鉄骨アースの罠｜「鉄骨に繋げば安全」という誤解と等電位ボンディングの本当の意味

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「鉄骨造のビルなんだから、鉄骨にアース線を繋いでおけば接地は万全だろう」――現場でこう考えたことのある技術者は少なくないはずだ。実際、電気設備の技術基準の解釈 第18条は、建物の鉄骨など工作物の金属体を接地極として利用すること自体は認めている。しかし条文をよく読むと、これは「繋げば自動的にOK」という話ではない。求められているのは、その鉄骨と大地との間の電気抵抗値が2Ω以下であることの実測、そして系統間の電位差を防ぐ等電位ボンディングという、もう一段階踏み込んだ要件だ。

鉄筋コンクリート造の建物では、柱や梁の鉄筋同士が図面上はつながっていても、施工上の接続不備で電気的な導通が確保されていないことがある。「鉄骨だから低抵抗のはず」という思い込みだけで済ませてしまうと、実測すればD種・B種いずれの基準も満たしていなかった、という事態になりかねない。この記事では、接地工事の基本区分（D種・B種）から、鉄骨を共用接地極として使う際の実務上の注意点、そして落雷時に弱電機器を守る等電位ボンディング、大容量受変電設備で登場する接触電圧・歩幅電圧までを整理する。

この記事でわかること

• 電技解釈第18条が求める「鉄骨を接地極として使う条件」（対地抵抗2Ω以下の実測義務）
• D種接地工事（原則100Ω以下）とB種接地工事（混触防止）の適用対象と抵抗値の根拠
• 等電位ボンディングが落雷時の弱電機器保護になぜ必要なのか
• 接地グリッド設計における接触電圧・歩幅電圧という安全指標の考え方

「鉄骨に繋げば安全」という思い込みの落とし穴

電技解釈第18条は、建物の鉄骨・鉄筋コンクリート造の鉄筋のような「工作物の金属体」を、A種・B種・C種・D種いずれの接地工事の接地極としても利用してよいと定めている。これは新しく接地棒を打設しなくても、既存の建築構造体を活用できるという実務上のメリットがある。

ただし条文が求めているのは次の2点だ。

1. 金属体と大地との間の電気抵抗値が2Ω以下であること（実測値、またはJIS T 1022附属書の計算による）
2. 各金属体間で50Vを超える接触電圧が生じないよう、等電位ボンディングを施すこと

つまり「鉄骨に繋いだ」という接続の事実だけでは要件を満たしたことにはならない。特に注意すべきは鉄筋コンクリート造で、柱・梁の配筋が設計図上は一体でも、施工段階での結束・溶接が不十分だと電気的な導通が確保されていない箇所が生じうる。共用接地極として鉄骨・鉄筋を使う場合は、必ず対地抵抗を実測してから判断する必要がある。

D種接地工事——300V以下の機器に最も広く適用される区分

D種接地工事は300V以下の低圧機器の金属製外箱・配管等に適用される、現場で最も頻繁に登場する接地区分だ（電技解釈第29条）。原則の接地抵抗値は100Ω以下。これは漏電が発生した際に、人体が触れる金属部分の電位（接触電圧）を安全な範囲に抑えるための数値で、接地抵抗が低いほど地絡電流が大地へ逃げやすくなり、人体への電圧分担が小さくなる。

地絡発生から0.5秒以内に自動遮断する漏電遮断器を設置している場合は、500Ω以下まで緩和される。条文が求めているのは遮断時間の条件だけで、遮断器の感度電流までは指定していない点は、実務でも見落とされがちなポイントだ。

B種接地工事——高低圧混触事故から低圧側を守る

B種接地工事は、変圧器の高圧側と低圧側が混触した際に、低圧電路の対地電圧が異常上昇するのを抑えるために施す接地で、変圧器の低圧側中性点または1端子に施工する（電技解釈第17条）。

抵抗値は原則「150 ÷ 高圧側1線地絡電流I〔A〕」で計算する。自動遮断装置が地絡発生後1秒を超え2秒以内に動作する場合は「300 ÷ I」、1秒以内に動作する場合は「600 ÷ I」まで緩和される。分母の1線地絡電流は系統ごとに異なるため、B種の抵抗値は現場ごとに個別計算が必要になる点がD種との大きな違いだ。

等電位ボンディング——落雷が弱電機器を壊す仕組みと対策

建物内に受電用アース・鉄骨アース・避雷針アースといった複数の独立した接地系統が存在する場合、落雷時にはそれぞれの接地点で電位が個別に跳ね上がる。電位は接地抵抗と雷電流の掛け算で決まるため、系統ごとに抵抗値がわずかでも異なれば、瞬間的な電位差が生じる。この電位差を解消しようとする過渡電流が、系統間をまたぐ弱電・通信ケーブルを経由して流れ込み、サーバーやネットワーク機器を破壊する――これが「雷で離れた場所の弱電機器まで壊れる」現象の主な原因だ。

対策となるのが等電位ボンディングで、すべての金属体・接地極を電気的に接続し、系統間の電位差そのものをなくしてしまう考え方だ。電技解釈第18条が工作物の金属体を共用接地とする際にこの措置を要件としているのも、同じ理屈による。SPD（サージ防護デバイス）の設置と接地の等電位化は、片方だけでは効果が限定的で、両方が揃って初めて弱電設備を保護できる。

接触電圧・歩幅電圧——接地グリッド設計で問われる安全指標

変電所やキュービクルなど大容量受変電設備では、単独の接地棒ではなく複数の接地極を網目状に連結した「接地グリッド」を構築する。この設計で評価対象になるのが接触電圧と歩幅電圧だ。

• 接触電圧（Touch Voltage）: 接地された金属構造物に人が触れた際、その構造物と1m離れた地表面との間に生じる電位差
• 歩幅電圧（Step Voltage）: 大地上で1m離れた2点間に生じる電位差

地絡や雷撃で接地系統全体の電位が上昇したとき、この電位差が許容値を超えると、構造物に触れた人や近くを歩いている人が感電する危険がある。接地グリッド設計では、想定される地絡電流・遮断時間・土壌の表層抵抗率をもとに許容接触電圧・歩幅電圧を算出し、それを下回るように接地極の配置間隔やグリッドの網目の細かさを最適化する。国際的にはIEEE Std 80が接地グリッド設計の代表的な参照規格として知られている。