電験三種 平成23年度(2011) 法規 問13(b) 過去問解説
図は,電圧 6 600[V],周波数 50[Hz],中性点非接地方式の三相3線式配電線路及び需要家Aの高圧地絡保護システムを簡易に表した単線図である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし,図で使用している主要な文字記号は付表のとおりとし,$C_1 = 3.0$[μF],$C_2 = 0.015$[μF]とする。なお,図示されていない線路定数及び配電用変電所の制限抵抗は無視するものとする。
(b) 図のような高圧配電線路に接続される需要家が,需要家構内の地絡保護のために設置する継電器の保護協調に関する記述として,誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
なお,記述中「不必要動作」とは,需要家の構外事故において継電器が動作することをいう。

- (1) 需要家が設置する地絡継電器の動作電流及び動作時限整定値は,配電用変電所の整定値より小さくする必要がある。
- (2) 需要家の構内高圧ケーブルが極めて短い場合,需要家が設置する継電器が無方向性地絡継電器でも,不必要動作の発生は少ない。
- (3) 需要家が地絡方向継電器を設置すれば,構内高圧ケーブルが長い場合でも不必要動作は防げる。
- (4) 需要家が地絡方向継電器を設置した場合,その整定値は配電用変電所との保護協調に関し動作時限のみ考慮すればよい。
- (5) 地絡事故電流の大きさを考える場合,地絡事故が間欠アーク現象を伴うことを想定し,波形ひずみによる高調波の影響を考慮する必要がある。
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正解は(4)
解説
【考え方】地絡継電器(電線が地面とつながる事故=地絡を見つけて電気を切る装置)と、配電用変電所との保護協調(どちらが先に切るかの打ち合わせ)を考えます。
ポイント:地絡方向継電器は、地絡の電流(零相電流)と電圧(零相電圧)の両方を見て、事故が構内か構外かを見分けます。
■1 (1) 整定値の大きさ
整定値は「どの電流で、何秒で動くか」の設定です。
需要家(電気を受けて使う工場やビル)の整定値は、変電所より小さくします。
構内の事故は需要家が先に切り、ほかの家まで停電させないためです。正しいです。
■2 (2) 構内ケーブルが短い場合
構外で地絡が起きると、構内ケーブルの静電容量(電気をためるはたらき)を通って、構内から外へ電流が流れ出ます。
ケーブルが短いとこの電流は小さいので、方向のない継電器でも不必要動作は少ないです。正しいです。
■3 (3) 地絡方向継電器を使う場合
地絡方向継電器は、電流の向きで構内か構外かを見分けます。
ケーブルが長くても、構外の事故では動かないので、不必要動作を防げます。正しいです。
■4 (4) 整定値は動作時限だけでよいか
地絡方向継電器は、電流と電圧の両方で動きます。
だから、動作時限(動くまでの時間)だけでなく、動作電流や動作電圧の整定値も、変電所と協調させる必要があります。
「動作時限のみ」が誤りです。
■5 (5) 間欠アーク
地絡では、火花(アーク)が出たり消えたりする「間欠アーク」が起きることがあります。
このとき電流の波形がゆがみ、高調波(もとの周波数の整数倍の成分)がまざるので、その影響も考えます。正しいです。
答えは(4)ピヨ。
出典:平成23年度(2011) 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)法規 問13(b)