平鋼棒は建物の電気接地システムに使用できますか？

2026-03-02 14:43:01

平鋼棒を接地に使用する際のNEC適合性および規程受容

NEC第250.52条および第250.64条：平鋼棒が接地極または接地導体として認められる条件

米国国家電気規程（NEC）では、平鋼棒を含む接地システムについて、寸法、材料、設置方法に関する特定の基準が定められています。例えば、第250.52(A)(7)条では、低炭素鋼製の平鋼棒を凍結線より上または下の水平位置に設置した場合、これを接地極として認めています。これらの平鋼棒を接地導体として使用する場合、第250.64条では、機械的保護、サイズ、および部品の状態に関する要件が規定されています。これらの要件を遵守しないと、接地システムのインピーダンスが40～70％増加する可能性があります。この増加は、地絡検出機能の不具合や機器の故障など、さまざまな問題を引き起こす原因となります。これが、『NECハンドブック2023年版』が電気技術者に対して詳細な解説を提供する主な理由です。

NEC表250.66に基づく最小サイズ要件：平鋼棒の寸法、厚さ、埋設深さ

被覆鋼棒は、亜鉛めっき後の所定寸法を満たす必要があります。被覆の損失により、鋼材の断面積が安全基準を下回ってはなりません。土壌のpH値が5.0未満の地域では、薄肉鋼棒の腐食速度が、IEEE Std. 80-2023に規定される標準鋼棒と比較して約3倍速くなります。この加速された腐食は、システム内の故障電流管理において危険な要因となります。また、地盤が岩盤質で完全埋設が困難な地域では、現場作業員は、より耐食性の高い層の追加設置、追加接地工事など、講じたすべての追加措置を文書化しなければなりません。これらの追加措置は、管轄権を有する当局（Authority Having Jurisdiction）の承認を得る必要があります。

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接地用途向け平鋼棒の耐食性および寿命

熱浸漬亜鉛めっき（HDG）平鋼棒：ASTM A123規格準拠、通常の土壌における耐食寿命は30～50年

ASTM A123規格に準拠した熱浸镀锌鋼帯を用いた接地システムは、さまざまな現地試験において良好な性能を発揮しています。亜鉛被膜は土壌腐食に対するバリアとして機能し、まず自身が腐食を受けることで下地の鋼材を保護します。独立した試験結果によると、これらの被膜の厚さは少なくとも85マイクロメートルあり、これはpH 5.5～8.0、抵抗率1,000オーム・センチメートル以上の土壌環境において30～50年の耐久性を確保するための所定厚さです。極限条件におけるマトリクステストの結果では、この材料が塩水噴霧試験（相当時間1,500時間）後も構造的に完全な状態を維持しており、これは沿岸部での約20年間の暴露に相当します。このような熱浸镀锌鋼帯を適切に施工することで、接地システムはその全寿命にわたり25オーム未満の接地抵抗を維持でき、安全基準IEEE 80の要求事項を満たします。

裸鋼帯および亜鉛めっき鋼帯の沿岸地域および乾燥地域における劣化

定常的な接地インフラは、接地システムにおける腐食をはじめとする環境ストレス要因にさらされます。湿気や温度変動などのストレス要因および腐食により、亜鉛めっきの重要性がますます高まっています。

沿岸地域および乾燥地域

塩素イオン、湿気、および温度変動の影響により、沿岸地域では保護されていない鋼材が年間約1.5 mmの速度で錆びていきます。一方、乾燥地域では、コーティング（亜鉛）の損失が15％未満の場合、30年以上の耐久性が期待されます。また、亜鉛めっき（コーティング）された鋼材は、乾燥地域において約30年の寿命が見込まれます。

無処理の鋼材表面は最終的に点状腐食（ピッティング）を起こします。無コーティングの鋼材は、コーティングされた鋼材よりもはるかに速くピッティングを起こします。亜鉛めっき（亜鉛コーティング）鋼材は、約10年経過後でも導電性の約98％を維持します。

複数の地理的地域にわたるさまざまな植生および土壌条件に関する試験結果から、エンジニアが仮定した「亜鉛めっき被覆は過酷な条件下における金属部品の寿命を2倍から3倍に延長する」という考え方が正しいことが確認されています。

これは、保守作業の手間をかけずに、安全規制への適合性を確保するための信頼性の高い電気接続および電気システムにとって重要です。

建物の接地システムにおける平鋼棒の使用

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住宅および商業用用途：メインボンディングジャンパー、アースバスバー、および接地極相互接続

平鋼棒は、機械的強度が高く、端末処理が容易で、ほとんどの代替品よりも安価であるため、実質的にあらゆる種類の建設工事で使用されています。住宅建設では、サービス設備と接地極を接続する主な等電位ボンディングジャンパーとしてよく用いられます。これは、IEEE 142規格で定められた25オームという接地抵抗目標を達成するために複数の接地棒が必要となる場合に特に重要です。商業施設では、平鋼棒の扁平形状が、開閉装置や分電盤内の接地用バスバーとして機能するのに有効です。また、この扁平形状により、電気技術者は狭い場所にも平鋼棒を設置でき、多数の接地接続が求められる箇所においても必要な接地用バスバー面積を確保できます。さらに、平鋼棒は、各種接地極（例：接地棒、コンクリート埋込型Ufer接地、および一部の人々が「旧式接地」と呼ぶ金属製給水管など）を相互に接続する用途にも適しています。これらの接地極を相互接続することにより、電気技術者によって一般的に「低インピーダンス」システムと呼ばれる状態が実現され、個別に扱うよりもはるかに優れた接地性能が得られます。

認定機関（AHJ）との調整、低インピーダンス接続の確保、および機械的損傷の防止

開始するにあたって、いくつかの基本事項があります。NEC（米国国家電気規程）をガイドラインとして、深さ750mm（30インチ）以下の位置に露出した平鋼棒を設置します。これにより、誤った掘削による影響を最小限に抑え、また鋼棒の温度変化による問題を防止できます。電極、バスバー、その他の機器への接続には、UL認定ラグやエクソサーミック溶接など、規格で承認されたコネクタのみを使用してください。これらのコネクタは電気的および熱的な連続性を確保し、抵抗を低減します。通常範囲を超える土壌条件では、溶融亜鉛めっき（ホットディップ・ガルバナイジング）が必須となります。特に、土壌のpHが5.0未満または10.0を超える場合、あるいは土壌抵抗率が1,000オーム・cm未満の場合には、ASTM A123規格への適合を確保するために、溶融亜鉛めっきが義務付けられます。また、管轄当局（AHJ：Authority Having Jurisdiction）に事前に連絡し、プロジェクト現場において湿潤環境、沿岸地域、あるいは化学的に腐食性の高い土壌などの特殊な条件が適用されるかどうかを確認することも推奨されます。こうした条件では、追加の試験、被覆処理、および／または品質管理措置が必要となる場合があります。