メタル・ケーブル・グランドの適切なアースとボンディングの方法

不適切な接地による電気障害は、プロジェクトを台無しにし、機器を損傷し、エンジニアが直面したくない安全上の危険を生じさせます。金属製ケーブルグランドを使用した不適切な接地方法は、以下を引き起こす可能性があります。 電磁妨害¹, 工業施設では、機器の故障や電気火災も発生する。.

メタルケーブルグランドで適切な接地とボンディングを行うには、ねじ接続を通して連続的な電気経路を確立し、導電性シーリングワッシャーを使用し、適切なトルク仕様を適用し、グランド本体とエンクロージャ間の金属間接触を維持し、効果的な故障電流の流れとEMI保護を確保する必要があります。. これにより、機器と人員の両方を保護する信頼性の高い電気安全システムが構築される。.

つい先週、ロッテルダムにある石油化学施設の上級電気エンジニア、マーカスから不満の電話があった。彼らの新しい制御盤の設置で、断続的な故障とEMIの問題が発生していたのだ。調査の結果、彼らの請負業者が適切なボンディングワッシャーを使わずに真鍮製のケーブルグランドを取り付けたため、電気的な不連続が生じ、接地システム全体が危険にさらされていることがわかりました。これはまさに、適切な接地技術が防ぐべき、コストのかかるミスの一種です😉。

目次

• メタル・ケーブル・グランドの適切な接地に不可欠な部品とは？
• 信頼できる電気的連続性を確立するには？
• 効果的な接着のための重要な施工ステップとは？
• 接地性能のテストと検証はどのように行いますか？
• 避けるべきミスとは？
• メタルケーブルグランド接地に関するFAQ

メタル・ケーブル・グランドの適切な接地に不可欠な部品とは？

効果的な接地に必要な主要コンポーネントを理解することで、設置が安全性と性能基準を満たしていることを確認できます。.

金属製ケーブルグランドで適切な接地を行うために不可欠な構成要素には、金属製グランド本体（真鍮またはステンレス鋼）、導電性シーリングワッシャー、ボンディングワッシャーまたはジャンパー、適切なねじ係合、およびケーブルアーマーからグランドを通ってエンクロージャーに至る連続的な電気経路を作る清潔な金属同士の接触面が含まれる。.

コア・アース・コンポーネント

メタル・グランド・ボディの材質：

• 真鍮製ケーブルグランド:導電性に優れ、ほとんどの用途でコストパフォーマンスに優れる。
• ステンレス鋼ケーブルグランド:耐食性に優れ、過酷な環境に最適
• ニッケルメッキ真鍮:導電性を維持したまま耐久性を向上

重要なシーリングと接着要素

コンポーネント	機能	素材オプション
シーリング・ウォッシャー	一次シール＋導電性	金属インサート付きNBR、導電性EPDM
ボンディング・ウォッシャー	電気的導通の確保	ステンレス、真鍮、銅
ロックナット	機械的保持＋接着	グランド本体と同素材
アースタグ	外部接地点	真鍮、ステンレススチール、M4/M5スタッド付き

接地用ネジ仕様

メートルねじ（ISO規格）：

• M12、M16、M20、M25、M32、M40、M50、M63
• ファインピッチのスレッドにより電気的接触が向上
• 最低5回の全ねじ込みが必要

NPTネジ（米国規格）：

• 1/2インチ、3/4インチ、1インチ、1-1/4インチ、1-1/2インチ、2インチ
• テーパーデザインが金属と金属を密封
• スレッドコンパウンドは導電性でなければならない

ケーブルアーマー互換性

アーマード・ケーブルの要件：

• スチールワイヤーアーマー（SWA）が接地経路を提供
• アルミ製アーマーには特別な配慮が必要
• 編組シールドケーブルには適切な終端処理が必要
• アーマーはグランドクランプ機構に接触しなければならない

Beptoでは、精密に加工されたネジ山を持つ真鍮およびステンレス鋼ケーブルグランドを製造し、導電性シーリングワッシャーを標準装備しています。ISO9001認証取得の製造により、すべてのロットで一貫した電気的性能を保証します。.

信頼できる電気的連続性を確立するには？

信頼できる電気的導通を確保するには、接触面、材料の適合性、適切な組み立て技術に注意を払う必要があります。.

