遮断器の定格遮断電流！なんで直近上位なの！？

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　電験３種の問題
　電力 ＞ 変電 ＞ パーセントインピーダンス のところです。
　私が問題にしている問題は以下です(添付、問題(左)及び回答(右))。

　　　平成16(2004)年B16(b)
　　　平成22(2010)年B16(a)

　ともに、デッドショートした時の電流、即ち三相短絡電流：Is を求め、それに見合った遮断器の定格遮断電流：Ic を求める問題です。
　三相短絡電流：Is を算出すると以下と出ます。

　　　平成16(2004)年B16(b)　　Is = 10.93466419[KA]
　　　平成22(2010)年B16(a)　　Is = 21.20662154[KA]

　さて、ショートした時の電流は出ました。
　よって遮断器の動作電流を選択するのですが、私は、その遮断電流は、上記算出したIs値より低い値でなけれならないと思います。Ic ＜ Is で遮断器は働くと思います。
　なのに、選択肢はともに算出したIsの直近上位の値である。

　　　平成16(2004)年B16(b)　　Is = 10.93466419[KA]　　遮断電流：Ic = 12.5[KA]
　　　平成22(2010)年B16(a)　　Is = 21.20662154[KA]　　遮断電流：Ic = 25[KA]

　平成22(2010)年B16(a)の場合はショートした時に、21.20662154[KA]というとんでもない大電流が本来流れてはならないところに流れているのですよね。然し、遮断器の遮断電流が Ic = 25[KA] ならば、遮断電流より小さい値だから、俺は知らねえよ！と全く働かず、21.20662154[KA]が流れるままになってしまうと思います。
　すると家は燃えるは電柱のトランスは火を噴く、それで付近一大帯停電という事になりませんか？

　整理して質問しなおします。

　何故遮断器の遮断電流は、三相短絡電流より低い値でなく、直近上位の値を選択しなければならないのでしょうか？

　宜しくお願い致します。

　以上

質問者からの補足コメント

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  　皆様に教えていただいた事を整理いたします。
  
  　遮断器は、流れている電流が「定格電流」を超えた場合に、自動的に遮断する。
  　定格電流ちょうどの時は、通電を維持しなければならない。
  　然し遮断できる電流にも限度があり、遮断器に流れた電流が「定格遮断電流」を超えた場合は、その遮断器ではその電流を遮断することは保証できない。

    補足日時：2020/09/08 07:15

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  　この質問をして、私は2段階できちんと理解できました。
  
  　まず fuefuki-douji さんのアドバイスにより「定格遮断電流」は、その遮断器で遮断できる限界の電理由であるという事を理解しました。全然違って認識していましたので。。。
  　しかし、その時点では「定格遮断電流」については正しく理解したものの、別の要素で全くの誤認を持ったままでした。
  　それを修正してくれたのが rnakamra さんのアドバイスであって、「定格電流」と「定格遮断電流」と2つあるという事を知り、そこで全体が正しく認識できました。
  
  　以上

    補足日時：2020/09/14 18:30

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  　そして昨日(令和2年9月13日)！、その国家試験試験本番を受けてきました。
  　なんと、その問題が出題されました！！！
  　↓↓↓の問8です↓↓↓
  
  https://www.shiken.or.jp/answer/pdf/341/file_nm0 …
  
  　 fuefuki-douji さん rnakamra さんのおかげで正解することができました。
  　ありがとうございました。
  
  　余談ですが、自己採点結果は以下です
  
  　　理論　65点　<<<<< 全く勉強せず
  　　電力　80点　<<<<< 一生懸命勉強！
  　　機械　棄権　<<<<< 来年のお楽しみ
  　　法規　46点　<<<<< 今年は9月に入ってからお勉強
  
  　もう一度、有り難うございました。
  
  　以上

    補足日時：2020/09/14 18:32

No.7 回答者： fuefuki-douji 回答日時： 2020/09/14 19:55

2科目合格のようで、おめでとうございます。

問8は、短絡電流は15kA、したがって求める遮断器の定格遮断電流は、20kAの(4)が正解でしょうね。
この調子で、来年も頑張ってください！

この回答へのお礼

たんたんたんたんたんたんたん、野を超え山越え～～～

　ありがとうございます。
＞問8は、短絡電流は15kA、したがって求める遮断器の定格遮断電流は、20kAの(4)が正解でしょうね。
　そうですね、持ち帰った問題冊子の余白の計算の殴り書きを確認すると、

　　Is = 14.95338698[KA]

