IECの感電保護クラスI・II・III
保護接地、二重絶縁、SELVを区別し、電気機器を安全に選定・接続・確認します。
執筆・技術レビューElectroDesignForge Engineering Team
編集方針を見る📖 概要
保護クラスは、機器が利用者を感電からどう守るかを表します。クラスIは基礎絶縁と保護導体を組み合わせ、クラスIIは保護接地を使わず二重絶縁または強化絶縁に依存します。クラスIIIは安全特別低電圧（SELV）の電源だけで動作します。IP等級、電磁両立性、機器の定格電力を示すものではありません。
保護クラスが重要な理由
絶縁不良によって金属筐体、ねじ、シールド、外装が触れられる危険な部分になる場合があります。保護クラスは、そのような故障による感電を防ぐ二重目の安全策を定めます。
保護クラスは設計・接続された機器に適用されます。設置上の要求に代わるものではありません。過電流保護、自動遮断、等電位ボンディング、漏電保護、ケーブル選定、地域の配線規則なども必要になる場合があります。
| クラス | 故障時の保護原理 | 保護接地（PE） | 代表例 |
|---|---|---|---|
| I | 基礎絶縁と、触れられる導電部のPEへの接続 | 必要な導電部に対して有り | 金属筐体を持つ商用電源機器 |
| II | 二重絶縁または強化絶縁 | 無し | 二重四角形の表示がある充電器、電動工具、絶縁機器 |
| III | SELVからのみ給電 | 感電保護の目的では無し | SELVアダプタで給電する照明器具や玩具 |
製品のクラスは、その製品規格とメーカーの適合性評価によって決まります。筐体の材質、二極プラグ、付属品の記号だけから推測しないでください。
クラスI：絶縁と保護導体
クラスIの機器は、充電部と接触可能な部分の間に基礎絶縁を備えます。故障時に危険となり得る接触可能な導電部は、PE保護導体に接続します。
通常運転時、PEは負荷電流を流すための導体ではありません。活線が筐体に触れると、故障電流は設計された保護経路を流れます。その結果、設備側の保護装置が適用規則に従って動作しなければなりません。
確認すること
- ケーブル、プラグ、コンセント、端子、PEの導通がすべて機器に適合していることを確認します。
- 保護接地端子は、機能接地、シールド、信号基準電位とは異なります。設計上つながる場合もありますが、役割は別です。
- ピンを取り外す、不適切なアダプタを使う、想定外の二線式電源につなぐなどして、PEを無効にしないでください。
- プラスチック筐体でもクラスIが不要とは限りません。接触可能な金属部や内部構造にPEが必要な場合があります。
保護接地の記号は保護用の端子や接続を示します。それだけで製品全体がクラスIとは断定できません。機器全体の表示と資料を確認してください。
クラスII：二重絶縁、保護接地なし
クラスIIの機器は基礎絶縁に加えて補助絶縁を備えるか、同等の保護を与える強化絶縁を備えます。そのため安全性をPE導体に依存しません。
クラスIIの記号は二つの同心の四角形です。二重絶縁または強化絶縁の機器によく表示されますが、使い方は該当する製品規格に従います。
クラスIIの意味と誤解
| 記述 | 正しいか | 理由 |
|---|---|---|
| 「感電保護に保護接地線は不要」 | はい | 絶縁が第二の保護層です。 |
| 「クラスII製品に触れられる金属部は絶対にない」 | いいえ | 必要な空間距離、バリア、絶縁を保てば金属部もあり得ます。 |
| 「どのクラスII製品にもPEを追加できる」 | いいえ | 接続変更や筐体への穴開けは認証された構造を損なう場合があります。 |
| 「二極プラグならクラスII」 | いいえ | プラグだけでは機器の保護クラスは決まりません。 |
二重絶縁・強化絶縁は、絶縁材料、空間距離と沿面距離、バリア、組立、湿気、汚損、経年変化、試験を含むシステムとして評価します。元の構造を考慮せず配線やケーブルを変更すると、その保護が失われる可能性があります。
クラスIII：SELVから給電する機器
クラスIIIの機器は、安全特別低電圧すなわちSELVの電源だけから給電するよう設計されます。触れられる回路を安全な低電圧に保ち、その回路を商用電源から安全に分離することで感電を防ぎます。
分離は通常、安全変圧器または適切に絶縁されたスイッチング電源で行います。低電圧機器と電源は安全上の一体の仕組みです。規格に適合しない、配線や定格が違うアダプタへの交換は、その安全前提を崩します。
