変圧器のケースアースサイズ

6.6kV/210V 500kVAの場合、変圧器の箱体接地はA種接地しますが、A種接地のサイズは5.5sq以上と内線規定に記載有ります。
高圧回路とケース地絡の場合は5.5sqで良いと思うのですが、低圧回路とケース地絡では地絡電流が大きく、5.5sqではまずいのでは？やはりB種必要でしょうか？
ケースアースの考え方を教えてください。

No.10 ベストアンサー 回答者： yasu99 回答日時： 2005/12/27 01:29

＃９への返答です。

＞鉄柱の具体例をご教示いただければ幸いです。
●鋼管柱が考えられます。継ぎ足すことの出来る組立鋼管柱というのもあります。
これらは、主に建柱時にクレーンが入れないような入り組んだ場所、道路が細くて太いコンクリート柱じゃ邪魔になるような場所などが考えられます。

＞お客様への引き込み線とトランスケースが接触した場合　⇒引込み線の電線ヒューズの溶断で機器を保護する
●その通りだと思います。

＞低圧幹線とトランスが接触した場合
　⇒高圧カットアウト内蔵のヒューズが溶断することで機器を保護する。
●高圧ＰＣヒューズは変圧器が多少の過負荷でも溶断しないくらいの容量になっています。２次側の短絡電流にもよりますが、場合によってはケースとＢ種接地を繋ぐ線が先に溶断するかも知れませんし、変圧器が焼損するかも知れません。計算してみないとわかりません。。。
このようなケースはあまり考えられないので（笑）
いずれにせよ、鉄柱やキュービクルでは別の話ですが。

この回答へのお礼

皆さんいろいろ有難うございました。ずいぶん参考になりました。
最初はキュービクルを想定していましたが、柱上変圧器の話も聞けためになりました。

お礼日時：2005/12/27 08:25

No.9 回答者： bungosuidou 回答日時： 2005/12/26 23:31

昼間、街中を見渡して鉄柱を探したのですが残念ながらコン柱しか見当たりませんでした。

従って、低圧の接地相とトランスケースはA種やB種の接地区分を気にせず５．５□の赤い絶縁電線で接続されているものとし、鉄柱の場合はコン柱に準じた動作となるもの考えておけば構わないのではないかと考えています。
なお、鉄柱の具体例をご教示いただければ幸いです。

ところで、接地種別や柱の材質がどうであれ運悪く低圧回路とケースが接触した場合の配電系統・機器の保護を考えて見ます。

例１．お客様への引き込み線とトランスケースが接触した場合
　⇒引込み線の電線ヒューズの溶断で機器を保護する
例２．低圧幹線とトランスが接触した場合
（低圧線が断線してたまたまトランスに接触することはありそうです）
　⇒高圧カットアウト内蔵のヒューズが溶断することで機器を保護する。
機器の保護用に低圧側・高圧側ともヒューズが入っているから接地線の太さはヒューズが先に溶断するだけの太さがあれば保護協調的には問題ないとの判断から線径が規定されていると考えます。

No.8 回答者： yasu99 回答日時： 2005/12/26 10:09

＃７さん、違います。

＞鉄柱でもコン柱でも低圧線のいずれかの相は柱で接地するものと考えます。
●Ｂ種接地対象の低圧線の中性線（接地極の線）は、柱に接地するのではなく、中空となっている柱体内を通ってきたアース線に接続するのです。柱に繋いでいるように見えるのは実は接地線への接続端子です。

ですから、鉄柱においても柱体とＡ種接地は並列の状態であるだけで、いずれのルートでもＢ種を経由することには変わりないと思います。

No.7 回答者： bungosuidou 回答日時： 2005/12/26 09:15

すみません、＃６に対する素朴な疑問です

「鉄柱の場合は、低圧の変圧器ケースへの地絡ルートは、電圧線→変圧器ケース（地絡箇所）→A種接地→B種接地→中性線　となる」とのお説ですが、鉄柱でもコン柱でも低圧線のいずれかの相は柱で接地するものと考えます。
低圧線が柱で接地され、かつ鉄柱であれば接地電流は低圧線の接地線～鉄柱～変圧器ケースの経路を通るのではないのでしょうか？
鉄柱に設置されたトランスケースの地絡電流が鉄柱には流れず、地絡抵抗を経由して接地線に流れるというのは、トランスと鉄柱が絶縁物を介在していれば話は別ですが、不自然だと感じます。
このような地絡事故の場合は高圧カットアウトでヒューズを飛ばすことで過電流保護を行っていると解釈したほうが素直だと思いますが

No.6 回答者： yasu99 回答日時： 2005/12/26 01:07

＃５さんの回答で、補足説明しておきます。

というのも、柱上変圧器でキュービクルとは異なる部分があるからです。

電柱が鉄柱の場合は、変圧器ケースはA種接地が必要ですが、コンクリート柱の場合は変圧器ケースの接地が義務づけられていないので、便宜上B種接地を共用してケースの接地も行っています。
そのようなことから、低圧の変圧器ケースへの地絡が短絡と同じことになるのです。

鉄柱の場合は、キュービクルと同様に、低圧の変圧器ケースへの地絡ルートは、電圧線→変圧器ケース（地絡箇所）→A種接地→B種接地→中性線　となります。

この回答への補足

地絡ルートから考えると、地絡電流がＡ種接地線へ流れることになるが、電流値はＡ種＋Ｂ種接地抵抗値で決まるので小さいということですよね、理解出来ました。
●仮に、接地抵抗値が非常に小さい場合（Ａ種、Ｂ種が１Ω程度）、100V系で50A、400V系で120A程度流れることになりますよね。現実的には無い？？から考えないということでしょうか。

