受変電設備の設計｜変流器（CT）の選定ポイントについて詳しく解説
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図解のポイント：変流器（CT）は大電流を計器・保護用の小電流に変換する機器で、選定は①変流比（一次定格/二次5A）、②定格負担(VA)、③過電流定数、④確度階級（計器用0.5級/保護用10P等）の4ポイントで決めます。最重要の禁止事項は通電中に二次回路を開放しないことで、高電圧が発生し感電・機器焼損の重大事故につながります。二次側は必ず片端をD種接地し、取り外す際は二次を短絡します。
ペン太変流器って大電流を5Aに変換するんですよね。変流比は負荷電流と同じ値をそのまま選べばいいんですか？
ハリタ目安は負荷電流の1.5倍です。変流比のほかに定格負担や過電流定数、確度階級の4つのポイントで選定していきます。
この記事で押さえる3つのこと
- 定格一次電流は、定格負荷電流の1.5倍が目安。
- 保護用（過電流継電器と連携）は過電流定数n＞10。キュービクル用の変流器もn＞10。
- 通電中に二次側を開放すると異常な高電圧。外すときは先に短絡。
この記事でわかること
項目が多いので、チェックリストを手元に置いて読むと整理しやすくなります。
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🔧受電設備に使う変流器（CT）の選定ポイント！
変流比 負荷×1.5倍。
定格負担 機器＋配線のVA。
過電流定数 保護用はn＞10。
確度階級 計測の精度。
✅ 変流器（CT）とは？
CT（Current Transformer） ＝ 電流を比例的に変換する計器用変成器
| 種類 | 特徴 |
|---|---|
| 巻線型 CT | 高圧用。構造が固定され、絶縁性能が高い |
| 貫通型 CT | 低圧用。電線を通すだけで使用可能、取り扱い簡単 |
ここまでのポイント
- CT（Current Transformer）は、電流を比例的に変換する計器用変成器
- 巻線型は高圧用で、構造が固定され絶縁性能が高い
- 貫通型は低圧用で、電線を通すだけで使える
✅ 変流比の決め方（選定基準）
負荷電流 60A（例）。
×1.5 90A。
直近上位 100A。
二次 通常5A、長距離は1A。
たとえるなら
変流比は、体重計の上限選び
体重60kgの人が上限60kgの体重計に乗ると、針はいっぱいで、少し重くなっただけで振り切れますよね。上限90kgくらいの体重計なら、針は真ん中あたりで読みやすくなります。CTも同じで、負荷電流ちょうどではなく、1.5倍くらいの定格を選びます。
ここに注意！
「CTの定格は、負荷電流ちょうどがよい」ではありません。
負荷電流に近すぎると、少し増えただけで指針が振り切れて読めなくなります。定格負荷電流の1.5倍を目安に、直近上位の定格を選びます。
-
定格一次電流：定格負荷電流 × 1.5倍 が目安
-
定格二次電流は通常 5A
→ 離隔が長い場合は 1A を選択する
ここまでのポイント
- 定格一次電流は、定格負荷電流の1.5倍が目安
- 定格二次電流は通常5A
- 離隔が長い場合は1Aを選ぶ
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✅ CTの定格項目
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 一次電流 | 例：50A, 75A, 100A… |
| 二次電流 | 通常5A（または1A） |
| 定格負担 | VA単位。機器+配線の負荷容量（例：40VA） |
| 確度階級 | 計測精度（例：1級＝±1%） |
| 過電流定数 | 例：>10（10倍電流まで計測精度維持） |
| 耐電流 | 12.5kA（短時間電流耐性） |
| 雷インパルス耐電圧 | 60kV（雷サージなど） |
✅ 選定時の注意点
| チェック項目 | 理由とポイント |
|---|---|
