PASの設計｜地絡継電器『方向性』有無の判断基準と使用用途について詳しく解説
逆走は危険です
ＰＡＳの方向性ってどうやって決めるの？
設置基準にかかわらず地絡継電器の方向性機能は付けることをお勧めします
理由
- もらい事故を防ぐことができる
- 方向性の有無によるコスト差が小さい（数万円程度）
（取付無しにしたことによるリスクのほうが大きい）
- ＰＡＳの方向性について知りたい方
- 方向性の選定方法について知りたい方…など
ペン太
ハリタこの3つ、すぐ答えられますか
- 地絡継電器の方向性は、何のためにあるのか
- 方向性の有無は、何をもとに判断するのか
- 推奨ケーブル長さは、どう求めるのか
方向性の機能（もらい事故の防止）
もらい事故とは（波及事故）
近隣の需要家を【需要家A】、自身の需要家を【需要家Ｂ】とします
需要家【Ａ】（例えば隣の敷地の建物）で
地絡事故が発生したとします。
その場合、需要家【Ａ】のＰＡＳは電力会社の配電線側への
事故電流の流出を防ぐためＰＡＳを解放させます。（ＳＯＧ動作）
その事故電流が需要家【Ｂ】にも流れてしまい、
自身の需要家のＰＡＳも解放されてしまう現象のことになります。
（全館停電を起こしてしまいます）
波及事故のおはなし | 北海道でんき保安協会 (hochan.jp)
- 近隣の需要家で地絡事故が起きると、そのＰＡＳがＳＯＧ動作で解放される
- その事故電流が自身の需要家にも流れ、自分のＰＡＳまで解放されてしまう
- 結果として全館停電を起こす。これがもらい事故（波及事故）
方向性の設置基準
方向性の有無がケーブル長さによって決まる理由
高圧ケーブルが長くなると対地静電容量が大きくなり、
他の需要家からのもらい事故が発生する可能性が高くなります。
地絡を生じると需要家側での対地静電容量に応じた電流が流れます。
この時地絡継電器に地絡電流が流れ、無方向性の地絡継電器では
設定値以上になると開閉器を遮断することになります。
方向性地絡継電器を設置すると、地絡電流の向き（ベクトル）を
判定するため配電線路からのもらい事故の影響を受けなくてすみます。
方向性の有無について｜対地静電容量を求めるフロー
高圧電路に地絡が生じた際、自動的に電路を遮断する必要があります
対地静電容量に応じた電流が地絡継電器の設定値以上になると
開閉器を遮断します（もらい事故・波及事故）
地絡継電器の設定値以下であれば地絡継電器は作動しないため
方向性の有無は”対地静電容量＝ケーブルの長さ”
によって選定することができます
| 公称断面積(mm2) | 無方向性で0.2A設定の時の最大使用可能ケーブル長さ(ｍ) | |
| CVおよびCVTケーブル | ||
| ６０Hｚ | ５０Ｈｚ | |
| ２２ | ５０ | ６０ |
| ３８ | ４２ | ５１ |
| ６０ | ３６ | ４３ |
| １００ | ２９ | ３５ |
ペン太
ハリタ- 高圧ケーブルが長くなると対地静電容量が大きくなる
- 対地静電容量が大きいほど、もらい事故が発生する可能性が高くなる
- 無方向性の地絡継電器は、設定値以上の地絡電流で開閉器を遮断してしまう
- 方向性地絡継電器は地絡電流の向き（ベクトル）を判定するため、配電線路からのもらい事故の影響を受けにくい
推奨ケーブル長さの求め方
| Cｏ | 対地静電容量 |
|---|---|
| Ig | 地絡電流 |
| ｆ | 周波数 |
| E | 線間電圧 |
計算例
地絡継電装置の検出感度を ”Ig＝0.2A” とする
0.06［μＦ］５０Hｚの場合
0.0４６４［μＦ］６０Hｚの場合
先ほど求めた対地静電容量をケーブルごとの
１線あたりの静電容量（μＦ／ｋｍ）で割り戻し長さを求めましょう
＝１４５［ｍ］となります
実際の地絡電流は計算より大きく流れるため計算値の0.3～0.5を推奨値とします
出典：（高圧受変電設備規程）より
- 地絡継電装置の検出感度をＩｇ＝0.2Ａとして対地静電容量を求める
- 50Ｈｚでは0.06［μＦ］、60Ｈｚでは0.0464［μＦ］
