PASの選定方法と定格電流の計算|7.2kV・200/300/400Aの決め方
PASの定格電流を「前の物件と同じ200A」で通していませんか。定格電流は負荷電流と受電点の短絡容量の2つから算出し、大きいほうを採用します。そして200A形が使えるのは短絡電流8kAまで。ここを外すと、設置点の短絡容量に耐えない開閉器を付けることになります。この記事では、定格の選び方、SOGが「地絡は開放・短絡はロック」という動きをする理由、VT・方向性・LA・ケースの判断基準までを、計算例と早見表つきで整理します。
結論
PASは定格電圧7.2kVで固定、定格電流は負荷電流と受電点の短絡容量の大きいほうで決まります。
- 定格電圧は 7.2kV。6.6kV受電でも機器の定格はこの値になる
- 定格電流の標準は 200A・300A・400A(600A もある)
- 200A形は短絡電流8kA・100MVAまで/300A・400A形は12.5kA・160MVAまで
- PASは短絡電流を遮断できない。地絡は自分で開放し、過電流はロックして無電圧になってから開放する
- SOG=Storage Over current Ground(過電流蓄勢トリップ付地絡トリップ形)
- 付属仕様は VT内蔵・方向性・LA内蔵・ケース・設置環境の5項目
PASは何をする機器か ― 短絡電流は「切れない」
PAS(高圧交流気中負荷開閉器)は、需要家の構内第1号柱に置く区分開閉器です。高圧受電設備規程では「保安上の責任分界点には、区分開閉器を施設すること」「区分開閉器には、高圧交流負荷開閉器を使用すること」と定められており、絶縁油を使ったものは使えません(PASの位置づけ)。
⚠ 区分開閉器に求められる3つの要件
- JIS C 4607(引外し形高圧交流負荷開閉器)に適合していること
- 過電流ロック機能を有するものであること
- トリップ装置が過電流蓄勢トリップ付地絡トリップ形(SOG)であること
この3つは高圧受電設備規程が求めている条件です。「GR付PAS」として売られている製品は、これを満たした構成になっています。
PASの定格が意味していること
ここがいちばん誤解されやすいところです。PASの定格には「定格短絡遮断電流」という項目がありません。あるのは「流れても壊れない耐量」と「置いてよい場所の上限」です。
| 定格の名前 | 何を表すか | 読み違えると |
|---|---|---|
| 定格電圧 | 機器の耐電圧クラス。6.6kV系では 7.2kV | 受電電圧6.6kVと混同する |
| 定格電流 | 連続して流せる負荷電流。200/300/400/600A | 負荷電流だけでサイズを決めてしまう |
| 定格短時間耐電流 | 1秒間流れても壊れない短絡電流の耐量 | 「この電流を遮断できる」と思ってしまう |
| 定格短絡投入電流 | 短絡している線路に投入したときの耐量 | ― |
| 適用系統短絡容量 | この開閉器を設置してよい地点の短絡容量の上限 | 遮断容量と混同する |
| 定格過負荷遮断電流 | 過負荷程度の電流なら遮断できる値(C400A/C700A) | 短絡電流も切れると思ってしまう |
出典:JIS C 4607 引外し形高圧交流負荷開閉器、JIS C 4605 高圧交流負荷開閉器、高圧受電設備規程(JEAC 8011)、戸上電機製作所 GR付PAS 取扱説明書
ペン太
ハリタ- PASは責任分界点に置く区分開閉器(高圧受電設備規程)
- 要件は JIS C 4607 適合・過電流ロック機能・SOG形トリップ装置
- 定格短絡遮断電流という定格はない=短絡電流は遮断できない
- 定格短時間耐電流は「耐量」、適用系統短絡容量は「置ける場所の上限」
SOGのしくみ ― 地絡は即開放、過電流はロックしてから
SOG は Storage Over current Ground の略で、日本語では「過電流蓄勢トリップ付地絡トリップ形」です。S=Storage(蓄勢)、O=Over current(過電流)、G=Ground(地絡)。トリップ装置の形式名であって、継電器の方式名ではありません。「静止形」は実装方式、「方向性」は地絡検出の付加仕様で、いずれもSOGという語とは別の話です。
