ノイズ除去と電気絶縁の耐熱クラスをわかりやすく解説!【機械保全・電気分野】

特級過去問解説

電気設備や制御機器の保守では、
「ノイズ対策」と「絶縁の耐熱クラス」 が頻出テーマです。

この記事では、それぞれの仕組み・特徴・試験で狙われやすいポイントを
わかりやすく解説し、最後にまとめを掲載します。


1. 電気絶縁の耐熱クラス(JIS C 4003:2010)とは?

電気機器の絶縁材料は、使用できる最高温度によって「耐熱クラス」が定められています。

▶ 主な耐熱クラス

クラス許容最高温度(℃)特徴
Y種90℃古い紙・布などの低耐熱材料
A種105℃セルロース系材料
E種120℃改良セルロース系材料
B種130℃難燃処理された絶縁材料
F種155℃合成樹脂含浸材料
H種180℃シリコン系樹脂など(※試験ではほぼ登場しない)

試験のポイント

  • 許容最高温度がもっとも高いのは?
     → F種(155℃) が選択肢の中では最も高い
     ※ H 種が選択肢にない場合は F 種が正解になるパターンが多い

2. ノイズの種類と対策(超重要)

電気ノイズは、制御機器やセンサの誤動作の大きな原因です。
ノイズにはいくつか種類があり、対策も異なります。


■ 静電誘導ノイズ(静電容量性)

近くの電力線などの電位変化が原因で誘導されるノイズ。

【対策】

  • シールド線を片側接地(1点接地)する
     → ✖ 両端接地すると、逆にノイズループができ悪化する
  • ケーブルを金属ダクトに収める
  • シールドを確実にアースへ落とす

試験ポイント:両端接地は不適切!


■ 電磁誘導ノイズ(磁界による誘導)

モーター・電磁弁・トランスなどから発生。

【対策】

  • 信号線を撚り合わせる(ツイストペア)
     → 互いの誘導を打ち消し合う
  • 電力線と信号線の離隔を保つ
  • ケーブルを直角に交差させる(並走させない)

■ 放射ノイズ(電波として飛ぶ)

インバータ・スイッチング電源など。

【対策】

  • 銅テープでケーブルを巻き遮蔽
  • 金属ケースに収納
  • ノイズフィルタ(ノイズカットトランス)を入れる

■ 接地(アース)対策

接地はノイズ対策の基本ですが、目的に合わせて分ける必要があります。

基準適切な方法
動力線の接地動力設備用にまとめる
信号線の接地信号専用の接地を使う(分離)

→ 動力線と信号線のアースは別にするのが正しい


3. 試験で狙われる「適切でないもの」ポイント

以下は試験でよく出るひっかけです。

✖ 静電誘導ノイズ対策でシールド線を“両端”接地する

 → 不適切(必ず片側接地)

✖ 動力線と信号線のアースを同一にする

 → 不適切

✖ 銅テープを巻くだけで電磁誘導ノイズを完全に除去できる

 → 放射ノイズには有効だが万能ではない
 (電磁誘導 → ツイストペアが基本)


4. ブログまとめ

■ 電気絶縁の耐熱クラス

  • 温度が最も高いのは F種(155℃)
  • 絶縁材料の耐熱性を示す基準
  • 安全設計やモーターの選定で重要

■ ノイズ対策の要点

  • 静電誘導ノイズ → シールド片側接地(両端はNG)
  • 電磁誘導ノイズ → 撚り線(ツイストペア)で打ち消す
  • 放射ノイズ → 銅テープや金属ケースで遮蔽
  • 動力線と信号線のアースは分ける

■ 試験のひっかけ例

  • シールド線「両端接地」→ × 不正解
  • 動力線と信号線の同一アース → × 不正解

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