地絡継電器の方向性（DGR）は標準で入れる｜もらい事故と無方向性の条件

PASの地絡継電器は、方向性（DGR）を標準として選定します。無方向性（GR）でも成立する条件はありますが、それは条件を満たしたときに使える例外という位置づけです。理由は、もらい事故が「自分は無事なのに自分だけ停電する」事故であること、そして構内の高圧ケーブルはあとから伸びるからです。この記事では、方向性を標準にする理由、もらい事故が起きるしくみ、無方向性のままでも成立する条件、そして整定と上位との協調を整理します。

方向性（DGR）を標準にする

PASの仕様を決めるとき、地絡継電器は方向性つきを標準にしておきます。無方向性を選ぶのは「構内の高圧ケーブルが短く、条件を満たすことを確かめられたとき」だけです。順番を逆にして「まず無方向性で検討し、足りなければ方向性」とすると、条件のギリギリを狙う判断が毎回発生し、しかもその条件は数年で変わります。

ペン太

ケーブルが短ければ無方向性でいいのでは？

ハリタ

その時点では成立します。ただ増築で盤が増えたり、ルートが変わったりすると条件を外れます。あとから継電器を替えるほうが手間です。

もらい事故は、なぜ起きるのか

よくある説明に「他の需要家のPASが開放して、その事故電流が自分のところにも流れる」というものがありますが、これは因果が逆です。実際には構外の地絡が続いているあいだに、系統の対地電圧が偏って零相電圧が現れ、自分の構内ケーブルの対地静電容量を通って充電電流が流れます。この電流は構内事故のときとは逆向きにZCTを通りますが、大きさしか見ていないGRには区別できず、動作してしまいます。

無方向性のままでも成立する条件

既設がGRのままの設備や、構内がごく短い小規模な設備では、無方向性でも成立します。その確認に使うのが、PAS負荷側にある高圧ケーブルの合計こう長です。この表はメーカーの取扱説明書に載っているもので、CV・CVT、地絡動作電流0.2A整定が前提です。

計算で確かめるときの考え方

地絡動作電流 Ig に相当する1線あたりの対地静電容量 Co は、次の式で求められます。

出典：戸上電機製作所 GR付PAS 取扱説明書（無方向性で使用可能な最大ケーブル長）、高圧受電設備規程（JEAC 8011）

整定と、上位との協調

高圧受電設備規程も、「構内のZCT負荷側の対地静電容量が大きく、構外事故時に不必要動作するおそれがある場合には、地絡方向継電装置を用いることが望ましい」としています。方向性を標準にしておけば、この判断で悩む場面がなくなります。そのうえで、整定は物件ごとに決めます。

方向性なら絶対に大丈夫、ではない

方向性にすれば構外地絡による不必要動作は原理的に起きにくくなりますが、ゼロになるわけではありません。標準として採用したうえで、施工と試験で次を確かめるところまでが対策です。

なお地中引込（UGS・UAS）では構内ケーブルが長くなりやすく、方向性が前提の構成になります。機種の選び方はPASの選定方法と定格電流の計算、零相電圧を取るための制御電源はPAS内蔵VTの選定と設置基準で扱っています。

まとめ ― 取り違えやすいところと手順

出典：高圧受電設備規程（JEAC 8011）、JIS C 4601 地絡継電器、JIS C 4609 高圧受電用地絡方向継電装置、戸上電機製作所 GR付PAS 取扱説明書、日本電気技術者協会。整定値は電力会社との協議によって変わります。

この記事を書いた人：ハリタ

電気設備設計の実務者。引込・高圧受変電・幹線・接地を「設計者の視点」で解説しています。プロフィール詳細