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
🔧受電設備に使う変流器（CT）の選定ポイント！
✅ 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 |
✅ 変流比の決め方（選定基準）
-
定格一次電流：定格負荷電流 × 1.5倍 が目安
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定格二次電流は通常 5A
→ 離隔が長い場合は 1A を選択する
✅ 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 |
✅ 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 |
✅ 過電流定数（Accuracy Limit Factor）
◆ 定義：
過電流定数 = 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 | JIS C 4610 ではn ≧ 10が必要 |
| 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
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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
✅ 過電流強度（Thermal Current Withstand）
◆ 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 | 定格電流の40倍×1秒が目安（例：定格電流5Aなら200A×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。
✅ 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）。
✅ 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） |
✅ 定格負担（Rated Burden）
◆ 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 |
✅ 注意点：二次回路の開放禁止！
❗ 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 ⚡ |
✅ 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 |
よくある質問（FAQ）
Q1. CTの定格一次電流はどう決める？ A. 定格負荷電流の1.5倍が目安です。実際の電流に近すぎると指針が振り切れて計測できなくなります。 Q2. 二次電流は5Aと1Aのどちらを選ぶ？ A. 通常は5Aですが、配線距離（離隔）が長い場合は1Aが有利です。負担の面で約25倍の差が出ます。 Q3. 過電流定数（n）はどのくらい必要？ A. 過電流継電器と連携する場合はJIS C 4610でn≧10が必要です。一般計測用途では大きなn値は不要です。 Q4. CTの二次側を開放してはいけないのはなぜ？ A. 鉄心が磁気飽和して異常高電圧が発生し、発熱・焼損や機器破損・人身事故の恐れがあるためです。保守中も短絡端子板で閉回路に保ちます。
5. 定格負担（VA）はどう選びますか？ A. 二次側に接続する計器・継電器・配線の負担の合計以上の定格負担を選びます。負担が不足すると確度（精度）が低下します。
6. 計器用と保護用でCTの選び方はどう違いますか？ A. 計器用は確度階級（0.5級・1.0級など）で精度を重視し、保護用は過電流定数（n≧10など）で過電流時にも誤差が小さいことを重視します。
