電験一種 R8年 電力 問4

次の文章は,高圧配電線の地絡保護に関する記述である。文中のに当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。

 我が国の高圧配電系統は主として非接地方式であるが, (1) 発生防止のため, (2) の制限抵抗を介して接地しており,地絡故障と判定する地絡電流の最小値は (3) 程度である。

 地絡保護には,零相電圧と零相電流の位相関係から事故点を判別する (4) を使用する。地中ケーブルの場合,絶縁体中のピンホールで絶縁破壊すると,導体とシース間に地絡電流が流れる。ただし,非接地方式においては地絡電流が小さく,事故電流が零点に到達すると消弧して一旦絶縁が回復し,対地電圧が高くなったときに再点弧するサイクルを繰り返す (5) が発生することがある。この場合,健全相における過渡的な電圧の上昇や,事故電流の断続的な発生により,保護リレーの誤動作や誤不動作の原因となることがある。

解答群
(イ)(2) EVT(GPT) (ロ) 高低圧混触 (ハ)(4) DGR
(ニ) 数 \(\text{mA}\) (ホ) 微地絡 (ヘ) OCGR
(ト) VT (チ)(1) 異常電圧 (リ) 感電
(ヌ)(3) 数百 \(\text{mA}\) (ル) ZCT (ヲ) 高抵抗地絡
(ワ)(5) 間欠アーク地絡 (カ) OVGR (ヨ) 数十 \(\text{mA}\)
出典:令和8年度 第一種電気主任技術者 一次試験 電力科目 問4

解説

基本的な問題なので4問は正解したいところです。

非接地の際に起こる現象 正解 (チ)

非接地系統は、1線地絡時の地絡電流が小さい反面、間欠アーク地絡などで異常電圧が発生するおそれがあります。(間欠アーク地絡は5の答え)

答えは(チ)の異常電圧です。

制限抵抗を挿入する機器 正解 (イ)

そのため、完全に非接地ではなくEVT(接地形計器用変圧器)、GPT(Grounding Potential Transformer)の抵抗を介して接地されています。なお、これらは同じものです。

答えは(イ)のEVT(GPT)です。

地絡故障と判定する最小の地絡電流値 正解 (ヌ)

答えは(ヌ)の数百 \(\text{mA}\)です。

参考:電圧・電流波形のいろいろ(5) (地絡事故) | 音声付き電気技術解説講座 | 公益社団法人 日本電気技術者協会

1線地絡時、抵抗だけを考えた時はおおよそ380mAの地絡電流が流れます。対地充電電流などで誤動作する可能性を避けるため、判定する値はあまり小さくできません。よってここは数百 \(\text{mA}\)が最も妥当です。

位相関係から事故点を判別する保護リレー 正解 (ハ)

事故点を判別するとあるのでDGR(方向地絡継電器)です。DGRは零相電圧と零相電流の位相関係から、事故点が自分の保護区間内にあるのか外にあるのかを判別します。

答えは(ハ)のDGRです。

消弧と再点弧を繰り返す地絡現象 正解 (ワ)

中性点非接地方式の電力系統で1線地絡が起きると、地絡電流が小さいため電流零点でアークが消弧する。このとき健全相の対地静電容量には電荷が残り、地絡相側の電圧が回復して絶縁耐力を超えると再点弧する。この消弧と再点弧が断続的に繰り返される現象を間欠アーク地絡といいます。

答えは(ワ)の間欠アーク地絡です。

正解一覧
(1) チ 異常電圧
(2) イ EVT(GPT)
(3) ヌ 数百 \(\text{mA}\)
(4) ハ DGR
(5) ワ 間欠アーク地絡