過電流を検出したPASは、トリップ回路を開いてロックします。この間は絶対に開きません。配電用変電所の遮断器が動作して配電線が停電し、制御電源が失われたことを検出してから、蓄えておいたエネルギーでトリップコイルを動かして開放します。変電所が再送電する時点では事故点が切り離されているので、同じ配電線の他の需要家は復電できます。これが波及事故を防ぐしくみです。
⚠ 短絡点投入では、蓄勢トリップが働かない
SOG制御装置の電源は制御線(P1・P2)からだけ供給されます。一般の過電流継電器のようにCTの二次電流から電源を取っていないため、負荷側が短絡している状態でPASを投入して短絡事故になった場合、過電流蓄勢トリップ動作は行いません。復電操作の前に、構内側の絶縁を確認しておく理由のひとつです。
ペン太
ハリタ- SOG=Storage Over current Ground(過電流蓄勢トリップ付地絡トリップ形)
- 地絡はSOGが検出してPASを即開放。配電線は停電しない
- 過電流はロックし、変電所が遮断して無電圧になってから開放する
- 短絡点投入のときは蓄勢トリップ動作をしない
定格電圧と定格電流の決め方
定格電圧は 7.2kV で固定
6.6kV受電でも、機器の定格電圧は 7.2kV を選びます。これは JIS が定める定格電圧の標準値(3.6/7.2/12/24/36kV)のうち、6.6kV系に対応するクラスだからです。なお絶縁耐力試験で使う最大使用電圧 6.9kV(公称電圧×1.15/1.1)とは別の概念なので、混ぜないようにしてください。
定格電流は2つの計算から決める
💡 計算例:契約電力 500kW / 受電点の短絡電流 9.0kA
- 条件A 500/(1.732×6.6×0.9)= 48.6A → ×1.5 = 72.9A → 200A形で足りる
- 条件B 9.0kA は 8kA を超える → 200A形は使えない → 300A形
- 採用 大きいほうを採るので 300A
契約電力が未定なら、各変圧器の一次電流(単相=容量÷6.6、三相=容量÷√3×6.6)を合計した値を使います。例:単相300kVA×2+三相200kVA×3 = 143.5A(変圧器二次側の定格電流早見表)。
⚠ 0.9 と 1.5 の扱い
分子は契約電力[kW]です。力率0.9で割って皮相電力に換算しているので、kVAを入れると二重に力率を見込むことになります。また0.9(力率)と1.5(安全係数)は実務で使われている慣用値で、JISや高圧受電設備規程に条文の根拠は見当たりません。(規程付録の計器用変成器の選定式では力率0.95〜1.00を使い、安全係数は掛けません。)社内標準として扱い、最終的な定格は条件Aと条件Bの2本立てで担保するのが安全です。
200A形と300A形の分かれ目は 8kA
| 定格電流 | 定格短時間耐電流 (1秒) |
定格短絡投入電流 | 適用系統短絡容量 | ロック電流値 |
|---|---|---|---|---|
| 200A | 8kA | C20kA | 100MVA 以下 | 350A±50A |
| 300A | 12.5kA | C31.5kA | 160MVA 以下 | 600A±100A |
| 400A | 12.5kA | C31.5kA | 160MVA 以下 | 600A±100A |
| 600A | 12.5kA | 31.5kA | 160MVA | ― |
高圧受電設備規程は「定格短時間耐電流は、系統(受電点)の短絡電流以上のものを選定すること」としています。受電点の短絡電流は、引込点に近い電柱番号を控えて管轄の電力会社に照会します(短絡電流・遮断容量 計算ツールで概算できます)。
出典:戸上電機製作所 GR付PAS 製品仕様・取扱説明書、高圧受電設備規程(JEAC 8011)215-1 の定格例
ペン太
ハリタ- 定格電圧は 7.2kV(最大使用電圧 6.9kV とは別の概念)
- 定格電流は 条件A 負荷電流 と 条件B 受電点の短絡容量 の大きいほう