| 負荷電流に対して1.5倍程度を選ぶ | 実際の電流に近すぎると指針が振り切れて計測不能に |
| 確度階級は「1級」以上 | 精度が求められる用途では誤差±1%の1級以上を目安にする |
| 定格負担を超えないように | 接続する計器や配線長の合計VAをCT仕様に収めることが必要 |
| 過電流定数・耐電圧の確認 | 系統保護や高電圧サージに対応できる性能があるかを確認 |
ここまでのポイント
- 負荷電流に近すぎる定格を選ぶと、指針が振り切れて計測できなくなる
- 確度階級は、精度が求められる用途では1級（誤差±1％）以上を目安にする
- 接続する計器や配線長の合計VAを、CTの定格負担に収める
- 過電流定数と耐電圧が、系統保護やサージに対応できるか確認する
✅ CT選定チェックリスト
| ✅項目 | 推奨値／基準 |
|---|---|
| 定格一次電流 | 負荷電流 × 1.5倍 |
| 定格二次電流 | 5A（遠距離は1A） |
| 定格負担 | 使用機器VA合計以下 |
| 確度階級 | 1級（±1%） |
| 過電流定数 | 10以上 |
| 耐電圧 | 系統に応じて確認 |
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✅ 過電流定数（Accuracy Limit Factor）
定義 比誤差−10％になる倍率。
n＞10 定格の10倍まで。
保護用 n＞10。
計器用 大きなnは不要。
ここに注意！
「過電流定数は、大きいほどよい」ではありません。
過電流継電器と組み合わせる保護用では、事故電流でも正しく写すためにn＞10などが必要です。一方、計器用では大きなnは要りません。用途で決めます。
◆ 定義：
過電流定数 = 比誤差が−10％になる一次電流 ÷ 定格一次電流
→ 「n = 10」「n = 20」などと表記される
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 意味 | CTが誤差10%以内で測定できる最大電流の倍率 |
| 基準 | キュービクル用の変流器（JIS C 4620 附属書）はn＞10 |
| 適用 | 過電流継電器と接続する場合に重視される指標 |
◆ 注意点：
-
過電流定数が小さいと、大電流時の誤差が大きくなる
-
一般計測用途（例：電力量計）ではそこまで大きなn値は不要
ここまでのポイント
- 過電流定数は「比誤差が−10％になる一次電流 ÷ 定格一次電流」で、n＝10、n＝20などと表記する
- CTが誤差10％以内で測定できる最大電流の倍率を示す
- キュービクル用の変流器（JIS C 4620 附属書）はn＞10
- 小さいと大電流時の誤差が大きくなる。一般計測用途では大きなn値は不要
✅ 過電流強度（Thermal Current Withstand）
ここに注意！
「過電流強度の40倍は、二次電流5Aの40倍」ではありません。
過電流強度の倍数は、定格一次電流に対する倍数です。定格一次電流100AのCTなら、40倍×1秒は4kA×1秒です。短絡電流が大きい系統では、75倍・150倍・300倍のものを選びます。
◆ 定義：
変流器が、定格電流を超える電流（事故電流）に何秒耐えられるかを表す
→ 通常は「定格電流 × 時間」で評価（例：12.5kA × 1秒）
◆ 実用上のポイント：
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 測定目的 | CTが熱・機械的に壊れない範囲で使用するための基準 |
| 一般的な基準 | 定格一次電流の40倍×1秒が目安（例：定格一次電流100Aなら4kA×1秒） |
| 実事故想定時 | 75倍、150倍、300倍など大きな耐性が必要な場合もある |
→ 特に短絡事故を想定した保護リレー系統では重要な選定条件。
ここまでのポイント
- 過電流強度は、事故電流に何秒耐えられるかを示す（例：12.5kA×1秒）
- 一般的な目安は定格一次電流の40倍×1秒（100Aなら4kA×1秒）
