📚 この記事は連載「高圧受変電設備の設計マニュアル」（全14回）の第7回です。前回：第6回 受電部② 主遮断装置 CB形とPF・S形／資料編：機器別 目的早見表
計​器​用​変​成​器 ― V​T・C​T・Z​C​T・Z​P​D設​計​マ​ニ​ュ​ア​ル ⑦① 変​成​器​の​目​的​は2つ​だ​け測​れ​る​大​き​さ​に​落​と​す6,600V → 110V ／ 大​電​流 → 5A（ま​た​は1A）高​圧​回​路​か​ら​切​り​離​す（絶​縁）計​器​・​継​電​器​・​人​を​高​圧​か​ら​隔​離​す​る② 4つ​の​変​成​器 ― 何​を​取​り​出​す​た​め​の​も​の​か記​号な​に​を​変​換取​り​出​す​も​のつ​な​ぐ​相​手V​T高​い​電​圧 → 低​い​電​圧線​間​電​圧（110V）電​圧​計 V・U​V​R・​表​示​灯C​T大​き​い​電​流 → 小​さ​い​電​流負​荷​電​流（5A / 1A）電​流​計 A・O​C​RZ​C​T3線​の​電​流​の​ベ​ク​ト​ル​和零​相​電​流 I0（地​絡​電​流）地​絡​継​電​器 G​R・D​G​RZ​P​D対​地​電​圧​の​不​平​衡零​相​電​圧 V0方​向​性​地​絡​継​電​器 D​G​R※ Z​C​T と Z​P​D は「地​絡​を​見​つ​け​る」た​め​の​組​み​合​わ​せ。Z​C​T だ​け​で​は​方​向（構​内／構​外）が​判​別​で​き​な​い。③ C​T二​次​開​放​は​絶​対​に​ダ​メ一​次​に​電​流​が​流​れ​て​い​る​限​り、二​次​は「電​流​を​流​し​続​け​よ​う」と​す​る開​放​す​る​と​鉄​心​が​飽​和​し、二​次​端​子​に数​千Vの​高​電​圧​が​現​れ​る計​器​を​外​す​と​き​は、必​ず​二​次​端​子​を短​絡​し​て​か​ら​外​す④ 計​器​の​記​号​は「丸​に​文​字」A電​流​計V電​圧​計A​S電​流​計​切​換V​S電​圧​計​切​換A​S・V​S は 1台​の​計​器​で 3相​ぶ​ん​を​切​り​換​え​て​読​む​た​め​の​ス​イ​ッ​チ変​成​器​は「測​る​た​め​の​機​器」で​は​な​く「安​全​に​測​れ​る​よ​う​に​す​る​た​め​の​機​器」。だ​か​ら​必​ず​二​次​側​に​接​地​が​付​き​ま​す。
図解まとめ：計器用変成器の目的は「測れる大きさに落とす」「高圧から絶縁する」の2つ。VT・CT・ZCT・ZPD が何を取り出すためのものかを1枚で整理しました。

こんにちは、HARITAの設計室です。第7回は計器用変成器――VT・CT・ZCT・ZPDの4つを扱います。

単線結線図の受電部にごちゃっと並んでいる小さな丸。あれの正体がこれです。6,600Vや数百Aをそのまま計器に入れることはできないので、いったん「扱える大きさ」に落とす。それが変成器の仕事です。

ペンタ
VTとCTとZCT…名前が似すぎてて、毎回どれがどれだか分からなくなります。
はりた
第3回の分解ルールを使えばいい。V＝Voltage（電圧）、C＝Current（電流）、Z＝Zero-phase（零相）。あとは「何を測るために付いてるか」で並べれば、もう混ざらないよ。
contents
  1. なぜ「変成器」が必要なのか ― 目的は2つ
  2. 4つの変成器を1枚で整理する
  3. CT二次開放が厳禁な理由
  4. なぜCTは2個で足りるのか
  5. 計器 ― A・V・AS・VSの読み方
  6. 単線結線図では、こう描かれる
  7. 新人がやりがちなミス 3選
  8. まとめ
  9. よくある質問
  10. 次回予告

