変電所の接地設計を行う場合，設計基礎データとして建設予定地の面積，土壌固有抵抗と予想最大接地電流が明確にされると，それに伴って具体的に設計を進めることができる。
変電所の接地の目的
系統接地
高圧又は特別高圧電路と低圧電路を結合する変圧器において，混触によって発生する低圧電路の災害を防止する接地である。
避雷器（雷害防止用）接地
直撃雷や誘導雷によって発生する雷電流を安全に大地へ放流するための接地である。雷電流は継続時間は短いが，接地電流としては最大級であり，雷防止用接地として架空地線の設置があり，大小各種避雷器の接地も雷害防止用接地に含まれる。
機器接地（金属製外箱等の接地）
電気機器の絶縁が何らかの原因で劣化すると，内部の充電部分から外部の露出非充電金属部分に異常電圧が発生し，感電する危険があり，感電防止を図るための接地である。
雑音（ノイズ）対策用接地
雑音の侵入によって，電子機器装置が誤動作したり通信品質が低下することを防止するため，さらに，電子機器装置から発生する高周波エネルギーが外部に漏えいして，他の機器に障害を与えぬようにするための接地である。
（参考）発変電所及び地中送電線の耐雷設計ガイド（2011年改訂版）
「発変電所及び地中送電線の耐雷設計ガイド（2011年改訂版）」において，発変電所の接地の目的は次表のように整理されている。
| No. | 目的 | 説明 |
|---|---|---|
| 1 | 雷害防止の接地 | 雷撃電流を安全に大地へ放電させることによる，対地電位上昇による人身災害や機器事故の防止 |
| 2 | 機器接地 | 地絡電流を完全に大地へ放電させることによる，対地電位上昇による人身災害や機器事故の防止，電気回路からの誘導，混触などによる感電災害の防止 |
| 3 | 地絡検出用の接地 | 電路に地絡が生じたとき，保護継電装置の動作電流を確保し，故障箇所の切離しをはかる |
| 4 | 二次低圧回路接地 | 高圧と低圧の混触により発生する二次側電路の災害防止 |
| 5 | 雑音対策用の接地 | 外来の雑音の侵入防止および内部雑音の外部への漏えいの防止 |
| 6 | 等電位化用の接地 | 人間が接触する可能性のある金属部分の電位差の発生の防止 |
| 7 | 機能用の接地 | 電気防食，基準点電位等，設備の機能上必要な接地 |
| 8 | 静電気障害防止の接地 | 静電気の蓄積による人体および機器障害の防止 |
| 9 | 作業用接地 | 停電作業時の充電回路からの誘導，混触等による感電災害の防止 |
変電所の接地設計
変電所の接地設計においては，人体にかかる歩幅電圧及び接触電圧を考慮する必要がある。
歩幅電圧及び接触電圧ともわが国では，100 ～ 150 [V] が目安とされている。
歩幅電圧
接地極に大電流（事故電流）が流れるとき，大地の電位の傾きにより地表面の 2 点間に電位差が生じる。
これにより人体の両足間に加わる電圧をいう。
接触電圧
接地極に大電流（事故電流）が流れるとき，大地の電位の傾きにより，接地した物体とその物体と少し離れた地表面との間に電位差が生じ，接地した物体に人体が接触した場合に人体に加わる電圧をいう。
一般に接触電圧は，接地系に接続された構造物とそれから 1 [m] 離れた地表面の電位差で評価される。
砂利層の効果
歩幅電圧又は接触電圧が許容値を若干超えてしまう場合，対策として，取り扱われる機器の周囲の地表の砂利層を厚くすることがある。
砂利層を厚くすることで，足の大地との抵抗を大きくすることができるため，歩幅電圧と接触電圧の許容値を大きくすることができる。
交流電圧降下法を用いた接地網の接地抵抗測定
低い接地抵抗が要求される変電所の接地網の接地抵抗の測定は，交流電圧降下法によって行われる。
交流電圧降下法の測定に際して，留意すべき事項は以下のとおり。
- 電圧回路への誘起電圧を低減するため，電流回路は電圧回路と 90 deg 以上の交差角をとる。
- 電流回路の電源が 1 線または中性点を接地している場合は，必ず絶縁変圧器によって電流を電源回路から絶縁する。
- 電流回路の電流値は，なるべく大きくする。
- 電圧補助電極の抵抗による誤差を避けるため高インピーダンス電圧計を使用する。
- 接地抵抗値は，電圧回路および電流回路と接地網の接続点をいくつか変えて測定し，それらの平均値を求めるようにする。
参考文献
- 発変電所及び地中送電線の耐雷設計ガイド（2011年改訂版）
- 平成28年度 第二種 電気主任技術者 二次試験 電力・管理 問5「変電所の接地」
- 平成21年度 第二種 電気主任技術者 二次試験 電力・管理 問3「変電所の接地設計」
- 平成16年度 第一種 電気主任技術者 二次試験 電力・管理 問5「変電所の接地」
- 平成15年度 第二種 電気主任技術者 二次試験 電力・管理 問3「交流電圧降下法を用いた接地網の接地抵抗測定」
更新履歴
- 2022年10月24日 新規作成
- 2022年12月13日 参考文献に「発変電所及び地中送電線の耐雷設計ガイド（2011年改訂版）」「平成16年度 第一種 電気主任技術者 二次試験 電力・管理 問5」を追加
