《法規》〈電気施設管理〉[R04:問3]電力系統の中性点接地方式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，電力系統の中性点接地方式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。

ａ) 一線地絡時の健全相対地電圧の上昇が$ \ 1.3 \ $倍以下になる接地方式を$ \ \fbox {　（１）　} \ $接地という。

ｂ) 中性点が接地されていない非接地方式は，一線地絡時の健全相対地電圧が$ \ \fbox {　（２）　} \ $倍に上昇し，機器の絶縁を脅かしたり，保護リレーの事故検出が確実でないなどの欠点がある。

ｃ) 中性点を直接大地に接続する直接接地方式は，地絡電流が大きいので保護リレーの動作が確実となる利点がある一方で，地絡電流による$ \ \fbox {　（３）　} \ $障害が通信線に与える影響は大きく，通信機器などに障害を及ぼすことがある。

ｄ) 中性点に抵抗を接地する抵抗接地方式は，一線地絡電流を抑制するため，$ \ 110～154 \ \mathrm {kV} \ $系統では，高抵抗接地方式が採用されている。高抵抗接地方式は，直接接地方式に比べ一線地絡電流が小さいため，通信線に与える影響は少ないが，健全相の電圧上昇が高いので，$ \ \fbox {　（４）　} \ $レベルの低減を図ることができない。

ｅ) 消弧リアクトル接地方式は，中性点をリアクトルで接地し，そのインダクタンスと送電線の対地静電容量を$ \ \fbox {　（５）　} \ $共振させることにより，一線地絡時の故障点アークを自然消弧させるものである。

〔問3の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）&　絶縁　　　　　&（ロ）&　有用　　　　　&（ハ）&　\sqrt {2} \\[ 5pt ] &（ニ）&　電磁誘導　　　　　　　　&（ホ）&　2　　　　　&（ヘ）&　充電 \\[ 5pt ] &（ト）&　放電　　　　　&（チ）&　縦列　　　　　&（リ）&　コロナ雑音 \\[ 5pt ] &（ヌ）&　直列　　　　　&（ル）&　有効　　　　　　　　&（ヲ）&　無効 \\[ 5pt ] &（ワ）&　\sqrt {3}　　　　　&（カ）&　並列　　　　　&（ヨ）&　静電誘導 \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

中性点接地方式に関する問題です。
$ \ 2 \ $種や$ \ 3 \ $種の参考書でもよく取り扱われている非常に重要な内容なので，必ず試験までに理解しておくようにしましょう。
平成26年法規問5に類題が出題されていますので，合わせて学習しておくと良いかと思います。

1.中性点接地方式の種類と特徴
各中性点接地方式の特徴をまとめると下表の通りとなります。
非接地方式は完全地絡時相電圧から線間電圧まで上昇することや消弧リアクトル接地は対地静電容量と消弧リアクトルを並列共振回路とすることでインピーダンスを大きくし電流が流れにくくする方式であること等，下表を丸暗記するのではなく，なぜそうなるのかも理解しておくと良いと思います。
\[
\begin{array}{|c|c|c|c|c|}
\hline
& 　非接地　 & 　抵抗接地　 & 　消弧リアクトル接地　 & 　直接接地　 \\
\hline
地絡電流 & 小 & 中 & 最小 & 最大 \\
\hline
健全相電圧上昇 & 大 & 中 & 大 & 小 \\
\hline
リレー検出 & 難 & 容易 & 難 & 確実 \\
\hline
コスト & 0 & 中 & 大 & 小 \\
\hline
電圧階級 & \ ～33 \ \mathrm {kV} \ & \ 22～154 \ \mathrm {kV} \ & \ 66～77 \ \mathrm {kV} \ & \ 187 \ \mathrm {kV}～ \ \\
\hline
\end{array}
\]

【解答】

(1)解答：ル
題意より解答候補は，（ロ）有用，（ル）有効，（ヲ）無効，等になると思います。
一線地絡時の健全相対地電圧の上昇が$ \ 1.3 \ $倍以下になる接地方式を有効接地方式といいます。

(2)解答：ワ
題意より解答候補は，（ハ）$ \ \sqrt {2} \ $，（ホ）$ \ 2 \ $，（ワ）$ \ \sqrt {3} \ $，になると思います。
非接地方式は，一線地絡時の健全相対地電圧が理論上相電圧から線間電圧になるため$ \ \sqrt {3} \ $倍に上昇します。したがって，高電圧の系統では一般に採用されません。

(3)解答：ニ
題意より解答候補は，（ニ）電磁誘導，（リ）コロナ雑音，（ヨ）静電誘導，等になると思います。
直接接地方式において地絡電流が大きい理由で発生するのは電磁誘導障害です。電流に起因するのが電磁誘導障害，電圧に起因するのが静電誘導障害となります。わからない方は令和4年電力科目問3に誘導障害の説明がありますので，見ておくようにして下さい。

(4)解答：イ
題意より解答候補は，（イ）絶縁，（ヘ）充電，（ト）放電，等になると思います。
高抵抗接地方式は直接接地よりも非接地方式寄りの特性になり，対地電圧上昇が高いので，機器の絶縁レベルの低減を図ることができません。

(5)解答：カ
題意より解答候補は，（チ）縦列，（ヌ）直列，（カ）並列，等になると思います。
消弧リアクトル接地方式は，中性点をリアクトルで接地して，インダクタンスと送電線の対地静電容量を並列共振させ，インピーダンスを理論上無限大にして地絡電流を大幅に低減させようとする方式です。