なぜ「変成器」が必要なのか ― 目的は2つ

変成器が果たす2つの役割
① 大きさを縮める…6,600V → 110V、150A → 5A。市販の計器や継電器が扱える範囲に落とす
② 高圧と切り離す（絶縁）…盤の扉を開けて計器に触れても、高圧の充電部とはつながっていない状態にする

①だけなら抵抗で分圧すればいいのですが、それでは②が成り立ちません。変成器は「測るための機器」であると同時に「人を守るための機器」でもあるのです。
📐 図1　VT と CT のしくみ ― 何をどこまで落とすのか
V​T ― 電​圧​を「測​れ​る​高​さ」に​落​と​すRST高​圧​母​線 6.6k​V一​次二​次VD種​接​地変​圧​比 6,600V / 110V ＝ 60二​次​側​の 110V を​読​ん​で、60倍​し​て​高​圧​の​電​圧​を​知​るC​T ― 電​流​を「測​れ​る​大​き​さ」に​落​と​す主​回​路（こ​の​線​そ​の​も​の​が​一​次​巻​線）C​T（貫​通​形）一​次​電​流 200A二​次​電​流 5AAD種​接​地⚠ 二​次​開​放厳​禁変​流​比 200A / 5A ＝ 40電​流​計​は 5A ま​で​振​れ​る​目​盛​り​に 200A と​書​い​て​あ​るど​ち​ら​も​二​次​側​に​は​必​ず D種​接​地​を​施​す ― 一​次​と​二​次​が​混​触​し​た​と​き、低​圧​側​に​高​圧​が​出​な​い​よ​う​に​す​る​た​め（電​気​設​備​技​術​基​準​の​解​釈 第24条：高​圧​計​器​用​変​成​器​の​二​次​側​電​路​の​接​地）
図1：VTは 6,600V を 110V に、CTは 200A を 5A に落とします。どちらも二次側には D種接地を施し、混触時に低圧側へ高圧が出ないようにします。

4つの変成器を1枚で整理する

📐 どこに付いて、何を取り出すか
VT（計器用変圧器）
母線 ─┬─┬─
　　　│　│
　　　◎◎ VT×2
　　　│　│（V結線）
　　110V ▼
　　電圧計・UVR へ
電圧を落とす。6,600V→110V。母線に並列に付く。V結線（2台）で三相電圧が測れる。
CT（変流器）
　　│主回路
　　●　CT 150/5A
　　│　（貫通形）
　　▼
　5A → 電流計・OCR へ
電流を落とす。150A→5A。電線をくぐらせる（直列）形。OCRの目になる。
ZCT（零相変流器）
┌───────┐
│ ⊚ ３線一括 │ ZCT
└───────┘
　　▼
　零相電流 → GR/DGR
地絡電流だけ取り出す。3線をまとめて貫通させ、ベクトル和を見る。正常時はゼロ。
ZPD（零相電圧検出装置）
母線 ─┬─
　　　╪　コンデンサ形
　　　╪　分圧器
　　　┴
　零相電圧 → DGR
零相電圧を取り出す。ZCTの電流と組んで、DGRが地絡の方向を判別できるようにする。
覚え方：電圧を見たいものは母線に並列（VT・ZPD）、電流を見たいものは電路に直列・貫通（CT・ZCT）。図面上の付き方が違うので、形で見分けられます。
記号代表的な定格つながる先絶対にやってはいけないこと
VT6,600 / 110V電圧計・力率計・UVR・OVR二次側を短絡する（大電流が流れて焼損）
CT150 / 5A（比は物件次第）電流計・電力計・OCR二次側を開放する（高電圧が発生して危険）
ZCT零相一次電流 200mAGR・DGR3線のうち1本を通し忘れる（誤検出）
ZPDコンデンサ形分圧器DGR（方向判別）DGRとの組合せを間違える（メーカー指定）
📐 図2　CT二次開放が危険な理由 ― 打ち消す電流がなくなる
○ 正​常 ― 二​次​を​閉​じ​て​い​る一​次 200A磁​束​は​小​さ​いA二​次 5A が​流​れ​る二​次​電​流​が​一​次​の​起​磁​力​を​打​ち​消​す​の​で、鉄​心​の​磁​束​は​小​さ​い​ま​ま。端​子​電​圧​は​数V。✕ 危​険 ― 二​次​を​開​放​し​た一​次 200A磁​束​が​飽​和​す​る​ま​で​増​え​るこ​こ​を​開​け​る​と…打​ち​消​す​電​流​が​な​く​な​り​鉄​心​が​飽​和。開​放​し​た端​子​に​数​千Vの​高​電​圧​が​現​れ、感​電​・​焼​損​に​至​る。正​し​い​外​し​方 ― 「短​絡​し​て​か​ら​外​す」①C​T二​次​の​短​絡​端​子（k−l）を短​絡​す​る②短​絡​し​た​ま​ま​計​器​・​継​電​器​の配​線​を​外​す③復​旧​時​は​配​線​を​戻​し​て​か​ら短​絡​を​解​く
図2：二次を閉じているときは二次電流が一次の起磁力を打ち消しています。開放すると鉄心が飽和し、端子に数千Vの高電圧が現れます。外すときは必ず短絡してから。