信頼できる 導通² を防ぐために互換性のある材料を使用し、すべての接地コンポーネント間のきれいな金属間接触を確保することによって確立されます。 ガルバニック腐食³, 接触圧を維持するために適切なトルクをかけること、ねじ接続と専用ボンディング導体の両方を通して冗長な接地経路を作ること。.

表面処理の要件

接触面のクリーニング：

• ネジ山に付着した塗料、コーティング、酸化物の除去
• 下準備にはワイヤーブラシまたは研磨パッドを使用する。
• 腐食を防ぐために導電性グリースを塗布する
• エンクロージャのノックアウト穴が適切にバリ取りされていることを確認します。

スレッドの準備

• オネジとメネジの両方を十分に洗浄する。
• 焼付き防止剤（導電性タイプ）を塗布する。
• ネジ山の損傷や変形をチェックする
• 適切なスレッドピッチの適合性を確認する

材料適合性マトリックス

グランド材質	エンクロージャー素材	互換性	備考
真鍮	スチール	素晴らしい	標準的な工業用コンビネーション
真鍮	アルミニウム	注意	必要に応じて絶縁ワッシャーを使用する。
ステンレス鋼	スチール	素晴らしい	ガルバニック腐食を防ぐ
ステンレス鋼	アルミニウム	グッド	最小ガルバニック電位

電気接点の最適化

トルク仕様⁴:

• M12-M16: 15-20 Nm
• M20-M25: 25-35 Nm
• M32-M40: 40-55 Nm
• M50-M63: 60-80 Nm

接触圧力の要因：

• ワッシャーの圧縮により気密性を確保
• ねじ係合が機械的応力を分散
• 適切なトルクで振動による緩みを防止
• トルクのかけすぎは、ねじ山を損傷し、接触を減少させる。

冗長接地技術

一次接地経路：
貫通ネジ接続とシーリングワッシャーの接触

二次接地経路：
グランドアースタグから筐体接地点までの専用ボンディング導線

ケーブルアーマー接地：
ケーブルアーマーからグランドクランプ機構への直接接続

ロッテルダムのマーカスは、この教訓を苦労して学んだ。彼の設置を分析したところ、塗装された筐体表面が適切な電気的接触を妨げていることがわかりました。接触部分を清掃し、導電性ワッシャーを取り付けたところ、彼のEMI問題は完全に解消した。.

効果的な接着のための重要な施工ステップとは？

適切な設置手順に従うことで、信頼できる接地性能と長期的な電気的完全性が保証されます。.

効果的な接合のための重要な設置手順には、表面処理、部品の適切な順序付け、段階的なトルクの適用、各段階での導通試験、および設置に通電する前の完全な接地システムの最終確認が含まれます。.

設置前の準備

ステップ1：敷地評価

• エンクロージャの接地システムの完全性を確認する
• 地域の電気工事規定と規格を確認する
• 環境要因の特定（湿気、化学物質、温度）
• ケーブル配線とグランド位置の計画

ステップ2：部品検査

• グランド材料の仕様を確認する
• スレッドの状態と互換性をチェックする
• シーリングワッシャーに損傷がないか点検する。
• 適切なケーブルアーマータイプを確認する

インストレーション・シーケンス・プロトコル

第1段階：エンクロージャーの準備

1. ノックアウトホールを完全に清掃する
2. 接触部分の塗料/コーティングを取り除く
3. 穴の縁をバリ取りして切断を防ぐ
4. 導電性グリースを薄く塗る

第2段階：グランド組み立て

1. グランドボディにシーリングワッシャーを取り付ける
2. エンクロージャの壁からグランドを挿入する
3. ボンディングワッシャーをエンクロージャーに当てる
4. ネジロックナットを指で締める

フェーズ3：ケーブル敷設

1. アーマーを適切に露出させるためにケーブルをストリップする
2. ケーブルをグランド・アセンブリに通す
3. アーマーがクランプ機構に接触していることを確認する
4. 適切なストレインリリーフのためにケーブルの位置を調整する

