接地側電線は、なぜ検電できないのでしょうか？

Question

電気工事士初級者です。新築・改修ともにやってます。

ちょっと疑問に思った点があったので、教えていただければありがたいです。

○接地側電線は、なぜ検電できないのでしょうか
　機器を接続して、通電し動作している状態で、検電すると非接地線（+黒）しか、反応しませんよね。今まで当然だと考えていたのですが、よくよく考えると不思議です。
　通電している状態では、接地線（－白）にも電圧・電流が存在する（交流での+-）はずなのに何故なのでしょうか。

○上記に関連して
　単三回路はN相が接地されており、対地電圧は当然0Vですが、大方の場合不平衡で、電流は流れていますよね。（実際によくクランプで測定します）
　つまりどれかの回路の－には、電圧も電流も存在するはずだと思うのですが、未だかつて検出したことがありません。何故なのでしょうか。

○さらに
　片切スイッチは、開状態で機器に電圧をかけない為に、非接地線に接続しますよね。実際、開状態では、機器をテスタで測定しても0Vです。
　でもこれは直流ならば理解できますが、交流の場合、－からも（機器に）電圧・電流がかかるのではないか？と思うですが、実際そんなことはありません。何故なのでしょうか？
　（単相200Vを片切SWで切ると、機器に電圧がかかったままなのは、確認しました。当然かもしれませんが）

※　おそらく僕が「交流電源」について、正確に理解していないのが、原因と思いますが、どこを誤解しているのか、指摘していただけたら有難いです。

・交流電源は、電圧・電流が交番する・・・・２線は、＋→－、－→＋と周波数によって電圧・電流の方向が変わる。

と理解していたのですが、

・－は常に0V（圧力無し）であり、＋が＋100V～－100Vに変動する。・・・・つまり圧力（例えれば給気と排気）は、＋側にしか存在しない。
　（イメージとしては、一本のホースの片側をふさぎ、もう片方にコンプレッサーで給気と排気を繰り返している状態）

こんな感じなのでしょうか。これにしても－側に何らかの圧を検出できると思うのですが・・・・

ちなみに使用している検電器は、三和電気KD1です。他の検電器でも同じでした。

いろいろな上司や先輩に質問してみたのですが、誰からも明確な返答が無かったので、こちらで質問させていただきました。
　　よろしくお願いいたします。

teppou · Accepted Answer

N相に電流が流れているのに、検電器が反応しないのはなぜか。

一般住宅などで電流が流れている状態で、N相電線と近くの接地端子など確実に接地されている金属の間の電圧を測ると、1A当たり0.1V程度（屋外電線の長さによる）の電圧があることがわかります。
　つまりN相の電圧は、その程度なので検電器は反応しないのです。

N相の電線は、柱状トランスで接地されています。住宅内で測定されるN相と大地間の電圧は、住宅と電柱の間の導線の抵抗に発生する電圧です。わずかなものです。
　検電器というものは、電圧相と大地間の100Vの電圧により静電容量を通じて流れる微小な電流を感知するようにできています。
　つまり100Vの電圧がかからなければ反応しません。

片切スイッチの御質問も同様で、電圧というのは2点間の電位差のことで、どことどこの間の電圧を測っているのかよく考えてみてください。
　交流は電流・電圧の方向が変わるのですが、2点間の電圧ということは同じです。

fuefuki-douji · Answer

すでに適切な回答もありますが、まとめると次のようになります。

(1)単相３線式で不平衡回路では、不平衡の差分の電流は、中性線（接地側電線であって、接地線ではない）に流れる。

(2)検電器は電位差を検知する。

(3)一般に、接地側電線（中性線）に不平衡の差分の電流が流れても、電線の抵抗が小さく、したがって電圧降下が少ないため、対地電位差が小さく、検電器が検知できないことが多い。

(4)接地側電線が細い場合（したがって抵抗が大きい）や、不平衡の差分の電流が大きい場合は、電圧降下が大きく、したがって対地電圧が大きくなって、検電器が検知することとなる。
この場合、検電する位置が、接地線に近い接地側電線である場合は、電圧降下が少ない位置となり、対地電圧が小さいので検電できないことがある。

ということだと思います。

koikoiarare · Answer

分かりにくいかも知れませんが、マンガを書きました。
縦軸が電圧で接地点(横軸と交差した点)は０Vです。
そして左側が電源トランス、右側が負荷、中間は電線類です。

電源のＲ（Ｔ）相を出た電流は電線を通る間に僅かにその電圧を落としながら負荷に到達します。
負荷でほぼ０Ｖになりますが、僅かに電圧は存在し接地側電線を通りＮ相へ戻ります。
この間、回路を流れる電流は何処で測っても同じ値を示します（漏電は無いものとする）。

電線部分が斜めになっているのは、電線の電圧降下で必ずしも直線ではなく、
電線の太さ等によって傾斜度は変わります。

検電器は大地間との電位差を検知するので、反応するのは電位差の高い非接地側のみになると言う訳です。

交流ですから縦軸の電圧は常に変化し、マンガが＋の最大値とすれば、電圧は徐々に減っていき
やがてマイナス側になります、変化するのは非接地側のみで、接地側は変化しません。
その電圧の変化を時間軸に沿って図にすると、よく見かける交流の波形図となります。

nekonynan · Answer

単三回路のN相で、不平衡電流（大きい盤ですと4A程度は普通）が流れている時点で、よく理解できないのです。

（低圧用）検電器を使うのは、電気が流れてない状態なので・・・そうなるの・・・