問題
方針
「系統接地(B種接地)」に関する計算問題です。(令和1年問13と同じ問題です)
(a)については「B種接地抵抗値」
(b)については「B種接地の漏れ電流」
上記より考えたいと思います。
解法
(a)
「B種接地抵抗値」
B種接地の接地抵抗値RBは、高圧側の1線地絡電流Igによって規定される。(電技解釈第17条)
混触した時に低圧電路の電位上昇を150V以下になるようにする。
- RB<=150/Ig
- RB<=300/Ig(低圧電路の対地電圧が150V超で、高圧側に2秒以内に自動遮断する装置がある場合)
- RB<=600/Ig(低圧電路の対地電圧が150V超で、高圧側に1秒以内に自動遮断する装置がある場合)
問題文の(ア)より、高圧側の1線地絡電流はIg=5Aです。
問題文の(イ)より、低圧電路の対地電圧が150Vを超えたときに、高圧側を1.3秒以内に遮断する装置が設けられています。
従って、上記のB種接地抵抗値の条件の2番目に該当します。接地抵抗地RBはの上限は以下となります。
$\displaystyle R_B≦\frac{300}{I_g}=\frac{300}{5}=60 \ [Ω] $
(b)
「B種接地の漏れ電流」
B種接地線には、地絡発生時以外でも対地静電容量による漏れ電流が流れている。
接地抵抗RBより戻る漏れ電流IBは、対地静電容量3Cを介する閉回路に流れる。
等価回路は、対地電圧Eと接地抵抗RBと対地静電容量3Cの直列回路となる。
$\displaystyle I_B=\frac{\displaystyle\frac{V}{\sqrt{3}}}{\sqrt{{R_B}^2+\displaystyle\left(\frac{1}{3ωC}\right)^2}} $
RBに常時流れる電流(漏れ電流)IBを求める問題です。
上記の一相等価回路より、漏れ電流IBは上記の式より求まります。
問題文より、線間電圧V=200V、接地抵抗RB=10Ω、周波数f=50Hz、対地静電容量C=0.1μFなので、漏れ電流IBの式に代入します。
$\displaystyle I_B=\frac{\displaystyle\frac{V}{\sqrt{3}}}{\sqrt{{R_B}^2+\displaystyle\left(\frac{1}{3×2πfC}\right)^2}} $
$\displaystyle
=\frac{\displaystyle\frac{200}{\sqrt{3}}}{\sqrt{{10}^2+\displaystyle\left(\frac{1}{3×2×3.14×50×0.1×10^{-6}}\right)^2}}=0.01089 \ [A]≒11 \ [mA]
$
解答
(a)の解答は(4)となります。
(b)の解答は(1)となります。