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【電験完全攻略】電力科目「変電設備 接地方式」

接地方式を理解する

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今回の記事では、接地方式について説明する。電験において、それぞれの接地方式の違いを把握しておくが極めて重要である。特に一次試験では紛らわしい穴埋め問題が多く出題され、3種⇒2種⇒1種の順にその紛らわしさも上がっていく。確実におさえて、得点源にしよう。

接地とは

言葉の定義としては、「基準電位点に接続すること」
多くの場合、大地を基準電位点とするため、アースとも言われる。稀に基準を地面にしないこともあるが、アースと呼ばれている。 

接地の必要性

過去には、多くの電気事故が発生している。変圧器の劣化により、高圧側の電圧が、低圧側に入ってきてしまい、結果として死亡者が出た事故もあった。(混触事故)それから、法規で学習する地線工事等がルール化されることとなった。 

送電における中性点接地

目的は大きく分けて、2つある。

①異常電圧を軽減させ、線路、機器の絶縁を守る

②地絡継電器を設置し、遮断器を動作させる 

接地方式の種類と特徴

現場で、このような表を使って説明しているのを見て、わかりやすかったので、さらに頭に入りやすいようにアレンジした。

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・非接地方式
接地をしないため、地絡電流は小さい。しかし、その分、健全相の電位が大きくなってしまう。1線地絡事故発生時には、対地電圧が線間電圧まで上昇してしまう。
(変圧器でいえば、Δ結線ができるので、故障時にはV結線で送電できるメリットはある。通信線への影響を押さえることができるため、配電系統で採用されている。)

・直接接地方式
1線地絡電流が大きいので、保護継電器の確実な動作が期待できる。健全相の対地電圧は上昇しないメリットもある。(変圧器でいえば、接地で抵抗がないので、中性点の電位が上昇しないので、段絶縁方式を使用することができる。)
大きな地絡電流が流れるデメリットがある。

・抵抗接地方式
直接接地方式よりも、中性点と対地間に抵抗をはさむため、健全相の対地電圧の上昇が生じる。採用場所によって、抵抗値を調整する必要がある。

・消弧リアクトル接地方式
地絡電流を最小に抑えることができる。地絡のアークを自然消滅させ、送電を継続できる。

 

以上が、接地方式の記事になります。

電験の一次試験において、接地方式に関する問題は多く出題されてきた。特に、表でまとめた内容については、確実に覚えておこう。「地絡電流の大きさ」「健全相の電位上昇」「異常電圧の大きさ」は特に重要である。定期的に復習をし、説明できるようにしておこう。次回の記事では、各接地方式について、詳細に説明する。