CT二次開放が厳禁な理由

受変電で最も有名な禁止事項です。理由を理屈で押さえておきましょう。

⚡ CTの二次側を開放すると、高電圧が発生する
CTは一次電流の大きさが先に決まっている変成器です。主回路に150A流れていれば、CTは二次側に5Aを流そうとします。
ところが二次側が開放されていると、電流を流す先がありません。すると鉄心の磁束が飽和するほど増え、二次巻線に非常に高い電圧（条件によっては数kV）が現れます。

結果として起こること：
・感電…端子に触れれば命に関わる
・絶縁破壊…CTそのものが焼損する
・保護の喪失…OCRが電流を見られなくなる

だからCTの二次側は、計器を外すときも必ず短絡してから行います。試験用端子（短絡端子）が付いているのは、このためです。
VTは逆 ― 二次「短絡」が厳禁
VTは電圧が先に決まっている変成器です。二次側を短絡すると大電流が流れ、VTが焼損します。
この事故が高圧側に波及しないよう、VTの一次側には限流ヒューズ（VTヒューズ）が入っています。図面に小さなヒューズ記号が2つ描かれていたら、それです。

CTは開放厳禁、VTは短絡厳禁。「電流源のCT、電圧源のVT」と覚えると混ざりません。
ペンタ
CTは開けちゃダメ、VTは短絡しちゃダメ…逆に覚えそうです。
はりた
「やりたいことを邪魔すると壊れる」と考えるといいよ。CTは電流を流したい→止めると暴れる。VTは電圧を保ちたい→短絡すると暴れる。それだけ。

なぜCTは2個で足りるのか

単線結線図に「CT×2」と書かれているのを見て、「三相なのに2個？」と思ったことはありませんか。

三相3線式では、3つの電流の和がゼロになる
三相3線式（非接地）では、3線の電流のベクトル和は理論上ゼロです。

Ia ＋ Ib ＋ Ic ＝ 0

つまり2相の電流が分かれば、残り1相は計算で求まります。だからCTは2個（V結線）で三相分の情報が得られるのです。VTがV結線で2台なのも同じ理屈です。
もちろん3個入れる構成もありますが、経済性から2個が標準になっています。

ちなみにZCTはこの「和がゼロ」を逆手に取った機器です。3線をまとめて貫通させると正常時は磁束が打ち消し合ってゼロ。地絡して大地へ電流が漏れると和がゼロでなくなり、その差＝零相電流だけが取り出せます。

計器 ― A・V・AS・VSの読み方

変成器の二次側につながるのが計器類です。図面では小さな丸に文字が入った記号で描かれます。

受電盤に並ぶ計器
A…電流計（Ammeter）
V…電圧計（Voltmeter）
AS…電流計切換スイッチ（Ammeter change-over Switch）
VS…電圧計切換スイッチ
W…電力計、PF計…力率計、Hz…周波数計