　と書いてあります。直近上位は20kAの(4)で正解ですが、15KAと20KAでは少し電流値が離れすぎではないか？と少し戸惑いました。
　正式な合否発表は10/23との事です。
　法規の自己採点は、最初46点と思っていましたが、配点の誤認で正しくは51点でした。

　↓↓↓で確認すると、法規の合格ラインは、昨(令和元)年49点、一昨(平成30)年51点なので、このレベルでしたら合格となりますが、こればっかりは最早何ともしようがありません、ただ祈って待つだけです。。。　

　　　https://www.denken3.com/denken-exam/goukakuritsu …

　では。。。

お礼日時：2020/09/16 06:37

No.6 回答者： fuefuki-douji 回答日時： 2020/09/08 11:07

>遮断器は、流れている電流が「定格電流」を超えた場合に、自動的に遮断する。

その通りです。
「定格電流」を超えた電流が大きいほど、短時間で自動遮断します。

>定格電流ちょうどの時は、通電を維持しなければならない。

定格電流ちょうどの時は、いつまでも遮断しません。

>遮断できる電流にも限度があり、遮断器に流れた電流が「定格遮断電流」を超えた場合は、その遮断器ではその電流を遮断することは保証できない。

その通りです。
電流が「定格(短絡)遮断電流」を超えた場合は、遮断器が構造的に耐えられず、電流がアークとなって流れ続けたり、破損することもあります。

なお、短絡電流は電源に近いほど大きくなるので、「定格電流」が同じでも、たとえば配線用遮断器(ブレーカー)の「定格遮断電流」は、変圧器に近いものほど、その値が大きなものが必要になります。
逆に、電路の末端の配線用遮断器の場合は、途中の配線のインピーダンスにより、短絡電流は小さくなるので、「定格遮断電流」は変圧器直下のものより小さなもので済みます。

この回答へのお礼

笛吹童子さん、再び有り難うございます。

>「定格電流」を超えた電流が大きいほど、短時間で自動遮断します。
> 定格電流ちょうどの時は、いつまでも遮断しません。

　そっかー、そう云えば、、、以下が法規のテキストに載っていて問題として出題されてますね。

　　配電用遮断器の動作

　　　定格電流の、1倍の電流が流れた時　　　 耐える（遮断しない）
　　　定格電流の、1.25倍の電流が流れた時　　60分以内に遮断
　　　定格電流の、2倍の電流が流れた時　　　 2分以内に遮断

　なるほどその事だったのか！？　

＞電流がアークとなって流れ続けたり、

　炎は導体、その面目躍如！？と云う感じですね。。。

＞電源に近いほど大きくなるので、・・・・・変圧器に近いものほど、その値が大きなものが必要になります。
＞電路の末端の配線用遮断器の場合は、・・・・・「定格遮断電流」は変圧器直下のものより小さなもので済みます。

　なるほど、そう云う事になりますね。
　末端にすれば小さなもので済みますが、その手前で落ちてしまった場合は効かないし、そこが設計の難しいところですね。

　ありがとうございました。

　以上

お礼日時：2020/09/08 22:31

No.5 回答者： rnakamra 回答日時： 2020/09/04 10:03

用語をきちんと覚えておきましょう。

質問者が考えているような電流値は遮断器の"定格電流"です。
問題に書いてあるのは遮断器の"定格遮断電流"です。
似た用語ですが全く異なるものなのでこの際に覚えておきましょう。

遮断器は定格電流の値までは確実に電流を流すことができます。
電流を遮断するのは電流の大きさが定格電流を"超えた時"であり、"以上の時"ではありません。過電流遮断器は定格電流では作動してはいけないことになっています。

ブレーカーのメーカーの説明を読んでみましょう。
https://www.fa.omron.co.jp/data_pdf/commentary/r …

この回答へのお礼

rnakamra さん、有り難うございます。

＞質問者が考えているような電流値は遮断器の"定格電流"です。
＞問題に書いてあるのは遮断器の"定格遮断電流"です。

　ありがとうございます。
　これ、なぜテキストや、問題集の解説に書いてないのでしょうか？
　私の買ったテキストがロクでもないモノなのでしょうか？
　然し、webで調べてもそういった説明は見られませんでした。

　omronのwebも有用でした。上述の両用語が仕様として記載されておりました。

　webなどで調べ、遮断機、断路器、負荷開閉器等に関する説明を読んでも「～～な時に～～遮断します」と書いてありますが、それぞれのデバイスがその電流等を感知して自動的に遮断するものなのか、そうなったとオペレータが認識して、遮断しなければならない、遮断するぞ、と操作して遮断するものなのか、その点がはっきり記載されているのは見受けられませんね。ある程度知識がある人がより細かく知りたい場合には有用なのでしょうが、全然わかんない人が知って理解しようとしてもダメって感じ。

