接地極周辺の地表面電位の計算には、fdtd、etap、cdegs などが使用されるようですが、エンジニアリング実務ではどのようなソフトがよく使用されていますか。それぞれのソフトの特徴や価格なども知りたいと思います。講習会もあるのでしょうか。
FDTD は ”Finite-Difference Time-Domain method; FDTD method”、CDEGS は ”Current Distribution Electromagnetic interference Grounding and Soil structure (CDEGS) program” のことと思います。 いま ChatGPT を覗くと下記のような Chat を見ることが出来ます。 それぞれのソフトの特徴や価格などについては、これらの Chat を覗いてみたり、ChatGPT に聞いてみると思います。
- Which is a better course to do, CDEGS or ETAP?
- What is FDTD?
- How is ETAP different from Matlab?
- What is the benefit from the ETAP program for electrical engineering?
- The ETAP (Electrical Transient Analysis Program) is a software application that is widely used in the field of electrical engineering.
これは私の見解になりますが、FDTD method や CDEGS program は大学や研究所、電機メーカーの専門職の方が使うようなツールであり、一般の産業界の電気エンジニアがエンジニアリング業務などの実務で使うにはハードルが高いと思います。 Matlab も同様かと思います。 その点 ETAP は、電力潮流計算や地絡電流計算を含む短絡電流計算、保護協調、過渡安定度計算などと共通のデータベース上で、規格および法令に基づき、ライブラリデータを基に、「接地極周辺の地表面電位の計算」も行うことが出来ます。 このような点も考慮して適したツールを選択することをお奨めします。
以前に、質疑応答 2022-0170 （現場とトラブル）66kV変圧器金属製外箱のA種接地工事の接地抵抗 で、「接地極周辺の地表面電位の計算」についての説明があります。 下記の 『抜粋』 をご参照下さい。
＜質疑応答 2022-0170 の抜粋＞
事故電流によって接地極周辺の地表面の電位、接地電位 (GPR: Grounding Potential Rise) が上昇し、接触電圧や歩幅電圧が大きくなり、感電による人身事故が生じる恐れがあります。
ここで、接触電圧 (Touch Potential) とは、接地を施した構造物に事故電流が流れた時、接地極近傍の電位が上昇します。この時、人畜が構造物に接触した際に生じる手と足の間の電位差です。IEEE（米国電気電子学会）によれば、「接触電圧は構造物と大地面の距離1ｍの電位差」と定義されています。
歩幅電圧 (Step Potential) とは、接触電圧と同様に接地極近傍に電位が生じた時、人畜の両足間に生じる電位差のことです。IEEE（米国電気電子学会）によれば、「歩幅電圧は接地極付近の大地面の2点間（両足）の距離1ｍの電位差」と定義されています。
接地電位、接触電圧、歩幅電圧は、接地抵抗地、地絡電流値、事故を解放するまでの時間によって計算することができます。 IEEE80 では、運転員および作業員の体重（50kgあるいは70kg）によって接触電圧および歩幅電圧の許容値が定められており、図１に示す値になります。 
接地電位 (GPR) を求め、接触電圧および歩幅電圧を計算には、地絡電流計算、接地抵抗計算（メッシュ接地、接地導体、接地方棒の配置やサイズ、埋め込み深さなど土壌の状態を考慮した計算）、保護協調と保護装置の遮断時間の検討を一体とした検討が必要です。
ご参考までに、電力系統解析ソフトウェア ETAP を用いることにより、これらの統合的な検討を行い、接触電圧および歩幅電圧の許容値との比較検証を行うこともできます。 ETAP については株式会社エルテクス設計にて講習会を行っていますので、Phone 047-490-1010、email etap2@eltechs.co.jp にお問合せ下さい。
（参考文献）
[1] Safety Limit Calculations to IEEE and IEC Standards : Electro technik Safety Limit Calculations to IEEE and IEC Standards – ELEK Software
[2] GROUND POTENTIAL RISE, STEP AND TOUCH POTENTIAL Ground Potential Rise, Step and Touch Potential – Voltage Disturbance (voltage-disturbance.com)
（電気エンジニアのためのQ&Aコミュニティ事務局 亀田和之）
