問題


方針
「非接地の地絡」に関する問題です。(平成28年問13と同じ問題です)
配電側と受電側で二つの対地静電容量があるので、「配電側と需要側で対地静電容量が二つある場合」の一相等価回路で考えます。
解法
(a)
「非接地の地絡」
絶縁破壊により地絡抵抗Rgより流れる地絡電流Igは、対地静電容量3Cを介して戻る。
1線地絡時の等価回路は、対地電圧Eと地絡抵抗Rgと対地静電容量3Cの直列回路となる。
地絡抵抗Rgを考えない場合は、地絡抵抗Rgの無い回路となる。


非接地での地絡の一相等価回路は上記となります。
問題では、地絡抵抗Rgの記述はないので、上記の回路図からRgを除いたものとなります。
また、配電側と受電側で二つの対地静電容量C1、C2のルートがあるので、地絡時の回路は以下となります。
「配電側と需要側で対地静電容量が二つある場合」
配電線側静電容量3C1+需要側静電容量3C2の並列接続と考える。
地絡抵抗Rgが無視のときの等価回路は以下となる。

$\displaystyle C=3C_1+3C_2 $
$\displaystyle I_g=\frac{E}{X_C}=\frac{\displaystyle\frac{V}{\sqrt{3}}}{\displaystyle\frac{1}{3ω(C_1+C_2)}} $
高圧配電線路の一相対地静電容量C1、需要設備の一相対地静電容量C2の場合の、一線の地絡電流Igは、線間電圧V、ω=2πfより、上記の式より以下となります。
$\displaystyle I_g=\frac{E}{X_C}=\frac{\displaystyle\frac{V}{\sqrt{3}}}{\displaystyle\frac{1}{3×2πf(C_1+C_2)}}=2\sqrt{3}Vπf(C_1+C_2) $
(b)
問題文のV=6600V、f=60Hz、C1=2.3μF、C2=0.02μFを(a)の式に代入して、分流前の地絡電流Igを求めます。
$\displaystyle I_g=2\sqrt{3}Vπf(C_1+C_2)=2×\sqrt{3}×6600×3.14×60×(2.3+0.02)×10^{-6}≒9.98 \ [A] $
コンデンサ並列回路なので、高圧配電線路側の地絡電流I1と需要設備の地絡電流I2は、静電容量C1と静電容量C2の比で分かれるので、需要設備C2側の地絡電流I2を求めます。
$\displaystyle I_2=\frac{3C_2}{3C_1+3C_2}I_g=\frac{0.02}{2.3+0.02}×9.98≒0.086 \ [A]=86 \ [mA] $
解答
(a)の解答は(4)となります。
(b)の解答は(2)となります。