外部電源での要点
- 機器に必要な出力電圧、供給可能電流、交流・直流の別、極性、コネクタを確認します。
- 用途と規格に適したSELV電源として指定されているか確認します。
- 単なる低い動作電圧をSELVと混同しないでください。低電圧でも危険な回路を基準としていたり、故障時に絶縁を失ったりする場合があります。
- 電池や独立した回路は利用者側でクラスIIIとできる場合がありますが、商用電源につなぐ充電器には独自の保護が必要で、通常はクラスIIまたはIです。
クラスIIIの記号は、ひし形の中のローマ数字IIIです。他の表示と同様、対象機器を示すもので、その周囲につながるすべての機器を示すとは限りません。
保護クラス、IP等級、接地の種類を混同しない
これらの用語は異なるリスクを扱います。
| 用語 | 答える問い | 例 |
|---|---|---|
| クラスI、II、III | 通常運転時と絶縁故障時に、どう感電を防ぐか | PE、二重絶縁、SELV |
| IP等級 | 筐体は接触、固形物、水からどの程度保護するか | IP54、IP67 |
| 保護接地（PE） | 感電保護に用いる導体はどれか | 多くのIEC方式で緑と黄の導体 |
| 機能接地／シールド | 機能、EMC、遮蔽に使う基準はどれか | シャーシ、ケーブルのドレイン線、RF基準 |
製品はクラスIIかつIP65、またはクラスIかつIP20であり得ます。一方の表示から他方は決まりません。同様に、EMCのためにシールド接続が必要でも、それが保護導体とは限りません。
安全性を損なわない機器の選定と接続
市販製品の場合
- メーカーが指定したケーブル、コード、電源を使います。
- 電源やコードを交換する前に、定格表示と説明書を読みます。
- クラスI機器では、電源コンセントまで続くPE経路の健全性を確認します。
- クラスII機器では、モールドされたコード、張力止め、筐体部品を同等でないものに交換しません。
- クラスIII機器では指定されたSELV電源だけを使い、商用電源側のユニットを開けません。
電子回路を設計する場合
- 回路図、筐体、コネクタを確定する前に、適用する製品規格を特定します。
- 接触可能部、内部電圧、エネルギー源、環境条件を定義します。
- 保護方法を選びます。クラスIはPEと遮断、クラスIIは絶縁システム、クラスIIIは確実に絶縁されたSELVインターフェースです。
- 製品規格、過電圧カテゴリ、高度、汚損度、電圧に従って、空間距離、沿面距離、絶縁材、安全部品、ヒューズ、コネクタ、帰路を設計します。
- PE導通、耐電圧、接触電流、温度上昇、故障試験、表示確認など、必要な試験を計画します。
解析なしで保護方式を混ぜないでください。SELV出力を商用電源へ接続する、クラスIIの筐体に金属を追加する、信号グラウンドをPEとして使うといった変更は、安全性に関わる設計変更です。
よくある誤り
| 誤り | リスク・誤解 | 適切な対応 |
|---|---|---|
| 「クラスIIなら安全上の確認は不要」 | 修理、湿気、改造で絶縁は傷む場合があります。 | 元の筐体、ケーブル、部品を保ちます。 |
| ハムを消すためクラスI機器のPEを外す | 想定された故障電流の経路がなくなります。 | 安全な設計手法でグラウンドループを解決します。 |
| SELV製品を「どんな」低電圧電源でも動かす | 電圧、極性、電力、絶縁が不適切な場合があります。 | 指定のSELV電源を使います。 |
| IP67なら感電も防げると考える | IPは絶縁方式を保証しません。 | IP等級と保護クラスを別々に確認します。 |
| 商用電源プラグからクラスを推測する | プラグやケーブル、付属品は複数の構造で共通に使われます。 | 機器の表示と資料を読みます。 |
簡易チェックリスト
- 機器または資料に示された保護クラスを確認します。
- クラスIではPE経路全体を確認し、不確かな場合は機器を使用しません。
- クラスIIでは二重四角形の記号を確認し、すべての絶縁部とケーブル固定部を保ちます。
- クラスIIIではSELV電源の出力仕様と製品への適合性を確認します。
- IP等級、温度上限、定格電力、製品規格の要求事項は別々に確認します。
- 商用電源に関わる修理や改造は有資格者に任せ、作業後に必要な試験を行います。