《電力》〈配電〉[R3:問13]高低圧配電系統における保護に関する空欄穴埋問題

【問題】

【難易度】★★☆☆☆(やや易しい)

次の文章は,我が国の高低圧配電系統における保護に関する記述である。

\( \ 6.6 \ \mathrm {kV} \ \)高圧配電線に短絡や地絡などの事故が生じたとき,直ちに事故の発生した高圧配電線を切り離すために, \( \ \fbox {  (ア)  } \ \)と保護継電器が配電用変電所の高圧配電線引出口に設置されている。

樹枝状方式の高圧配電線で事故が生じた場合,事故が発生した箇所の変電所側直近及び変電所から離れた側の\( \ \fbox {  (イ)  } \ \)開閉器を開放することにより,事故が発生した箇所を高圧配電線系統から切り離す。

柱上変圧器には,変圧器内部及び低圧配電系統内での短絡事故による過電流保護のために高圧カットアウトが設けられているほか,落雷などによる外部異常電圧から保護するために,避雷器を変圧器に対して\( \ \fbox {  (ウ)  } \ \)に設置する。

\( \ \fbox {  (エ)  } \ \)は低圧配電線から低圧引込線への接続点などに設けられ,低圧引込線で生じた短絡事故などを保護している。

上記の記述中の空白箇所(ア)~(エ)に当てはまる組合せとして,正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
\[
\begin{array}{ccccc}
& (ア) & (イ) & (ウ) & (エ) \\
\hline
(1) &  高圧ヒューズ  &  区分  &  直列  &  配線用遮断器  \\
\hline
(2) &  遮断器  &  区分  &  並列  &  ケッチヒューズ(電線ヒューズ)  \\
\hline
(3) &  遮断器  &  区分  &  直列  &  配線用遮断器  \\
\hline
(4) &  高圧ヒューズ  &  連系  &  並列  &  ケッチヒューズ(電線ヒューズ)  \\
\hline
(5) &  遮断器  &  連系  &  直列  &  ケッチヒューズ(電線ヒューズ)  \\
\hline
\end{array}
\]

【ワンポイント解説】

高低圧配電系統の保護に関する問題です。
配電系統を構成する機器の名称や役割は頻出の内容となるので,しっかりと覚えておく必要があります。
また,本問とは直接関係はありませんが,保護の観点として時限順送方式に関する問題も出題されやすいので,平成25年問12も確認しておくようにして下さい。

1.架空配電線路の構成
架空配電線路は,高圧配電線,低圧配電線等の電線と柱上変圧器や開閉器等の機器,それを支える支持物等で構成されています。

①高圧配電線,低圧配電線,引込線
高圧配電線は配電用変電所から\( \ 6.6 \ \mathrm {kV} \ \)で送る電線,低圧配電線は高圧配電線から柱上変圧器で\( \ 100/200 \ \mathrm {V} \ \)に降圧された電圧で送電する電線,引込線は高圧配電線もしくは低圧配電線から需要家へ引込むための線です。
いずれも裸電線の周りに絶縁被覆をした絶縁電線を使用し,高圧配電線には屋外用架橋ポリエチレン絶縁電線(\( \ \mathrm {OC} \ \)線),低圧配電線には屋外用ビニル絶縁電線(\( \ \mathrm {OW} \ \)線),引込線には引込用ビニル絶縁電線(\( \ \mathrm {DV} \ \)線)が使用されます。

②柱上変圧器
高圧配電線の\( \ 6.6 \ \mathrm {kV} \ \)の電圧を低圧配電線の\( \ 100/200 \ \mathrm {V} \ \)に降圧する変圧器で柱上に設置されています。単相変圧器\( \ 2 \ \)台を異容量\( \ \mathrm {V} \ \)結線して使用されます。

③柱上開閉器
負荷電流を遮断できる開閉器で,作業時等に操作します。主に気中開閉器(\( \ \mathrm {PAS} \ \))が用いられ,一部に真空開閉器(\( \ \mathrm {VCS} \ \))が使用されます。また,手動式と自動式があります。油開閉器は電気設備技術基準で使用禁止されているため,使用されません。

④高圧カットアウト
柱上変圧器の一次側に設置されるヒューズを内蔵した開閉器で,負荷電流までは開閉により,事故電流発生時はヒューズ溶断により開放します。形状は箱形が一般的ですが,円筒形もあります。

⑤支持物(電柱)
架空配電線路の支持物は街中で見かける通り,強度やコストの観点から鉄筋コンクリート柱が採用されています。

⑥ケッチヒューズ
引込線の電柱側取付点に設けられる,ケッチホルダーと呼ばれる箱の中に内蔵したヒューズです。需要家での事故の際に溶断して切り離します。


出典:コトバンク HP

2.時限順送方式
配電線のどこかで故障があった場合,直近の遮断器を開放し,故障の復旧を行います。
図1の例では,例えば図の\( \ \mathrm {F} \ \)点で故障があった場合,
①配電用変電所の遮断器を開放します。同時に自動開閉器を開放します。
②一定時間経過後に遮断器を投入します。
③数秒後,自動開閉器1を自動投入します。
④数秒後,自動開閉器2を自動投入します。
⑤再度,故障が発生した場合には遮断器を開放し,自動開閉器2はロックします。
その後②~③を繰り返し,対応の必要な最小区間のみを停止することになります。

【解答】

解答:(2)
(ア)
ワンポイント解説「2.時限順送方式」に示している通り,配電用変電所の高圧配電線引出口には遮断器を設けています。ヒューズは溶断してしまうと短時間で再投入することができないので,遮断器を用います。

(イ)
ワンポイント解説「2.時限順送方式」に示している通り,高圧配電線で事故が生じた場合,事故が発生した箇所の変電所側の区分開閉器を開放します。

(ウ)
変圧器を落雷などによる外部異常電圧から保護するためには変圧器には過電圧がかからないように,避雷器を変圧器に対して並列に接続して大地に流します。

(エ)
ワンポイント解説「1.架空配電線路の構成」の通り,低圧配電線から低圧引込線への接続点などに設けられるのはケッチヒューズとなります。