《電力》〈変電〉[R01:問5]遮断器の故障遮断に関する空欄穴埋問題

1 【問題】
2 【ワンポイント解説】
3 【解答】

【問題】

【難易度】★★☆☆☆（やや易しい）

次の文章は，遮断器の故障遮断に関する記述である。文中の$ \ \fbox{$\hskip3em\Rule{0pt}{0.8em}{0em}$} \ $に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。

電力系統に故障が発生すると，保護リレーからの指令により該当する遮断器を開放し，故障点を切り離す。

遮断器が故障電流を遮断する場合，$ \ \fbox {　（１）　} \ $エネルギーが極小となる$ \ \fbox {　（２）　} \ $で遮断が行われる。このとき，遮断器の$ \ \fbox {　（３）　} \ $には回路遮断時の過渡現象により急激な立ち上がりの$ \ \fbox {　（４）　} \ $電圧がかかるため，遮断成功に至るためにはこの電圧よりも$ \ \fbox {　（５）　} \ $特性が上回っていなければならない。

遮断する電流や遮断後に遮断器の$ \ \fbox {　（３）　} \ $にかかる電圧は，電力系統や故障点によって異なるため，これらを踏まえた遮断性能の有する必要がある。特に厳しい遮断責務が要求されるのは，以下のケースである。

・遮断器の設置場所付近で故障が発生した場合の遮断で，大きな故障電流を遮断した際に過渡的な高い電圧が発生する$ \ \fbox {　（６）　} \ $遮断

・遮断器から数キロメートル離れた架空送電線で故障が発生した場合の遮断で，遮断器と故障点の間の進行波の往復反射により高い電圧が発生する$ \ \fbox {　（７）　} \ $遮断

〔問5の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）&　遠距離線路故障　　　　　&（ロ）&　ブッシング間　　　　　&（ハ）&　電圧零点 \\[ 5pt ] &（ニ）&　遮断時間　　　　　&（ホ）&　インパルス　　　　　&（ヘ）&　近距離線路故障 \\[ 5pt ] &（ト）&　遅れ小電流　　　　　&（チ）&　コロナ　　　　　&（リ）&　絶縁耐力回復 \\[ 5pt ] &（ヌ）&　進み小電流　　　　　&（ル）&　極間　　　　　&（ヲ）&　端子短絡故障 \\[ 5pt ] &（ワ）&　高電圧　　　　　&（カ）&　電流零点　　　　　&（ヨ）&　異相地絡 \\[ 5pt ] &（タ）&　静電誘導　　　　　&（レ）&　アーク　　　　　&（ソ）&　架台－タンク間 \\[ 5pt ] &（ツ）&　絶縁破壊　　　　　&（ネ）&　過渡回復　　　　　&& \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

遮断器の故障遮断に関する問題は１種では一次試験，二次試験問わずかなりの頻度で出題されます。細かなメカニズムや計算式は不要ですが，代表的な遮断時発生する現象とその概要ぐらいは説明できるようにしておきましょう。

1.端子短絡故障遮断
遮断器の端子もしくはその近傍で短絡及び地絡事故が発生した場合の遮断を言い，多くの電源から流れ出た電流が集まる点での遮断となるため，故障電流が大きいという特徴があります。電流値が零点で遮断した後，遮断器の極間に発生する電圧を過渡回復電圧と言い，これにより位相$ \ 90 \ $°以内に極間にアークが発生してしまう（再発弧）と遮断失敗となります。

2.近距離線路故障遮断
遮断器から数$ \ \mathrm {km} \ $線路上での短絡が発生した場合の遮断であり，短絡電流は端子短絡遮断故障よりも小さいですが，遮断器と故障点の間の進行波の往復反射により高い電圧が発生するため極間の電圧が大きくなります。

3.進み小電流遮断
無負荷の送電線，もしくは系統が容量性の負荷を持っている場合の遮断です。系統遮断後電源側の電圧が1/4サイクル後逆の極性に変化することにより，極間の電圧が大きくなります。

4.遅れ小電流遮断
誘導性負荷が接続されている状態で電路が遮断する時の遮断です。電流裁断により，電流が零になる前に遮断した際，その電流変化により，リアクトル負荷のエネルギーが放出され，遮断器の極間の電圧が大きくなります。