- ケーブル1線あたりの静電容量（μＦ／ｋｍ）で割り戻して長さを求める
- 実際の地絡電流は計算より大きく流れるため、計算値の0.3〜0.5を推奨値とする
無方向性の場合｜推奨ケーブル長さ
| 取り違えやすいところ | 正しくは |
|---|---|
| もらい事故は自分の設備の不具合 | 近隣の需要家の地絡事故が原因で起こる |
| 方向性の有無は好みで決めてよい | 高圧ケーブルの長さ（対地静電容量）で判断する |
| 計算で出た長さをそのまま使える | 実際の地絡電流は計算より大きいため0.3〜0.5に補正する |
| 周波数が違っても計算結果は同じ | 50Ｈｚと60Ｈｚで対地静電容量の値が変わる |
- 無方向性の場合の最大使用可能ケーブル長さが示されている
- 推奨長さ以下であれば、計算上は無方向性でも成立する
よくある質問（FAQ）
Q. 地絡継電器の方向性は何のためにありますか？
もらい事故（波及事故）の防止のためです。近隣の需要家で地絡事故が発生した際、その事故電流によって自身の需要家のＰＡＳまで解放され、全館停電となる現象を防ぎます。
Q. 方向性の有無はどう判断しますか？
高圧ケーブルの長さ（対地静電容量）によって判断します。ケーブルが長くなると対地静電容量が大きくなり、もらい事故の可能性が高くなります。推奨ケーブル長さ以下であれば、計算上は無方向性でも問題ありません。
Q. 推奨ケーブル長さはどう求めますか？
地絡継電器の検出感度をＩｇ＝0.2Ａとして対地静電容量を求め、ケーブル1線あたりの静電容量（μＦ／ｋｍ）で割り戻して長さを算出します。実際の地絡電流は計算値より大きく流れるため、計算値の0.3〜0.5を推奨値とします。
Q. 結局、方向性は付けたほうがよいですか？
設置基準にかかわらず、方向性機能を付けることをお勧めします。もらい事故を防げるうえ、方向性の有無によるコスト差は数万円程度と小さく、取り付けないことによるリスクのほうが大きいためです。
ペン太
ハリタ
まとめ
方向性地絡継電器の目的
- もらい事故の防止
方向性設置有無の基準
- 負荷側の高圧電路が長いなどの条件により対地静電容量が大きい場合
- 電気事業者側で地絡が発生
- 需要家側での対地静電容量に応じ電流が流れる
- 電流Iｇが地絡継電器の設定値以上になると開閉器が遮断する［もらい事故］
方向性付にするとこのIgのベクトルを判定（配電系統からの地絡電流である）するためもらい事故の影響を受けない
不要なもらい事故防止のためにも方向性の設置を推奨するが基準としてケーブルの長さによる方向性の要否判断基準を示す
方向性の有無は、高圧ケーブルの長さから対地静電容量を求めて判断するのが基本です。
| 手順 | やること |
|---|---|
| 1｜検出感度を決める | 地絡継電装置の検出感度（例：Ｉｇ＝0.2Ａ）を設定する |
| 2｜対地静電容量を求める | 計算式からＣｏを算出する（50Ｈｚと60Ｈｚで値が変わる） |
| 3｜ケーブル長さに換算 | ケーブル1線あたりの静電容量（μＦ／ｋｍ）で割り戻す |
| 4｜推奨値に補正 | 実際の地絡電流は計算より大きいため、計算値の0.3〜0.5を推奨値とする |
| 5｜方向性の要否を判断 | 推奨長さを超えるなら方向性（ＤＧＲ）を採用する |
もらい事故で押さえること
- 近隣の需要家の地絡事故が、自身のＰＡＳを解放させてしまう現象
- 結果として全館停電になる
- 方向性は地絡電流の向きを判定して、これを防ぐ機能
判断で押さえること
- 高圧ケーブルが長いほど対地静電容量が大きく、もらい事故の可能性が高い
- 推奨ケーブル長さ以下なら、計算上は無方向性でも成立する
- 出典は高圧受変電設備規程
設置基準にかかわらず、方向性機能を備えておくと安心です。ケーブル長さが微妙なときほど検討しておきましょう。
関連する回：④ 引込部 ― 責任分界点とPAS・UGS ／ ⑧ 保護継電器と保護協調
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