第一種電工 令和元年度 問20｜電気工事の施工方法

受電用遮断器のいちばん大事な仕事は、構内で短絡事故が起きたときに、その大きな事故電流を確実に切ること。切れる電流の大きさ（遮断容量）が足りないと、遮断器が電流を切れずに壊れ、事故が広がる。短絡のときに流れる電流がいちばん大きいのは三相が一度に短絡したときなので、遮断容量は受電点の三相短絡電流をもとに決める。変圧器の容量・最大負荷電流・契約電力は、ふだん流れる電流に関係する値で、遮断容量を決める材料ではない。正答はア。

受電用遮断器（CB）の遮断容量を決める根拠を問う問題（正答ア）。

・遮断器は、事故のときに流れる電流を遮断できなければならない。高圧受電設備で想定する最も大きな事故電流は、受電点での三相短絡電流である。この値は、電源側（一般送配電事業者の配電線）のインピーダンスで決まり、受電する点ごとに違う。

・そのため、遮断器は「受電点の三相短絡電流以上の定格遮断電流」をもつものを選ぶ。遮断容量［MV·A］は、定格電圧と定格遮断電流から √3 × 定格電圧［kV］× 定格遮断電流［kA］で求める。

・イ（受電用変圧器の容量）、ウ（最大負荷電流）、エ（契約電力）：いずれも平常時の負荷の大きさに関係する値。遮断器の定格電流（ふだん流し続けられる電流）や設備の容量を決める材料にはなるが、事故電流を切る能力である遮断容量の決定には使わない。

ポイントは「定格電流＝平常時の負荷で決まる」「遮断容量＝事故時の短絡電流で決まる」の区別。

【遮断容量と定格遮断電流】遮断器の能力は、定格電圧・定格電流・定格遮断電流で表す。定格遮断電流は、その遮断器が遮断できる短絡電流の上限（交流分の実効値）で、遮断容量はこれを電力の単位で表したものである。

遮断容量［MV·A］＝ √3 × 定格電圧［kV］× 定格遮断電流［kA］

たとえば定格電圧 7.2kV、定格遮断電流 12.5kA の遮断器では、√3 × 7.2 × 12.5 ≒ 155.9 となり、約160MV·A である。

【なぜ三相短絡電流で決めるか】短絡には三相短絡・二相（線間）短絡などがあるが、同じ地点で比べると三相短絡電流が最も大きい（線間短絡電流は三相短絡電流の √3/2 倍）。遮断器は起こりうる最も大きな事故電流を遮断できなければならないので、受電点の三相短絡電流を基準にする。三相短絡電流は、電源側のパーセントインピーダンスを %Z、基準容量の定格電流を In とすると、Is ＝ In × 100 / %Z で求められる。電源から近い（%Z が小さい）受電点ほど短絡電流は大きく、大きな遮断容量の遮断器が必要になる。受電点の短絡電流の値は、受電の計画段階で一般送配電事業者から示される。

【他の選択肢との関係】

・受電用変圧器の容量、最大負荷電流：遮断器の定格電流や、過電流継電器の整定（どの電流で動作させるか）を決める材料。

・契約電力：電気料金や受電方式の区分に関係する値で、遮断器の能力とは関係しない。

遮断容量が不足すると、短絡事故の電流を切れずに遮断器が破損し、事故が電源側に波及するおそれがある。受電用遮断器の選定では、定格電流（平常時）と定格遮断電流（事故時）の両方を確認する。