電車のレールには電流が流れているのに触っても感電しない理由

電車は架線から電気を取って、レールを通じて変電所まで電気を戻している。乾電池につないだ豆電球に例えればプラス側の銅線が架線、マイナス側の銅線がレールである。

架線に触れると感電して死亡の危険があるが、レールに触っても感電しない。レールには電流が流れているにもかかわらずである。

簡単に、その理由をいえば、レールの電位が、我々の電位とあまり変わらないからとされている。ただし、レールが地面にアースされているからという説明は厳密には正確ではない。アースされた状態だと、レールから地面への漏れ電流があると言うことになり、電食（電気による腐食）を起こして付近に埋設された金属製のガス管、水道管、下水管に悪影響を与えるし、通信に誘導障害を及ぼす。

■　レールの電位はどれくらいなのか

前から気になっていたので、計算してみた。

架線は電気をよく通す銅でできているが、レールは鉄だ。鉄は銅の11～13倍の電気抵抗をもつが、レールは架線より断面積が桁違いに大きいので、架線並みに電気をよく通す。よく使われる50kg/mのレールで、長さ1km当たり0.017Ωである。

直流電化区間では5～10kmおきに変電所が設置されている。最も遠い場合で5km。直流電化区間の電圧は1500V（JR在来線など）

電車の消費電力であるが、10両編成をフル稼働させておおむね1600～4000kWである。1500Vで4000kWを得ようとすると、1500で割って、約2700アンペアの電流。

これが1編成レール上にあって、変電所から5km離れた場所から、2700Aを帰電させるとすると、0.017×5×2700÷2=115V　（レールは2本あるので2で割った）。

フル稼働の1編成が乗っかっていると、レールの電位は115V。最高になる条件の時であるが、結構、電位は高い。触り方によっては感電する･･･。普通に靴を履いた状態で素手で触れても大丈夫だとは思うが。

実際には、変電所が0V、レールが+115Vとなるのではなく、変電所が-57.5V、レールが+57.5Vとなることが多いようである。漏れ電流のため。

電流も2700アンペア前後と相当な量である。地面に漏れたりするのはよくないので、レール同士は隙間があっても、電気が流れるように、レールボンドで電気的に短絡させてある。

■　レールには電気が流れている

レールに触っても感電しないのはなぜですか？という質問に、的はずれな回答が出回っている。レールに電気が流れているというとき、次の３つの意味がある。

１．上に述べたような帰電線としてのレール

２．信号用の電流・・・電車がレール上にあることを信号機に知らせる電流、直流電化区間では交流を用いる。二本のレールの間に例えば24ボルトの電位をかけて置く。二本のレールを車輪などで同時に踏めば短絡されて、信号電流が流れ、信号を赤にする。よほど運が悪くない限り、この信号電流で重傷を負うことはないように思う。

３．古い地下鉄の第三軌条・・・銀座線、丸ノ内線などでは架線の代わりにレールの横に、もう一本のレールが敷かれている。これは架線の代わりに使う高電圧が流れているレールなので、これを触るのは架線を触るのと同じ。トンネルのサイズを小さくするために、架線＋パンタグラフの代わりに敷設されたものである。