- 200A形は 8kA・100MVA まで/300A・400A形は 12.5kA・160MVA まで
- 負荷電流の式の分子は契約電力[kW]。0.9と1.5は慣用値で規格の根拠はない
付属仕様の5項目 ― VT・方向性・LA・ケース・設置環境
本体の定格が決まっても、発注はできません。PASには5つの付属仕様があり、どれも現場の条件で決まります。カタログの型番はこの5つの組み合わせでできています。
① 制御電源の取り方(VT内蔵の要否)
SOG制御装置を動かす電源を、どこから取るかの選択です。自力電源はPASに内蔵したVT(6,600V/105V・25VA)から取る方式で、制御電源の工事が難しい場所や既設改修に向きます。他力電源は構内の低圧側から制御線を引く方式です。
⚠ 制御電源の取り方を間違えると、SO動作しなくなる
- 別系統から制御電源を取ると、過電流蓄勢トリップ(SO動作)が成立しません。「配電線の停電で制御電源が切れる」ことをトリガーにしているためです
- 制御電源用のスイッチが開いたり、ヒューズが溶断したりしないよう注意する
- 2回線引込で切換開閉器の負荷側から制御電源を取ると、SO動作せず波及事故になりうる
- VT内蔵形に別電源を共バサミ(二重印加)すると、内蔵VTが焼損します
詳細はPASのVTの設置基準と選定方法で扱っています。
② 地絡リレーの方向性の要否
方向性(DGR)がないと、構外の地絡事故でPASが不要動作することがあります。いわゆる「もらい事故」です。構内の高圧ケーブルが長いほど対地静電容量が大きくなり、自分の構内でない地絡でも零相電流が流れてしまうためです。
| ケーブル 公称断面積 |
無方向性・0.2A設定で使える最大長さ | |
|---|---|---|
| 60Hz | 50Hz | |
| 22 sq | 50 m | 60 m |
| 38 sq | 42 m | 51 m |
| 60 sq | 36 m | 43 m |
| 100 sq | 29 m | 35 m |
方向性の整定は、上位の遮断装置より先に動くようにし、動作時間は0.2秒以上の間隔を取ります。判断の詳細はPASの方向性の基準と選定方法を参照してください。
③ LA(避雷器)内蔵の要否
電気設備技術基準の解釈 第37条では、高圧架空電線路から受電する受電電力500kW以上の需要場所の引込口に避雷器の施設が義務づけられています。500kW未満は義務ではありませんが、架空引込なら雷害対策としてLA内蔵形を選ぶのが実務の定番です。地中引込には第37条の義務はかかりません(UGS・UASにLA内蔵品が一般的でないのはこのためです)。避雷器にはA種接地工事が必要で、接地線の太さと共用条件は避雷器LAの設置基準と接地線の太さ、引込点での考え方は引込点の避雷器で扱っています。
④ ケースの選定と ⑤ 設置環境
外箱は鋼板製とステンレス製があり、塩害地域では耐塩・重耐塩仕様を選びます。海岸からの距離が目安ですが、この距離区分は業界慣行の値で、規格番号のある基準ではありません。風向や標高で変わるため、300mを超えていても重耐塩が必要な場合があります。判断は現地調査と関係者協議で決めてください(PASの塩害対策と選定方法)。
| 仕様 | 目安となる条件 | 備考 |
|---|---|---|
| 一般(鋼板製) | 海岸から1kmより遠い一般地域 | 溶融亜鉛めっき鋼板など |
| 耐塩 | 海岸から 300m〜1km 程度 | 表面処理と膜厚で区分される |
| 重耐塩(ステンレス) | 海岸から 300m 以内 | 耐塩じん汚損 0.35mg/cm² の仕様例がある |
| 項目 | 何で決まるか | 判断の目安 |
|---|---|---|
| ① VT内蔵 | 制御電源をどこから取れるか | 制御電源の工事が難しいなら内蔵形。別系統からは取らない |
| ② 方向性 | 構内の高圧ケーブル長 | 22sq 50m(60Hz)などを超えるなら方向性を推奨 |
| ③ LA内蔵 | 架空引込か地中引込か、受電電力 | 架空+500kW以上は義務。架空なら内蔵形が定番 |