　よって、この質問その他で、「知っている人に教えてもらう」のが早いな、と感じました（電験三種＞電力 のお勉強に関しては・・・）。
　rnakamra さん、本当に有り難うございました。

　以上

お礼日時：2020/09/05 10:27

No.4 回答者： fuefuki-douji 回答日時： 2020/09/01 21:43

過分なお礼、ありがとうございます。

♬

No.3 ベストアンサー 回答者： fuefuki-douji 回答日時： 2020/08/30 21:25

♪ひゃらーりひゃらりーこ、♬ひゃりーこひゃられろ

ご理解いただけて、幸いです♪

この回答へのお礼

笛吹童子さん

　完全に遮断器と云うものを完全に誤解していたもので・・・
　遮断電流：Ic が Ic = 25[KA] の遮断器だと、

　　流れている電流が　23A ならば、何も起こらない、
　　電流が増加して　　24A になっても変わらない、
　　更に増加してって　25A になったらバチン、と遮断する。

　又は、通電開始時の電流が、いきなり25A 以上だったバチン、即遮断する。
　そういう動作をするものだと思っていましたので、いくら計算ができても正解の選択肢を選択できなかったのです。

　よってNo.1 sentakuya さんの回答を読んでも、コンビの保護継電器で落ちるから良いのか、という理解の仕方をしていました。
　よって、書いてくれた以下の意味が全然分かりませんでした。

＞この前に短絡電流で遮断器が電気的・機械的に壊れると保護する目的が無意味になります。

　新伍さんのおかげで、、、いやいや、新伍さんは白馬童子、じゃなくって、笛吹童子さんのおかげで、全部理解できました。

　感謝しております。
　ありがとうございました。
　
　以上

お礼日時：2020/09/01 19:58

No.2 回答者： fuefuki-douji 回答日時： 2020/08/30 16:10

三相短絡電流(Is)とは、回路が短絡した場合に実際に流れるであろうとされる電流です。

これに対し、配線用遮断器(ブレーカー)の遮断電流(Ic：正確には定格短絡遮断容量:kA)とは、その遮断器が遮断可能な最大の電流値です。
もし、Ic＜Isならば、遮断器は短絡電流を遮断できず、接点間に発生するアークが流れ続けるか爆裂することになります。
なお、IcはIsの直近上位のものに限りません。
Isの直近より大きなIcでも機能上は一向に構わないのですが、カタログを見ると分かるように、Icが大きくなると一般に配線用遮断器の価格が高くなるので、普通は直近上位のIcのものを使用するのです。
＊Icの定格短絡遮断容量の単位をVAではなく、ｋAとしているのは、使用電圧が分かっている場合は、電流値で示すほうが分かりやすいので、そのように決まっています。

この回答へのお礼

fuefuki-douji さん、ご回答ありがとうございます。

　ひゃらーりひゃらりーこ、ひゃりーこひゃられろ

＞その遮断器が遮断可能な最大の電流値です。

　何ですって！？
　そんな事テキストに全く書いていませんでした。
　その電流値以上で遮断する電流値、だと思っていましたが、全く逆とは是如何に！

＞もし、Ic＜Isならば、遮断器は短絡電流を遮断できず、接点間に発生するアークが流れ続けるか爆裂することになります。

　そうならそうでしょうね。。。

＞Isの直近より大きなIcでも機能上は一向に構わないのですが、カタログを見ると分かるように、
＞Icが大きくなると一般に配線用遮断器の価格が高くなるので、
＞普通は直近上位のIcのものを使用するのです。

　了解です！
　これで試験でも迷うことなく正しい選択肢が選べます。
　尤もIsの計算を間違えなければなのですが・・・・・

　ありがとうございました！！！

お礼日時：2020/08/30 17:28

No.1 回答者： sentakuya 回答日時： 2020/08/30 11:43

遮断器には保護継電器（過電流継電器など）がコンビであり、過電流継電器の接点で三相短絡電流を切ろうとします。

この前に短絡電流で遮断器が電気的・機械的に壊れると保護する目的が無意味になります。したがって直近上位を選びます。

この回答へのお礼

ケンちゃん！ではなく、sentakuya さん、ご回答ありがとうございます。

＞遮断器には保護継電器（過電流継電器など）がコンビであり、

　そうなんですか～～！知りませんでした。
　まだまだ学習が甘いですね。

　すっきりしました、教えていただいて本当に嬉しく感じております。

　ありがとうございました。

　以上

お礼日時：2020/08/30 13:28