なぜ切換スイッチがあるのか。各相に電流計を3個並べれば見やすいのですが、盤面のスペースと費用がかさみます。そこで計器は1個にして、ASで見る相を切り換えるのが一般的な構成です。
点検で「R相・S相・T相を順に読む」のは、このスイッチを回しているわけです。
📐 図3　ZCT と ZPD ― 地絡を「見つける」と「方向を判別する」
Z​C​T ― 3線​を​ま​と​め​て​通​し、「差」を​見​る平​常​時Z​C​TI​aI​bI​cI​a ＋ I​b ＋ I​c ＝ 0　→　零​相​電​流​な​し　→　継​電​器​は​動​か​な​い地​絡​し​た​と​き地​絡​電​流​が​大​地​へ​抜​け​る合​計​が 0 で​な​く​な​る ＝ 零​相​電​流 I0 → G​R・D​G​R が​検​出※ Z​C​T は「漏​れ​た​分​だ​け」を​取​り​出​す​変​流​器。負​荷​電​流​に​は​反​応​し​な​い。Z​P​D ＋ D​G​R ― 「ど​ち​ら​側​の​地​絡​か」を​見​分​け​るZ​C​T だ​け​だ​と、構​内​で​も​構​外​で​も I0 が​流​れ​て​区​別​で​き​な​い。そ​こ​で Z​P​D で​零​相​電​圧 V0 を​取​り​出​し、I0 と​の​位​相​を​比​べ​る。構​内​で​地​絡（自​分​の​事​故）I0 と V0 の​位​相​関​係​が「構​内​向​き」D​G​R 動​作 → 主​遮​断​装​置​を​切​る構​外​で​地​絡（も​ら​い​事​故）位​相​関​係​が「構​外​向​き」D​G​R 不​動​作 → 自​分​は​切​ら​な​い方​向​が​わ​か​る​か​ら、も​ら​い​事​故​で​自​分​だ​け​止​ま​ら​ず​に​済​む（Z​P​D は​零​相​電​圧​検​出​装​置。G​P​T／E​V​T を​使​う​方​式​も​あ​る）図​面​で​の​描​か​れ​方：母​線​に​重​ね​た​大​き​な​丸​が Z​C​T、そ​の​先​の​丸​に「67」と​書​い​て​あ​れ​ば​地​絡​方​向​継​電​器 D​G​R。「51」な​ら​過​電​流​継​電​器 O​C​R、「27」な​ら​不​足​電​圧​継​電​器 U​V​R（器​具​番​号​は J​E​M 1090）。
図3：ZCTは3線を一括して通し、電流の合計が0でなくなった分（零相電流 I0）を取り出します。ZPDで零相電圧 V0 を取り出して位相を比べることで、構内地絡ともらい事故を切り分けられます。

単線結線図では、こう描かれる

計器用変成器まわりの記載要素
VT…変圧比（6600/110V）、個数（VT×2）、一次ヒューズの有無
CT…変流比（150/5A）、個数（CT×2）、負担（40VA など）、確度階級
ZCT…零相一次電流（200mA）、貫通形か分割形か
ZPD…組み合わせるDGRの形式
極性…K・L（一次）、k・l（二次）。三線結線図では向きが重要になる

「負担（VA）」は、その変成器につないでよい機器の総量です。計器を後から追加すると負担オーバーで確度が落ちるため、増設時は必ず確認してください。

新人がやりがちなミス 3選

① CTの二次を外したまま送電する
試験や計器交換のあと、短絡端子を戻し忘れるのが典型例です。作業前後で必ず指差し確認を。「開放のまま送電＝高電圧発生」と体で覚えてください。
② ZCTに接地線を通し忘れる／余計に通す
ZCTは何を貫通させるかがすべてです。ケーブルのシールド接地線をZCTの内側から戻すか外側から戻すかで、検出値が変わります。施工要領どおりに通してください。誤ると地絡を検出できない、あるいは誤動作するという致命的な結果になります。
③ 変流比を確認せずに電流計の指示を信じる
電流計の目盛はそのCTの変流比に合わせて作られています。CTだけ交換して計器をそのままにすると、表示がまるごとずれます。更新工事ではCTと計器はセットで確認してください。