| ④ ケース | 海岸からの距離、汚損環境 | 300m以内は重耐塩、300m〜1kmは耐塩が目安 |
| ⑤ 設置環境 | 積雪・鳥害・樹木・操作位置 | 操作紐を安全に引ける位置かを現地で確認する |
ペン太
ハリタ- 付属仕様は VT内蔵・方向性・LA内蔵・ケース・設置環境の5項目
- 制御電源を別系統から取ると、過電流蓄勢トリップ(SO動作)が働かない
- 方向性の要否は構内ケーブル長で判断(22sq 50m/38sq 42m ほか・60Hz・0.2A設定)
- LAは架空引込で受電電力500kW以上が義務。地中引込は対象外
機種の使い分けと、更新・点検
PASは架空引込用の呼び名です。引込方式と絶縁方式が変われば機種名も変わります。略号は1文字目が引込方式(P=架空/U=地中)、2文字目が絶縁(A=気中/G=ガス)と読めば迷いません。
| 略号 | 名称 | 引込方式 × 絶縁 | 選ぶ場面 |
|---|---|---|---|
| PAS | 高圧交流気中負荷開閉器 | 架空 × 気中 | 架空引込の標準。構内第1号柱に設置する |
| PGS | 高圧交流ガス負荷開閉器 | 架空 × ガス | 小型化したいとき、汚損環境 |
| UAS | 地中線用 気中負荷開閉器 | 地中 × 気中 | SF6を避けたい場合。UGSからの置換が進んでいる |
| UGS | 地中線用 ガス負荷開閉器 | 地中 × ガス | 地中引込のキャビネット内。小型 |
| PDS | ピラージスコン(手動断路器) | 地中 × 気中 | 開閉器ではなく断路器。保護機能がなく更新対象 |
更新の目安と、点検で見るところ
⚠ 年次点検での注意
- 点検項目:外観の損傷・汚損・腐食、操作紐の切れ、継電器の故障表示、制御線接続部の過熱変色・ゆるみ、接地線の外れ・断線、動作試験と開閉表示、接地抵抗測定、絶縁抵抗測定
- SOGの試験:地絡動作電流値・地絡動作時間・開閉器連動、過電流蓄勢トリップ(SO動作)試験、方向性なら地絡動作電圧値と位相試験。VT内蔵形は試験後にVT二次側抵抗を測る
- VT内蔵形で絶対にやらないこと:一相ごとの商用周波耐電圧試験。ケーブルの対地静電容量を経由してVTに過電圧が加わり、SOG制御装置やVTの焼損、線間短絡の原因になります
- SO動作試験のあとは操作ハンドルの「切」側を引いてリセットしないと再投入できません
- ケーブルヘッドは端末処理部の損傷・亀裂、遮へい層の接地処理をあわせて確認します
出典:日本電機工業会「汎用高圧機器の更新推奨時期に関する調査」報告書(2023年3月改訂)、高圧受電設備規程 点検事項・各種試験、エナジーサポート SOG点検記録簿、戸上電機製作所 取扱説明書
- 略号は P=架空/U=地中、A=気中/G=ガス で読める
- 地中引込は UGS・UAS。避雷器の施設義務は架空引込にだけかかる
- 更新推奨時期は屋外10年(または定格負荷電流開閉200回)。SOG制御装置も10年
- VT内蔵形で一相ごとの耐電圧試験をするとVTが焼損する
よくある質問
PASの定格電流はどうやって決めますか?
「負荷電流から算出した値」と「受電点の短絡容量から算出した値」の2つを比べ、大きいほうを採用します。標準値は 200A・300A・400A(600Aもあります)。メーカーも「定格電流と適用系統短絡容量のいずれか大きいほう」を指定しています。
PASの定格電圧が 7.2kV なのはなぜですか?
JISが定める定格電圧の標準値(3.6/7.2/12/24/36kV)のうち、6.6kV系に対応するクラスが7.2kVだからです。受電電圧が6.6kVでも機器の定格は7.2kVになります。絶縁耐力試験に使う最大使用電圧6.9kV(公称電圧×1.15/1.1)とは別の値です。
受電点の短絡電流が9kAのとき、200A形は使えますか?
使えません。200A形の定格短時間耐電流は8kA(適用系統短絡容量100MVA)までです。9kAなら12.5kA・160MVAまで対応する300A形または400A形を選びます。
SOGは何の略ですか?
