 年秋。
• EU Leonardo ENERGY アースシステム教育センター: アースシステムリソース
• Dmitry Makarov: TN-CS アース システムとは何ですか? 定義、意味、図。