《電力》〈送電〉[R08上:問9]非接地方式で１線地絡が発生した場合の現象に関する論説問題

【問題】

【難易度】★★☆☆☆（やや易しい）

非接地方式の電線路に\( \ 1 \ \)線地絡が発生した場合の現象として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

　(1)　地絡電流は直接接地方式に比べて大きい。

　(2)　健全相の電位が上昇する。

　(3)　電線路のこう長が長いほど地絡電流は大きい。

　(4)　間欠アークが発生し，異常電圧を発生するおそれがある。

　(5)　通信線の誘導障害は，抵抗接地方式に比べて小さい。

【ワンポイント解説】

中性点接地方式のうち非接地方式の特徴に関する問題です。
中性点接地方式の他の方式も一緒に学習した方が効率が良いので，合わせて学習しておくようにして下さい。
本問は平成7年問8の内容を一部変更した問題となります。

1.中性点接地方式の種類と特徴
中性点接地方式は以下の\( \ 4 \ \)種類あり，それぞれ特徴が異なります。

①非接地方式
図1のように中性点を接地しない方式で，地絡事故が発生したときに中性点に電流が流れず，対地静電容量のみに流れるため地絡電流が小さいという特徴があります。地絡電流が小さいため，通信線への電磁誘導障害が発生しにくいです。
一方で完全地絡した際には地絡相の電位が零となり，健全相が対地電圧から線間電圧まで\( \ \sqrt {3} \ \)倍上昇してしまいます。
したがって，健全相電位上昇がさほど問題になりにくい配電系統で使用される方式です。

②直接接地方式
図2のように中性点を直接接地する方式で，地絡電流が発生したときに中性点に大きな電流が流れる方式です。中性点に電流が流れやすいため，リレーでの地絡検知がしやすいですが，通信線への電磁誘導障害が発生しやすく，故障点での損傷が発生しやすいです。
一方，中性点の電位が維持されるため，健全相電位上昇が起こりにくいという特徴があります。
したがって，高速遮断に対応している\( \ 187 \ \mathrm {kV} \ \)以上の超高圧系統で採用されています。

③抵抗接地方式
図3のように中性点を抵抗を介して接地する方式で，非接地方式と直接接地方式の中間的な性質を持つ方式です。
抵抗値を調整することで，健全相電位上昇や地絡電流のバランスを取ります。一般に\( \ 100 \ ～ \ 900 \ \mathrm {\Omega} \ \)程度の抵抗値が使用されます。
主に\( \ 22 \ ～ \ 154 \ \mathrm {kV} \ \)系統で採用されています。

④消弧リアクトル接地方式
図4のように中性点をリアクトルを介して接地する方式です。
リアクトルと対地静電容量を並列共振させることで，理論的にはインピーダンスが無限大となり，地絡電流をほぼ零とすることができます。
一方で地絡電流が小さい分，健全相電位上昇は大きくなります。
設置に費用を要することから，近年新たに採用される例は少なく，一部の\( \ 66 \ ～ \ 77 \ \mathrm {kV} \ \)系統で採用されています。

以上の内容をまとめると下表の通りとなります。
高電圧では線路や機器絶縁にコストがかかるので直接接地を採用し，合わせて高速遮断や高速再閉路が採用されている，低電圧では一線地絡時の健全相の電圧上昇がそれほど問題とならないため中性点接地を不要とし，\( \ \Delta -\Delta \ \)結線を採用できるようにしている等，丸暗記ではなくなぜそうするのかも理解しておくと良いと思います。
\[
\begin{array}{|c|c|c|c|c|}
\hline
& 　非接地　 & 　抵抗接地　 & 　消弧リアクトル接地　 & 　直接接地　 \\
\hline
地絡電流 & 小 & 中 & 最小 & 最大 \\
\hline
健全相電圧上昇 & 大 & 中 & 大 & 小 \\
\hline
リレー検出 & 難 & 容易 & 難 & 確実 \\
\hline
コスト & 0 & 中 & 大 & 小 \\
\hline
電圧階級 & \ ～33 \ \mathrm {kV} \ & \ 22～154 \ \mathrm {kV} \ & \ 66～77 \ \mathrm {kV} \ & \ 187 \ \mathrm {kV}～ \ \\
\hline
\end{array}
\]