- 短絡事故を想定する保護リレー系統では、75倍・150倍・300倍が必要なこともある
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✅ 確度階級（Accuracy Class）
◆ 定義：
CTの測定精度を分類した指標。値が小さいほど精密。
| 確度階級 | 意味 |
|---|---|
| 0.2級・0.5級 | 特別精密計測用（例：需要家契約電力量計） |
| 1.0級 | 一般的な電力計測用、受電計測にも使用 |
| 3.0級 | 精度の要求が緩い一般監視計測に使用 |
→ 通常、配電盤計測なら「1.0〜3.0級」、契約計量なら「1.0級以下」が目安（大口需要家や特別高圧など精度要求が高い契約では0.5級以下を求められる場合もあるため、契約先の電力会社の規定を確認してください）。
ここまでのポイント
- 確度階級は値が小さいほど精密
- 0.2級・0.5級は特別精密計測用、1.0級は一般的な電力計測用、3.0級は緩い監視計測用
- 配電盤計測なら1.0〜3.0級、契約計量なら1.0級以下が目安
- 大口需要家や特別高圧では0.5級以下を求められることもあるため、電力会社の規定を確認する
✅ 実務選定のポイントまとめ：
| 選定項目 | 実務での目安 |
|---|---|
| 過電流定数 | n≧10（過電流リレー連携時） |
| 過電流強度 | 40倍×1秒（高短絡時は150倍以上） |
| 確度階級 | 一般1.0級、契約計量は1.0級以下（大口需要家など精度要求が高い契約では0.5級以下の場合も） |
| 用途 | 重視する指標 | 目安 |
|---|---|---|
| 計器用（計測・計量） | 確度階級 | 一般計測は1.0級、契約計量は1.0級以下 |
| 保護用（継電器連携） | 過電流定数 | n＞10（キュービクル用の変流器、JIS C 4620 附属書） |
| 短絡を想定する系統 | 過電流強度 | 40倍×1秒。高短絡時は150倍以上 |
✅ 定格負担（Rated Burden）
足すもの 計器・継電器・配線。
範囲 定格の1/4〜定格値。
配線 I²Rで計算。
長距離 二次1Aで25分の1。
ここに注意！
「定格負担の計算に、配線は入れなくてよい」ではありません。
配線の負担（I²R）も足します。5.5mm²・往復100mなら、二次5Aで約8.3VAにもなります。配線が長いときは二次1Aにすると、負担は25分の1になります。
◆ 定義：
CTの二次側に接続可能な機器（電流計・保護リレー等）＋配線による消費容量の上限（単位：VA）
◆ ポイント整理：
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 定格負担を超えると？ | 測定誤差増加、誤作動の原因に |
| 小さすぎても？ | 誤差が大きくなり、指示が安定しない |
| 使用推奨範囲 | 定格負担の1/4～定格値以内 |
| 配線のVAも含む？ | 含みます（例：I²RまたはI²Zₙ） |
| 配線距離が長い場合 | 5Aよりも1A CTが有利（25倍の差） |
◆ 配線抵抗参考
| 線種 | 抵抗値（Ω/km） |
|---|---|
| 3.5mm² | 5.20 |
| 5.5mm² | 3.33 |
| 8.0mm² | 2.31 |
ペン太点検で計器を外すとき、CTの二次側も普通に開放して作業して大丈夫ですよね？
ハリタ絶対にいけません。通電中の二次側開放は異常高電圧で焼損や感電につながります。短絡端子板で閉回路を保ちます。
ここまでのポイント
- 定格負担は、二次側に接続する機器と配線の消費容量の上限（VA）
- 超えると測定誤差が増え、誤作動の原因になる
- 小さすぎても誤差が大きく、指示が安定しない
- 使用推奨範囲は定格負担の1/4〜定格値以内
- 配線のVAも含めて計算する。配線距離が長い場合は1A CTが有利（負担で約25倍の差）
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✅ 注意点：二次回路の開放禁止！
