第一種電工 令和6年度 問19｜配電理論・配線設計

送電用変圧器の中性点接地方式に関する問題で「誤っているもの」を選ぶ。正答ウ「抵抗接地方式は地絡故障時の通信線への電磁誘導障害が直接接地方式と比較して大きい」が誤りの記述。実際は逆で、抵抗接地方式は地絡電流を制限するため通信線への誘導障害が直接接地方式より「小さい」。直接接地方式は地絡電流が大きく誘導障害が最大になる。正答ウ（抵抗接地方式の誘導障害が「大きい」という記述が誤り）。

中性点接地方式の誤り選択問題（正答ウ）。各接地方式の正誤確認：ア（非接地方式は中性点を接地しない方式で異常電圧が発生しやすい）：正しい。地絡時に健全相の対地電圧が線間電圧相当まで上昇する「異常電圧」が発生。イ（直接接地方式は中性点を導線で直接接地、地絡電流が大きい）：正しい。インピーダンスなしで接地するため、地絡故障時に大電流（短絡電流に近い）が流れる。ウ（抵抗接地方式は通信線への電磁誘導障害が直接接地方式より大きい）：誤り。抵抗接地方式では地絡電流を制限するため（100〜数百A程度）、直接接地方式（数kA〜数十kA）より誘導障害が「小さい」。正答ウ（誤りの記述）。エ（消弧リアクトル接地方式は対地静電容量と並列共振するリアクトルで接地）：正しい。1線地絡電流を補償して自然消弧を可能にする。

【送電系統の中性点接地方式の比較と選択基準】中性点接地方式は系統の絶縁設計・保護設計・安定性に大きく影響する設計の根幹。電験三種の「電力」で最頻出の論点であり、第一種電工でも高圧受電設備の地絡保護設計に関連する。

【各接地方式の詳細特性比較】非接地方式（日本の6.6kV配電系統）：中性点を直接大地に接続しない。地絡電流：対地静電容量を通じた小さな充電電流のみ（数A〜数十A）。健全相対地電圧：地絡時に√3倍に上昇（線間電圧相当）。誘導障害：地絡電流が小さいため最小。保護：高感度地絡継電器（DGR・GR）が必要。直接接地方式（超高圧の送電系統で用いられる）：中性点を低インピーダンスで接地。地絡電流：最大（短絡電流に近い、数kA〜数十kA）。健全相電圧上昇：小さい。誘導障害：最大。通信線への電磁誘導障害が問題になる場合は補償リアクトルを設置。メリット：絶縁設計が容易（低絶縁設計可能）・保護動作が確実。抵抗接地方式：中性点を抵抗R（数Ω〜数十Ω）で接地。地絡電流：抵抗で制限される。健全相電圧上昇：非接地と直接接地の中間。誘導障害：直接接地より小さく非接地に近い（正答ウの「大きい」が誤りの根拠）。消弧リアクトル接地（ペテルゼンコイル方式）：対地静電容量と並列共振するリアクトルで接地。地絡電流：理論的に0（完全補償時）→アーク地絡が自然消弧→瞬時地絡に対して無停電継続が可能。実用上は不完全補償（残留電流が残る）。

【第一種電工と中性点接地の関係】高圧受電設備（6.6kV）は非接地配電方式の系統に接続されており、地絡保護には零相変流器（ZCT）と地絡継電器（GR）または地絡方向継電器（DGR）を使用する。非接地方式では地絡電流が小さいため高感度継電器が必要であり、感度設定・誤動作防止が実務上の課題。電験三種「電力」では各方式の地絡電流・電圧上昇・誘導障害の比較が最頻出の計算・記述問題。