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私はある地方電力会社に勤務している者です

先日、単相3線式の需要家で中性線に対地電圧が発生しており

赤相・黒相の対地電圧も異常が発生している現場がありました。

それぞれの対地電圧は
中性線:57V 赤相:130V 黒相 70Vでした。

線間電圧に異常はありませんでした。その為、機器損傷などの影響はありませんでした。

原因は変圧器のB種接地接続点の接触不良でした。

なぜ、接触不良になると中性線の電位が発生するのか

赤相・黒相の対地電圧が変動した理由はなぜなのかご教授願えないでしょうか。

宜しくお願いいたします。

A 回答 (4件)

いろいろ原因はあるだろけど...。


主に考えられるのは中性線以外の赤相、黒相線の対地静電容量
のアンバランスではないかと。
簡単に考えるためにその接触不良の接地線が完全に断線してるとします。
すると電線も地面も導体なので電線が地面とくっついてない限り
電線と地面との間に小さいといえど静電容量が発生します。
この対地静電容量は中性線がアース線の断線で地面と離れた場合にも
発生するが、実は問題なのは黒相と赤相の対地静電容量に差があると
この差を3つの対地静電容量の和で割って100ボルトをかけた電圧が
中性線の対地電圧として発生することが対地静電容量を
考慮に入れた単相三線式の簡単な等価回路から出ます。
この等価回路からは接地から離れた中性線の対地電圧が50Vの場合
他の2線の対地電圧は50V、150Vとなるので問題のケースとは
すこしちがうが、これは接地線の接触不良部の接触抵抗を考えていないから
と思われるが、まあ定性的にはこういうことです。
この簡単な等価回路モデルでも対地電圧100Vをこえる相がでてくるので
接地線の接触不良があぶないとぼくも思い入りました。
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恐らく変圧器一次側の高圧が漏れたものと思います。

電柱の上にある変圧器です。
変圧器の絶縁は無限大には出来ないし一次・二次間に静電容量も存在するのでどうしてもわずかに漏れます。安全上好ましい事ではないので二次側は必ず接地するのですがその接地が不完全になったためお尋ねのような状態になったと思われます。
一般家庭などに来ている100Vや200Vの電気は必ず接地してあります。上記のように高圧が漏れるのは危険であるし雷の被害を軽減するためにも必要なことです。

しかし医療用の電源は接地しないことがあります。地絡して漏電ブレーカーが働くと機器が止まりますね。もし人工呼吸器のようなものだと命にかかわります。そうならないために接地しません。そのかわり漏れ電流は増えるので接続する機器は厳重に接地をとってから使用します。
https://www.kanto-neuro.org/old_website/safety/s …
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不完全なアースにより、電力供給元の中性線と変圧器の中性線の間に抵抗が挿入された回路が形成される訳です。

需要家の機器から中性線の抵抗を通り電力元へ帰りますので、抵抗を通る際に電位差を生じます。それが57Vと言う訳です。赤相と黒相には異なる機器も接続されますから、消費電流も異なります。つまり3つの異なる抵抗値がスター型の結線を形成することになります。よってバランスが崩れた電圧になります。中性線は地面に落として0Vにしないと危ないですね。
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接地されず大地から電気的に浮いている配電線の対地電位(中性線、赤相、黒相)が幾らになるかは不定です。



現実問題として言えば、ゼロにはなりません。それは様々な浮遊容量、電磁誘導、リーク電流に影響を受けて電位が発生するからです。

そうなるとトラブル(事故)のモトになるので、中性線を接地して対地電位を確定させます。
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