補足日時：2005/12/26 08:23

No.5 回答者： bungosuidou 回答日時： 2005/12/25 10:42

自宅前の柱上トランス（東京電力管内です）を観察した結果を基に回答します

トランスのケースに低圧２次側の電線が接触した場合どのような現象が起こるかということを考えました。
トランスの２次側からは白・赤・黒の３本の線が出ています。赤・黒がホット、白が接地側です。
トランスのケースと白線は赤い細めの電線（１ｍ以下と思われます）で接続されています。この赤い線は他に電柱の金物類につながって大地に接地されているようです。
また、白線は電柱にある低圧配電線（単相三線）の一番上に接続されています。
ここで低圧２次側の白または黒線がトランスケースに接触した場合どのような現象が起こるかと考えます。
先に述べたようにトランスケースは２次側の白線に細めの赤い線で接続されていますから2次側の赤（黒）・白短絡状態となると考えられます。
トランスの２次側短絡ではかなりの大電流が流れますからトランスの高圧側カットアウトの内蔵ヒューズが溶断します。
このケースではトランスの接地端子から大地へ流れる電流はごく僅かであり、２次側の短絡電流の心配だけすれば良いことから接地線の電線サイズは５．５□あれば必要・十分だと考えます。

No.4 回答者： yasu99 回答日時： 2005/12/25 01:26

内線規定が手元にないのでなんとも言えませんが・・・

B種接地についてもう少し述べますと、例えば高圧の混触による地絡電流が２A、対地電圧上昇を150Vに抑えるとすれば、B種接地抵抗は75Ω以下でよいという計算になります。

このように、B種接地抵抗値はA種（10Ω以下）と違って比較的大きくても問題ないのですが、ここに低圧の地絡電流が流れたとしても最大　100V÷75Ω＝1.3A　となり、大した電流ではありませんよね？

柱上変圧器では変圧器容量に関係なく、一律5.5sqです。
キュービクルだけが特別という理由が見あたらないです。

No.3 回答者： yasu99 回答日時： 2005/12/24 01:23

＃２は柱上変圧器を例として回答したものですが・・・

＞地絡保護はB種接地線に漏電警報器を設置します。
●本来、B種接地とは１次側の高圧が２次側の低圧に混触した場合に、低圧側の対地電圧上昇を３００V（または１５０V)以下に抑えるためのものですので、このB種接地に低圧側の漏電警報器を設置するというのはいかがなものかと思いますが、この部分に地気検出機能を持たせるならおっしゃるような協調が必要でしょうね。

＞変圧器(6kV/210V)ケースのA種接地線は一律5.5sqではなく、変圧器容量に応じたB種接地線サイズ相当が必要ということになるのでしょうか？
●A種接地は１次側高圧がケースに地絡した場合の保護ですが、高圧側は非接地系ですから、高圧配電線の亘長にもよりますが、地絡電流はそんなに流れません。
したがって、一律5.5sqでよいと思います。
B種接地も同様の考え方で5.5sqでよいと思います。

この回答への補足

混乱してきました（泣）。本当に申し訳ありません、いろいろ説明していただいているのに・・・
●変圧器ケースのＡ種接地が高圧地絡保護で、サイズ5.5sqで十分なのは理解できます。ただ、変圧器ケースに二次側低圧がケースに地絡した場合は、地絡電流が大きくサイズ不足に感じているのが疑問点です。
●Ｂ種接地は内線規定で変圧器容量によってサイズが決められていますよね？例えば単相6kV/100Vの20kVAでは、14sqになるのでは？柱上変圧器とキュービクルに収める変圧器では考え方が違うのでしょうか？

補足日時：2005/12/24 13:04

No.2 回答者： yasu99 回答日時： 2005/12/23 17:40

＞例えば、変圧器(6kV/210V)の二次側低圧端子とその変圧器ケース間での地絡の場合です。

●この場合の地絡電流は、接地抵抗が小さければ小さいほど、低圧側の短絡電流と同様だと思いますが、これらの過電流はケッチヒューズ、あるいは電線ヒューズで遮断されます。

＞この場合、変圧器ケースの接地線には変圧器容量に応じた地絡電流が流れるので5.5sqではサイズ不足になるのではと疑問に思っています。
●接地線が溶断するまえに、地絡電流を遮断できればいいと考えます。
一体何を地絡から保護するのかという観点から考えると、接地線を太くして地絡電流に耐えられるようにしたとすれば、遮断装置がない限り母線（電線）が溶断もしくは変圧器が焼損してしまいますね？

この回答への補足

地絡保護はB種接地線に漏電警報器を設置します。
漏電警報器動作で変圧器の上位遮断器をトリップさせる場合、接地線が溶断しないようにするにはトリップする時間と地絡電流で接地線サイズが決まるということですね。
となると、変圧器(6kV/210V)ケースのA種接地線は一律5.5sqではなく、変圧器容量に応じたB種接地線サイズ相当が必要ということになるのでしょうか？
キュービクルを見ると容量に関係なく5.5sqで配線されているのがほとんど？？それとも基本的には変圧器ケースでの地絡なんて考えないんでしょうか？

補足日時：2005/12/23 17:59

No.1 回答者： yasu99 回答日時： 2005/12/23 15:26

「低圧回路とケース地絡」の意味が判りません。

低圧機器のケースの接地のことでしょうか？

なお、Ｂ種接地でも5.5sqの接地線を使用します。

この回答への補足

例えば、変圧器(6kV/210V)の二次側低圧端子とその変圧器ケース間での地絡の場合です。この場合、変圧器ケースの接地線には変圧器容量に応じた地絡電流が流れるので5.5sqではサイズ不足になるのではと疑問に思っています。

補足日時：2005/12/23 15:45