第一種電工 配電理論・配線設計 問19：配電理論・配線設計

ある機器・継電器が「何を検出するか」を問う問題。正答ウ「短絡電流を検出する」。OCR欠落でア・イの選択肢内容は不明だが、ウとエの対比から「短絡電流を検出する機器」と「零相電流を検出する機器（エ）」の区別が問われている。短絡電流を検出するのは過電流継電器（OCR）・変流器（CT）など。零相電流を検出するのは零相変流器（ZCT）と地絡継電器（GR）。正答ウ（短絡電流を検出する）。

検出量の識別問題（正答ウ＝短絡電流を検出する）。OCR欠落でア・イの内容は不明だが、ウ・エの対比から保護機器の検出量を問う問題。ウ（短絡電流を検出する）：過電流継電器（OCR：51）は変流器（CT）から取得した三相電流を監視し、整定電流以上の過負荷電流・短絡電流を検出して動作→VCBや遮断器に遮断指令。短絡電流は定格電流の数倍〜数十倍に達するため、整定を二段階（過負荷限時動作・短絡瞬時動作）に設定することが多い。エ（零相電流を検出する）：零相変流器（ZCT）が1線地絡による零相電流（I₀=Ia+Ib+Ic≠0）を検出→地絡継電器（GR）が動作→VCBが地絡遮断。短絡電流と零相電流は発生原因・大きさ・検出手段が全く異なる。正答ウ（短絡電流を検出する機器）。

【過電流継電器（OCR）と短絡電流検出の技術詳細】過電流継電器（OCR）は電力系統保護の最基本機器。第一種電気工事士では高圧受電設備のCB形主遮断装置に必須の継電器として、動作原理・整定方法・保護協調の体系的理解が求められる。

【OCRの構成と動作原理】変流器（CT）の変流比：例600/5→一次600Aを二次5Aに変換してOCRに入力。OCRの整定パラメーター：動作電流整定（タップ）：OCR動作する二次電流値（例：3A→一次換算360A）。時限整定（タイマー倍数）：動作までの時間（限時動作：整定電流の一定倍数以上が流れた時間に反比例する反限時特性）。瞬時要素（High Set）：短絡電流のような大電流では即時（瞬時）動作。IEC 60255-151の特性曲線：標準反限時（Standard Inverse）：t=0.14/((I/Is)^0.02-1)×TMS。強反限時（Very Inverse）：t=13.5/((I/Is)-1)×TMS。超反限時（Extremely Inverse）：t=80/((I/Is)²-1)×TMS。

【短絡電流と零相電流の根本的な違い】短絡電流（相間短絡）：原因：2相または3相が直接接触（相間ショート）。大きさ：系統電圧÷系統インピーダンス（数kA〜数十kA）。三相バランス：三相が同時に大電流→零相成分は発生しない（対称三相）。検出手段：CT+OCR（電流の絶対値が大）。零相電流（1線地絡）：原因：1相が大地に接触（地絡）。大きさ：非接地系統では充電電流のみ（数A〜数十A）。三相不平衡：Ia+Ib+Ic≠0→零相電流I₀=(Ia+Ib+Ic)/3。検出手段：ZCT+GR（電流の不平衡を検出）。

【保護協調における整定の考え方】上位継電器（電力会社側）と下位継電器（受電設備側）が同じ事故で競合しないよう整定。下位（受電設備OCR）：動作時間を上位より短く設定（例：下位0.3秒・上位0.6秒）→事故は下位OCR+VCBが先に切る選択遮断。電験三種「電力」ではOCRの動作特性と保護協調の概念、電験二種では精密な保護協調計算（整定電流・動作時間計算・協調チャート作成）が問われる。