故障のある電気設備で発生する可能性がある2つの主要な危険は何ですか

電気設備の故障は、以下の2つの主要な危険を引き起こす可能性があります。

I. 電気ショックの危険

直接接触による電気ショック

電気設備が故障した場合、例えば絶縁が損傷して配線が露出している場合、人が誤って帯電部分に触れると、直接接触による電気ショックが発生します。たとえば、モーターの絶縁が破れてモーターケースが帯電しており、オペレータがケースに触れると、電流が人体を通って接地するため、電気ショック事故が発生します。

この種の電気ショックでは、人体が通常動作中に帯電している部分と直接接触します。電流の経路は通常、人体の接触点から体を通って接地または他の低電位の場所へと流れます。危険度は、接触電圧、人体抵抗、および人体を通る電流の経路などの要因によって異なります。一般的に、通過する商用周波数の電流が10mAを超えると、人体の筋肉が痙攣し、帯電体から離れにくくなります。電流が数十ミリアンペアになると、呼吸麻痺や心臓停止を引き起こす可能性があります。

間接接触による電気ショック

これは、電気設備の故障により露出した導電部が帯電することで引き起こされる電気ショックです。たとえば、設備のある相の絶縁が損傷して金属製の設備ケースが帯電すると、人がその帯電したケースに触れると、間接接触による電気ショックが発生します。

この種の電気ショックでは、人体が通常は帯電していない部分と接触します。電気設備の故障により、これらの部分が帯電します。通常、障害電流が接地装置などを通じて元々安全な部分（設備のケースなど）を帯電させるため、接触後、人体が電流の経路の一部になります。TTシステム（電源の中性点が直接接地され、電気設備の露出導電部が個別に接地されているシステム）の場合、設備で接地障害が発生すると、保護接地抵抗と人体抵抗を通じて障害電流が回路を形成し、人体に危害を及ぼします。

II. 火災の危険

過負荷と発熱による火災

電気設備が故障した場合、例えばショートサーキットや過負荷が発生すると、過大な電流が流れます。ジュールの法則（Q = I²Rt、ここでQは熱、Iは電流、Rは抵抗、tは時間）によれば、電流が電気設備の導体部分を通過すると、大量の熱が発生します。

たとえば、ワイヤーが劣化し絶縁性能が低下した回路に多くの電気器具を接続すると、過負荷が発生します。過大な電流によりワイヤーが熱くなり、熱が十分に放出されない場合、ワイヤーの温度は上昇し続けます。温度が周囲の可燃物の着火点に達すると、火災が発生します。一般に、ワイヤーの絶縁材であるポリ塩化ビニルは高温で軟化し分解し、さらに火災リスクが高まります。

アークと電火花による火災

電気設備の故障によりアークや電火花が発生する可能性があります。たとえば、スイッチング設備の接点を開閉する際に、接点が良好に接触していないとアークが発生しやすいです。また、摩耗や接触不良などの理由で、モーターのブラシと整流子間に電火花が発生することもあります。

アークと電火花は非常に高温であり、瞬時に周囲の可燃物を着火させることができます。たとえば、可燃性ガスや粉塵を含む環境では、これらのアークや電火花が爆発や火災を引き起こす可能性があります。さらに、一度火災が発生すると、電気設備内のプラスチックやゴムなどの絶縁材料が燃えて有害なガスを発生し、生命安全をさらに脅かします。