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10.3 接地工事
 
10.3.1 接地の目的
 FRP船における機器などの接地は、鋼船と異なり、船体が不良導体であるため、人体に対する危険防止や火災防止などを目的とするだけではなく、電気的ノイズ(以下「ノイズ」という。)の防止や静電気の防止の目的もある。FRP船の接地の目的をまとめると、次のようになる。
(1)災害防止策としての接地
(イ)人体に対する危険防止
(ロ)火災や爆発事故の防止
(ハ)落雷による危険防止
(ニ)静電気対策
(2)ノイズ対策としての接地
(イ)誘導ノイズ障害の防止
(ロ)輻射ノイズ障害の防止
(3)無線機器における接地
(1)人体に対する危険防止
 電気機器やケーブルが接地されていないと、絶縁破壊や漏えいなどによって、非導電金属部(正常な使用状態では電圧のかからない金属部)の電位が上昇し、それに人が触れると感電する。このため、各船級規則などでは安全電圧を超える電気機器の非導電金属部やケーブルの金属被覆の接地を要求している。
 感電しても人体に障害を与えないといわれる安全電圧は、人体抵抗と人体の許容安全電流によって決まるもので、94年IEC 92−101で次のように定められている。
(1)直流・・・導体間又は導体とアース間が50V以下
(2)交流・・・導体間又は導体とアース間が50V(実効値)以下
(2)火災や爆発事故の防止
 電気機器やケーブルが接地されていないと、非導電金属部の電位が上昇し、近隣の構造物や人体との間でスパークが生じ火災、あるいは引火性ガスの爆発などを引起こす。これを防止する目的で、やはり非導電金属部の接地が行われる。
(3)落雷による危険防止
 FRP船の船体は不良導体であるため、落雷によって電子機器などが障害を受けるばかりでなく、人身事故に至るような重大な事故が起きることもある。
 したがって、次のような避雷措置を施す必要がある。なお、詳細については船舶電気装備工事ハンドブック(工事編)の付録「避雷設備」を参照のこと。
(a)電子機器のアンテナ系の避雷措置
 アンテナ系を、切換えなどによって接地できる構造とする。
 また、アンテナ系に使用する電子機器の箱体は確実に接地する。
(b)避雷針
 避雷針は船体の最も高い位置に備え、できる限り船体が避雷針を含む鉛直線と60度をなす円錐内に入るようにする。金属製マストについては、避雷針を備えるか避雷用の接地を施す。
(c)その他
 甲板や甲板室の頂部などに突出する金属製のものは必ず接地する。
(4)静電気対策
 FRP船は、船体が不良導体であるため、摩擦帯電が生じやすい。船体の一部や構造物のなかに、電気的に独立した金属があると、摩擦帯電により生じた他物体の電荷がこの金属に蓄積され、電位を高めることになる。しかもこの蓄積された電荷の放電が一気に生じ、そのエネルギーも大である。したがって、これによる電子機器への誘導障害も大きく、また放電が人体を通して生じた場合には、人体に有害な電撃を与える。更に、この放電路に着火性のガスが存在すると(例えば燃料タンクの中や近傍で放電した場合)、これへの点火源となって、火災や爆発などの災害を生ずることがある。したがって、金属構造物は、絶縁状態に置かれないように接地する必要がある。
(5)誘導ノイズ障害の防止
 電子機器などへの誘導ノイズには、静電結合ノイズと電磁誘導ノイズがある。前者は、機器の入出力信号ケーブルと周囲の電気回路との静電容量結合によって、その信号ケーブルに発生するノイズである。後者は、機器の入出力信号ケーブルが周囲の電気回路によって生じる磁束の変化により、その信号ケーブルに発生するノイズである。
 これらの誘導ノイズ障害の防止に対しては、信号ケーブルの遮蔽と接地が重要である。
(6)輻射ノイズ障害の防止
 輻射ノイズ障害は、ノイズが電磁波として空中伝搬して電子機器などに障害を与えるもので、無線機器からの発射電波、高調波成分を含んだ大電流回路(サイリスタ利用回路など)などからの漏えい電磁波、直流機のブラシや静電気のスパークなどによる電磁波が空中伝搬してくるものである。
 FRP船は船体そのものに遮蔽効果がないため、電子機器自体あるいはその設置場所全体を遮蔽し、設置する必要がある。特に無線機器の場合には、機器の接地線も空中線の一部として作用して、電波の伝導や輻射をするので注意を要する。
(7)無線機器における接地
 FRP船の無線機器は、長い接地線によって船底部の外板に設けられた接地銅板に導かれ海水に接地している。このため、接地線は、空中線として働き、電波の発射や受信に障害を生ずる。したがって、この接地線には銅帯を用いるなどインピーダンスをできるだけ小さくする必要がある。
 
10.3.2 接地に関する諸規則
 上述したように船舶、特にFRP船における電気、電子機器の接地は重要である。このため、各国の国家規則や船級協会規則では、接地に関する諸要求を定めている。次に各規則類における共通の項目について述べる。
(1)電気機器の接地
 人が触れるおそれのある非導電金属部の接地が要求されている。固定機器の場合には接地線により、移動機器の場合にはキャブタイヤコードによって接地する。規則によっては接地線のサイズを規定しているものもある。
(2)ケーブルの接地
 ケーブルの金属被覆を接地することが要求されている。また、金属被覆の電気的な連続性を要求している規則もある。
(3)一般金属部の接地
 特にFRP船に関連した規則では、静電気や電磁誘導等によって帯電するおそれのある金属製の構造物などの接地を要求している。
 また、金属製の燃料油タンクや燃料管及びFRP製の燃料タンクの金属付着品などの接続と接地を要求している。
(4)避雷針
 非導電材製のマストのマストトップには避雷針を装備することを要求し、避雷導体のサイズや抵抗値についても規定している。







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