まとめ

第7回のまとめ
・変成器の目的は①大きさを縮める ②高圧から絶縁するの2つ
・VT＝電圧を落とす（母線に並列）、CT＝電流を落とす（電路に直列）
・ZCT＝零相電流、ZPD＝零相電圧。この2つでDGRが地絡の方向を判別する
・CTは二次開放が厳禁（高電圧発生）、VTは二次短絡が厳禁（大電流）
・三相3線は電流のベクトル和がゼロ。だからCTは2個で足りる
・計器はASやVSで相を切り換えて読む
・図面では変圧比・変流比・個数・負担を必ず確認する
✅ 今日のチェックリスト（できたらチェック）
📝 理解度チェック（全3問クイズ）
Q1. C​Tの​二​次​側​を​開​放​し​て​は​い​け​な​い​理​由​は？
A.二​次​側​に​高​電​圧​が​誘​起​し、絶​縁​破​壊​や​感​電​の​危​険​が​あ​る​か​ら
B.一​次​側​の​電​流​が​流​れ​な​く​な​る​か​ら
C.計​器​の​指​示​が0に​な​る​だ​け​で​危​険​は​な​い
答えと解説を見る
正解：A
CTは一次電流に応じて二次電流を流す機器です。二次を開放すると一次電流がすべて励磁に使われ、鉄心が飽和して二次端子に高電圧が発生します。試験時は必ず短絡してから外します。
Q2. 零​相​電​圧​を​検​出​す​る​機​器​は？
A.Z​C​T
B.Z​P​D（Z​V​T）
C.V​T
答えと解説を見る
正解：B
ZPDは零相電圧を検出します。ZCTが検出するのは零相電流。DGRはこの2つを組み合わせて地絡電流の向きを判別します。
Q3. 三​相3線​式​で、C​Tが2個​で​電​流​を​測​れ​る​理​由​は？
A.2相​に​し​か​電​流​が​流​れ​な​い​か​ら
B.3相​の​電​流​の​和​が0に​な​る​た​め、2相​分​か​ら​残​り1相​が​求​め​ら​れ​る​か​ら
C.精​度​を​落​と​し​て​簡​略​化​し​て​い​る​か​ら
答えと解説を見る
正解：B
三相3線式では Ia＋Ib＋Ic＝0 が成り立つので、2相を測れば残る1相は計算で決まります。だから単線結線図でもCTは2個で描かれることが多いのです。
※ まず自分で答えを考えてから「答えと解説を見る」を開いてみてください。

よくある質問

Q. VTとPTは違うものですか？
同じものです。Voltage Transformer と Potential Transformer の違いで、古い図面ほどPT表記が多く見られます。第3回でも触れたとおり、1枚の図面の中で表記が統一されているかを確認してください。
Q. 取引用のVCTと、盤内のVT・CTはどう違うのですか？
目的が違います。VCTは電気料金の根拠になる計量専用で、電力会社の支給・封印（第5回）。盤内のVT・CTは運転管理と保護のためのもので、需要家が選定します。確度階級もVCTのほうが厳しく作られています。
Q. ZPDがない図面がありますが、地絡は検出できるのですか？
できます。ZCTだけならGR（無方向）として動作します。ただし方向は判別できないため、構外事故でのもらい事故を防げません（第4回）。ZPDがあるかどうかは、GRかDGRかを見分ける手がかりにもなります。
Q. CTの「負担」とは何ですか？
二次側につないでよい機器の容量（VA）です。計器や継電器、そして二次配線そのものも負担になります。負担を超えると変流比の精度が落ち、計測値がずれ、保護の整定も狂います。計器を追加するときに見落としやすいポイントです。

次回予告

第8回：保護継電器と保護協調 ― OCR・DGR・UVR
変成器がとらえた値を「判断」する側に進みます。OCRの限時要素と瞬時要素、DGRの方向判別、そして上位と下位が同時に動かないようにする保護協調の考え方を扱います。

参考：高圧受電設備規程 JEAC 8011-2025（日本電気協会）／JIS C 1731 計器用変成器／JIS C 4601 高圧受電用地絡継電装置／電気設備の技術基準の解釈

次に読むならこれ【引込・受電設備の設計マニュアル②】契約電力の想定 ― 契約電力は、設備容量の合計ではない設計マニュアル
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