電験三種 令和6年度上期 法規 問10｜電気関係法規

需要家構内のPASより負荷側（PASと主遮断器の間）で短絡事故が起きたとき、配電用変電所の遮断器AとSOG機能付PAS（B）がどの順に動くかを問う問題です（令和6年度上期 問10）。PASは負荷開閉器なので短絡電流を切れず、過電流ロックで開路を止めておきます。先に遮断器Aが短絡電流を遮断し、電路が無電圧になってからBが開路して事故点を切り離し、その後Aが再閉路して配電線の送電が戻ります。正答は(1)です。

本問のSOG機能付PASは、問題文の定義どおり「過電流蓄勢トリップ付」「地絡トリップ形」「過電流ロック形」の高圧気中負荷開閉器です。この3つの機能から動作を順に追います。

① 短絡事故点はBより負荷側なので、短絡電流はAとBの両方を流れます。

② Bは負荷開閉器で、短絡電流を遮断する能力がありません。過電流ロック形なので、短絡電流が流れている間は開路せずに待ちます。同時に過電流を検出したことを記憶します（蓄勢）。

③ 配電用変電所の遮断器Aが過電流を検出して開路し、短絡電流を遮断します。配電線は無電圧になります。

④ 無電圧になると、Bは蓄えたエネルギーでトリップして開路します（過電流蓄勢トリップ）。電流が流れていないので負荷開閉器でも安全に開けます。これで事故点は配電線から切り離されます。

⑤ 遮断器Aが再閉路し、事故点を除いた配電線に送電が戻ります。

各選択肢の誤りは次のとおりです。(2)はBが先に開路するとしていますが、Bは短絡電流を切れないので先には開きません。(3)の同時開路も同じ理由で誤りです。(4)はBが開路しないため、Aが再閉路すると再び事故点に送電してしまいます。(5)はAが開路しないとしていますが、Bだけでは短絡電流を遮断できません。

→正答(1)

この問題の核心は、PASが「遮断器」ではなく「負荷開閉器」である点です。負荷開閉器は通常の負荷電流は開閉できますが、短絡電流のような大電流を遮断する能力はありません。短絡電流が流れている最中に接点を開くと、アークを消せずに開閉器自体が損傷するおそれがあります。そこで短絡（過電流）に対しては「過電流ロック」で開路を阻止し、遮断は配電用変電所の遮断器Aに任せます。

ただし、Aが開路するだけでは問題が残ります。配電用変電所の遮断器は、開路後に一定時間をおいて再閉路するのが一般的です。事故点が残ったまま再閉路すれば、再び短絡電流が流れて配電線全体の停電が長引きます。そこで「過電流蓄勢トリップ」が働きます。Bは過電流を検出した時点でトリップの準備をしておき、Aの開路で電路が無電圧（無電流）になった瞬間に開路します。Aが再閉路するまでの無電圧の間にBが開いていれば、再閉路は成功し、事故を起こした需要家以外への送電は短時間で回復します。

なお、SOG機能付PASの「地絡トリップ形」は、地絡事故に対する動作です。構内で地絡が起きた場合、地絡電流は短絡電流に比べて小さく負荷開閉器でも遮断できるため、Bは自ら地絡を検出して直ちに開路し、配電用変電所の遮断器Aを動作させずに事故点を切り離します。「短絡ではAが先・Bは無電圧になってから」「地絡ではBが単独で開路・Aは動作しない」という違いが、この種の問題の定番の論点です。選択肢(5)の「Bが開路する（Aは開路しない）」は地絡事故の場合の動作であり、短絡事故と取り違えさせるための選択肢です。

問題文の「分散型電源は無い」という条件は、Aの開路後に構内の発電設備から電圧がかかり続けると、Bが無電圧を検出できず動作の前提が崩れるため、その可能性を除くために置かれています。