トルク応用戦略

プログレッシブ・トルク方式：

• 初回規定トルク：25%
• 中級:規定トルクの50%
• 決勝:規定トルクの100%
• 検証:24時間後に再チェック

複数のグランドのトルクパターン：

• パネル設置の場合は星型に締める
• 熱膨張/収縮を許容する
• 初期沈下期間後の再トルク

品質管理のチェックポイント

インストール中：

• 各主要組立工程後の導通テスト
• 接触面の目視検査
• 校正ツールによるトルク検証
• 読書と観察の記録

設置後：

• 完全なシステム導通テスト
• 絶縁抵抗測定
• 地絡ループ・インピーダンス試験
• EMI性能の検証（必要な場合

環境への配慮

屋外設置：

• 沿岸地域では、海洋グレードのステンレスを使用する
• 追加の腐食保護を施す
• 熱サイクルの影響を考慮した計画
• ケーブル・ジャケットの紫外線暴露を考慮する

危険な場所：

• ATEX/IECEx認証要件の確認
• 防爆定格のグランドを使用する
• ゾーンごとの設置方法に従う
• 検査のためのコンプライアンス文書

サウジアラビアの風力発電所のプロジェクトマネージャーであるアーメッド氏は、当初、200基以上のタービン設置における接地の一貫性に苦労していました。当社の体系的な設置プロトコルを導入し、技術者に適切なトルクシーケンスをトレーニングすることで、100%のファーストパス導通テストを達成し、コストのかかる手戻りをなくすことができました。.

接地性能のテストと検証はどのように行いますか？

適切な試験と検証により、接地システムが安全要件を満たし、長期間にわたって確実に機能することが保証されます。.

接地性能のテストと検証には、ケーブルアーマーと筐体間の導通測定が必要です、, 地絡ループインピーダンス⁵ 試験、絶縁抵抗の検証、および定期的な再試験を実施し、長期的なシステムの完全性と電気安全規格への準拠を保証します。.

必要不可欠な検査機器

基本的なテストツール：

• デジタル・マルチメーター（最小0.1オームの分解能）
• 地絡ループ・インピーダンス・テスター
• 絶縁抵抗計（500V/1000V）
• トルクレンチ（校正済み）

高度な試験装置：

• 接地抵抗計
• 電力品質アナライザー
• EMI/EMC試験装置
• 赤外線カメラ

継続試験の手順

点から点への継続性：

• ケーブルアーマーとグランド本体<0.1オーム
• グランド本体対エンクロージャー<0.1オーム
• エンド・ツー・エンド・システム<0.5オーム
• テスト電流：最小200mA

テストの順序

1. すべての回路の通電を完全に切る
2. ケーブルアーマーとグランド本体の間のテスト
3. グランドスレッドとエンクロージャーの間のテスト
4. アーマーからメイン・グラウンドまでの完全な経路をテストする
5. すべての測定値を場所の参照とともに記録する

漏電ループインピーダンス

許容される値：

• 低電圧システム<1.0Ω（代表値
• 産業用システム：<0.5Ωが望ましい
• 重要なシステム：<0.2Ωが必要
• 危険な場所：規定要件による

試験方法：

• 校正済みループ・インピーダンス・テスターを使用する
• 最大故障電流条件でのテスト
• 保護装置の調整を確認する
• 負荷条件下でのチェック

絶縁抵抗の検証

テスト電圧：

• 500Vまでのシステム用
• システム用1000V 500V-1000V
• 高電圧アプリケーション用2500V

最低許容値：

• 新規設置：>100MΩ以上
• 既存のシステム>10 MΩ
• 湿潤/湿潤条件>1 MΩ以上

定期試験要件

最初のコミッショニング：

• 通電前の完全なシステムテスト
• すべての検査結果の文書化
• 設計仕様との比較
• 有資格者によるサインオフ

定期的なメンテナンス：

• 年次継続性検証
• 2年ごとのトルク点検
• 6ヶ月ごとの目視検査
• パフォーマンス上の問題が発生した場合のEMIテスト

ドキュメンテーションとコンプライアンス

必要な記録

• 校正日が記載された試験証明書
• グランド位置付き設置図
• 材料証明書および仕様書
• 整備記録と点検報告書

規制遵守：

• 電気設備用 IEC 61936
• IEEE142の接地方法
• 現地の電気コードと規格
• 業界固有の要件（ATEXなど）

よくある問題のトラブルシューティング

高抵抗値：

• ねじのかみ合い深さをチェックする
• ワッシャーの圧縮を確認する
• 腐食や汚染の有無
• 適切な材料適合性の確認

断続的な継続：

• 振動の影響を調査
• 熱サイクルによるダメージをチェック
• 適切なトルク保持を確認する
• 機械的ストレス要因を考慮する

Beptoでは、ケーブルグランドの設置に包括的な試験プロトコルを提供しています。当社の技術サポートチームは、様々な業界に特化した試験チェックリストを作成し、お客様が一貫した結果を達成し、安全規格への準拠を維持できるよう支援しています。.

