電験２種過去問【2019年電力 問4】

解答

解説

　一般に低圧電路は、変圧器の$\fbox{(ﾎ)内部故障}$や電線等の$\fbox{(ﾘ)断線}$故障の際に高圧電路と混触を起こし、高圧側の電圧が低圧側に現れて危険となるおそれがあるため、変圧器にはB種接地工事を施して、発生する電位上昇を抑制している。
　図１に示すように、線間電圧の大きさがVの三相３線式電線路に接続された単相変圧器において、高低圧巻線間に混触が生じた際の低圧側電線の対地電圧$\dot{V}_R$の大きさを$V_1$以下にするための接地抵抗Rの最大値$R_M$を以下のように求める。ただし、Cは三相線路の電線１条の対地静電容量、ωは電源の角周波数である。また、変圧器のインピーダンスは無視する。
　図２に示す高低圧混触時のテブナンの定理による等価回路により、接地抵抗Rに流れる電流$\dot{I}_R$の大きさは(ｦ)$\displaystyle\left|\frac{\frac{V}{\sqrt3}}{R+\frac{1}{j3\omega C}}\right|$で表される。ここで、$R≪\frac{1}{3\omega C}$とすると、最大値$R_M$は(ｶ)$\displaystyle\frac{V_1}{\sqrt3V\omega C}$で表される。なお、柱上変圧器の高圧巻線と低圧巻線の混触は、配電用変電所の$\fbox{(ﾆ)地絡保護リレー}$で検出され、配電用変電所の遮断器で遮断される。