Storage Over current Ground の略で、「過電流蓄勢トリップ付地絡トリップ形」を指します。S=蓄勢、O=過電流、G=地絡です。トリップ装置の形式名であり、「静止形地絡方向継電器」の略ではありません。
PASは短絡電流を遮断できますか?
できません。PASは負荷開閉器で、定格短絡遮断電流という定格そのものがありません。短絡のときは過電流を検出してロックし、配電用変電所の遮断器が切って無電圧になってから開放します。
地絡のときと短絡のときで、動作はどう違いますか?
地絡はSOGが検出してPASを即開放します(配電線は停電しません)。短絡は開放を禁止(ロック)し、配電線が停電して制御電源が切れたことを検出してから、蓄えたエネルギーで開放します。
地絡リレーの方向性は、どんなときに必要ですか?
構内の高圧ケーブルが長く、構外の地絡でもらい事故を起こすおそれがあるときです。無方向性・0.2A設定で使える最大ケーブル長は 22sq 50m/38sq 42m/60sq 36m/100sq 29m(60Hz)が目安で、これを超えるなら方向性を推奨します。
PASは何年で更新すればよいですか?
日本電機工業会の報告書では、屋外用の高圧交流負荷開閉器は使用開始後10年、または定格負荷電流での開閉200回が目安です。SOG制御装置も別に10年で見ます。製造者の保証値ではないので、点検で兆候があれば年数前でも更新します。
まとめ ― 取り違えやすいところと、選定の手順
| 取り違えやすいところ | 正しくは |
|---|---|
| 6.6kV受電なら定格電圧も6.6kV | 機器の定格電圧は 7.2kV。最大使用電圧6.9kVとも別の値 |
| 定格電流は負荷電流だけで決まる | 受電点の短絡容量からも算出し、大きいほうを採用する |
| 200A形も12.5kAまで使える | 200A形は 8kA・100MVA まで。12.5kAは300A形以上 |
| PASが短絡電流を遮断してくれる | 遮断できない。ロックして、無電圧になってから開放する |
| SOGは「静止形地絡方向継電器」 | Storage Over current Ground=過電流蓄勢トリップ付地絡トリップ形 |
| 制御電源はどこから取ってもよい | 別系統から取るとSO動作が成立しない。VT内蔵形の共バサミは焼損 |
| 方向性は感覚で決める | 構内ケーブルの太さと長さで判断できる |
| LAは容量にかかわらず義務 | 義務は架空引込で受電電力500kW以上。地中引込は対象外 |
| 手順 | やること | 使う値・根拠 |
|---|---|---|
| 1|引込方式 | 架空か地中かを決める | 架空=PAS・PGS/地中=UGS・UAS |
| 2|定格電圧 | 7.2kV で固定 | JIS の定格電圧の標準値 |
| 3|条件A | 負荷電流から定格電流を算出 | I={契約電力/(√3×6.6×0.9)}×1.5 |
| 4|条件B | 受電点の短絡容量を電力会社に照会 | 8kA以下=200A/12.5kA以下=300・400A |
| 5|定格電流 | 条件Aと条件Bの大きいほうを採用 | 定格短時間耐電流 ≧ 受電点の短絡電流 |
| 6|付属仕様 | VT・方向性・LA・ケース・設置環境を決める | 現地条件と電技解釈第37条 |
| 7|記録 | 電柱番号・短絡容量・仕様を図面に残す | 更新時の引き継ぎになる |
📘 体系的に学びたい方へ
このテーマは、連載「引込・受電設備の設計マニュアル」の第4回 責任分界点とPAS・UGS、および高圧受変電設備の設計マニュアル(全14回+資料編)の④ 引込部でも扱っています。
出典:高圧受電設備規程(JEAC 8011)、JIS C 4607 引外し形高圧交流負荷開閉器、JIS C 4605 高圧交流負荷開閉器、電気設備の技術基準の解釈 第37条、日本電機工業会「汎用高圧機器の更新推奨時期に関する調査」報告書、戸上電機製作所・エナジーサポートの製品資料。数値は目安であり、適用にあたっては採用品のメーカー資料と最新版の原典をご確認ください。
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