避けるべきミスとは？

一般的な接地の間違いを理解し、回避することで、コストのかかる故障を防ぎ、信頼性の高い電気安全性能を確保します。.

避けるべき一般的な間違いには、非導電性ワッシャーの使用、不適切な表面処理、不適切なトルクの適用、互換性のない材料の混合、定期的なメンテナンスの怠り、システム通電前の導通テストの怠りなどがあり、これらはすべて接地の有効性を損ない、安全上の危険を引き起こす可能性がある。.

クリティカル・インストール・エラー

素材選びの間違い：

• 導電性タイプではなくナイロンワッシャーの使用
• 隔離せずに異種金属を混合する
• 誤ったスレッド仕様の選択
• 環境適合性要件の無視

表面処理の失敗：

• 接触面に塗料を残す
• ねじ山の洗浄が不十分
• 酸化膜の除去に失敗
• 非導電性スレッドコンパウンドの使用

組み立てとトルクの誤差

トルク不足の結果：

• 電気接触抵抗が低い
• 振動による機械的な緩み
• 不十分なシーリングによる水の浸入
• 断続的な接地性能

オーバートルクの問題：

• ネジ山の損傷とカジリ
• ウォッシャーの破砕と変形
• 応力集中と亀裂
• 将来のメンテナンスが困難

テストと検証の監督

不十分なテスト：

• 連続性測定のスキップ
• 不適切な試験装置の使用
• 設置時のみのテスト
• 結果を文書化しない

書類の不備：

• 材料証明書の紛失
• 不完全な設置記録
• メンテナンス・スケジュールなし
• 検査手順の欠席

長期メンテナンスの怠慢

定期検査の失敗：

• トルク保持チェックを無視する
• 腐食発生の欠落
• 機械的損傷の見落とし
• 予防保全の遅れ

環境要因の無知：

• 腐食の影響の過小評価
• 熱サイクルストレスの無視
• 振動による緩みがないこと
• 化学的適合性の軽視

よくあるミスがコストに与える影響

ミスの種類	即時コスト	長期コスト	安全リスク
下地処理不良	低い	高い	ミディアム
間違った材料	ミディアム	非常に高い	高い
不十分なテスト	低い	高い	非常に高い
メンテナンスなし	非常に低い	エクストリーム	エクストリーム

予防戦略

設計段階：

• 適切な材料と定格を指定する
• 詳細な設置手順を含む
• メンテナンスのしやすさ
• 環境要因を考慮する

設置段階：

• 技術者に適切な手順を教育する
• 校正された工具や機器を使用する
• 品質管理チェックポイントの実施
• すべての作業を徹底的に文書化する

運用段階：

• メンテナンス・スケジュールの策定
• システム・パフォーマンスの監視
• 経験に基づいて手順を更新する
• スペアパーツの在庫管理

ロッテルダムのマーカスを覚えているだろうか？彼の最初の問題は、接触面の塗装、非導電性ワッシャ、導通テストの未実施という3つの一般的なミスに起因していました。これらの問題を修正し、適切な手順を実施すると、彼の施設は100%接地システムの信頼性を達成しました。.

メタルケーブルグランド接地に関するFAQ

1. EMIの基礎と、それが電気システムにどのような影響を及ぼすかを学ぶ。. ↩

2. 電気的導通の定義と、回路が完全であることを確認するための試験方法を理解する。. ↩

3. ガルバニック系列を探求し、異種金属がどのように相互作用し、腐食を引き起こす可能性があるかを理解する。. ↩

4. ファスナーを正しく締めるためのトルク仕様の重要性を学ぶ。. ↩

5. 電気安全検証のための地絡ループインピーダンス試験の目的と方法を発見する。. ↩