開放 異常な高電圧。
結果 焼損・感電。
外すとき 先に短絡。
いつも 閉ループで使う。
たとえるなら
CTは、決まった量の水を押し出すポンプ
決まった量の水を押し出し続けるポンプの出口をふさぐと、水の行き場がなくなって圧力がどんどん上がり、ホースが破裂しますよね。CTの二次側も、一次に電流が流れている限り電流を流そうとするので、開放すると異常な高電圧が出ます。
ここに注意！
「計器を外すときは、CTの二次側を開いてよい」ではありません。
通電中に二次側を開くと、鉄心が飽和して異常な高電圧が出て、焼損や感電につながります。先に短絡端子板で二次側を短絡してから、計器を外します。
❗ 絶対にやってはいけないこと：
CTの一次側に電流が流れている状態で、二次側を開放すると…
| 発生事象 | 説明 |
|---|---|
| 鉄心が磁気飽和 | 正常な変流ができず、異常高電圧が発生 |
| 発熱・焼損の恐れ | CTが過熱し破損するリスクがある |
| 機器破損・人身事故 | 二次電路に高電圧 → 非常に危険 ⚡ |
ここまでのポイント
- 一次側に電流が流れている状態で二次側を開放すると、鉄心が磁気飽和する
- 正常な変流ができず、異常高電圧が発生する
- CTが過熱して焼損したり、機器破損や人身事故につながる
✅ 現場での対応ポイント
| 処置 | 内容 |
|---|---|
| CT二次側は必ず閉ループで使用 | 開放厳禁、短絡端子板で保守中も閉回路に |
| 負担VAは常に計算・確認 | 特に長距離配線時に注意 |
| 1A CTの活用検討 | 配線距離長い場合に有効 |
| 取り違えやすいところ | 正しくは |
|---|---|
| 計器を外すとき、CTの二次側も開放してよい | 絶対に開放しない。短絡端子板で閉回路に保つ |
| 定格は負荷電流ちょうどに合わせるのがよい | 1.5倍を目安にする。近すぎると指針が振り切れる |
| 定格負担は大きいほど安心 | 小さすぎても大きすぎても誤差が出る。1/4〜定格値の範囲で使う |
| 負担の計算に配線は含めなくてよい | 配線のVAも含める。長距離なら1A CTが有利 |
| 過電流定数は大きいほどよい | 一般計測用途では大きなn値は不要。用途で決める |
よくある質問（FAQ）
変流比 1.5倍。
過電流定数 用途で決める。
過電流強度 一次の40倍。
二次側 開けない。
ペン太選定の流れは分かりました。実務ではまず何から確認すればいいですか？
ハリタまず負荷電流を押さえ、1.5倍を目安に変流比を決めましょう。チェックリストで定格負担と確度階級も確認すれば安心ですよ。
まとめ｜変流比から順に決めていく
CTの選定は項目が多く見えますが、変流比を決めてから負担・過電流定数・確度階級と順に当てていけば、判断はぶれません。そして通電中の二次側開放だけは、どの段階でも絶対に避けます。
| 決める順番 | 決めること | 目安 |
|---|---|---|
| Step1 | 定格一次電流 | 定格負荷電流の1.5倍 |
| Step2 | 定格二次電流 | 通常5A。離隔が長ければ1A |
| Step3 | 定格負担 | 接続機器＋配線のVA合計以下、1/4〜定格値で使う |
| Step4 | 過電流定数 | 継電器連携なら n≧10 |
| Step5 | 過電流強度 | 40倍×1秒。高短絡時は150倍以上も |
| Step6 | 確度階級 | 一般計測1.0級、契約計量は1.0級以下 |
配線距離が長い現場では、5Aと1Aの選択だけで負担の余裕がまったく変わります。盤の位置が決まった段階で二次電流を見直しておくと、あとから負担不足に気づく事態を防げます。
📘 体系的に学びたい方へ
このテーマは、連載「高圧受変電設備の設計マニュアル（全14回＋資料編）」で、単線結線図の読み方・書き方とあわせて基礎から解説しています。
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