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電気工事士試験 · 学習ガイド

保護協調の基礎

保護協調とは

保護協調は、事故を確実に除去しつつ、健全な回路への不要な停電を抑えるように保護装置を組み合わせることです。

上位と健全側の遮断器を閉じたまま、故障側の下位遮断器だけを開く保護協調の図。
故障に近い保護装置を先に動かせれば、健全な回路まで止める範囲を小さくできます。保護協調は複数の保護装置の役割分担です。

一つの分岐回路の故障で建物全体が止まると、健全な設備まで影響を受けます。保護協調は、事故を確実に除去しつつ、停止させる範囲を適切にする考え方です。

保護協調の基礎
量・方式式・判断
短絡・過負荷過電流継電器・遮断器等
地絡地絡継電器・漏電遮断器等
下位装置故障箇所に近い側を先に遮断
上位装置下位不動作時のバックアップ

基本の仕組み

基本の仕組みの図解。上に上位の遮断器、下に左右二つの分岐を描く。左だけを短絡した故障側とし、近くの保護装置が先に働く順序を矢印で示し、右の健全な分岐には供給が続く様子を示す。
覚えること:事故を確実に遮断し故障側を先に

上位の遮断器の下に二つの分岐があり、一方だけ短絡した例を考えます。故障側に近い保護装置が先に働けば、もう一方の健全な分岐の供給を維持しやすくなります。

電流の大きさと動作時間の特性を照合し、保護する範囲を調整します。ただし事故の確実な遮断が前提であり、速さだけ、定格値だけで決まるものではありません。

事故除去と選択遮断

事故除去と選択遮断の図解。電源から下へ伸びる回路を左右に分け、左の事故回路では事故箇所に近い下位遮断器を開いた状態、右の健全回路はつながった状態で描く。分岐より上の遮断器は閉じてバックアップとして示し、事故箇所から下位遮断器へ「先に遮断」の矢印を付ける。
覚えること:下位の遮断容量と上位との時間差を確保

保護協調では、短絡・過負荷・地絡など事故の種類を特定し、事故箇所に近い装置が先に遮断して、上位装置はバックアップとして働くようにします。時限や電流整定を組み合わせ、健全回路への停電を抑えます。

高圧側の過電流継電器と遮断器、地絡継電器と開閉器、低圧側の分岐遮断器など、検出と遮断を行う機器の組を確認します。継電器だけでは電路を開けず、遮断器だけでは適切な整定・検出が不足する場合があります。

下位装置の遮断容量不足や上位装置との時間差不足があると、狙った範囲だけを切れません。「すべてを最速にする」のでなく、確実な事故除去と選択性を両立させます。

確認

確認の図解。上に「上位の遮断器」、下に「下位の遮断器」を縦に配置する。両方が同時に止まる様子を赤い×で示し、上位まで一斉に止める考えを否定する。
覚えること:上位まで一斉停止は選択的保護にならない

「すべての遮断器を最短時間で動作させればよい」という考えは誤りです。上位まで一斉に止まれば、選択的な保護の目的を果たせません。

試験に出る

  • 保護協調は事故の除去と健全回路の供給維持を両立させる。
  • 故障に近い保護装置が先に動作するようにする。
  • 保護装置の電流-時間特性を照合する。
  • すべてを最短時間で止めるのは誤り。
  • 確実な遮断が前提である。
  • 過電流は過電流継電器(OCR)と遮断器、地絡は地絡継電器(GR)と開閉器・遮断器の組で保護する。
  • 上位装置の動作時間を下位装置より長く整定し、時間差で選択遮断する。
  • 需要家の保護装置は、配電用変電所の保護装置より先に動作するよう整定し、波及事故を防ぐ。

重要な言葉

保護協調
事故を除去しつつ健全回路への停電を抑える保護装置の組合せ。
遮断特性
電流の大きさと動作時間の関係。
選択遮断
故障に近い保護装置だけを動作させ、範囲を限定する遮断。

確認問題

確かめよう保護協調で守りたいものは故障回路だけ?

いいえ。故障を除去し、健全な回路への不要な停電も抑えます。

保護協調では、すべての遮断器をできるだけ速く動作させるのがよい。

保護協調では、電流の大きさと動作時間の特性を照合する。

保護協調の目的として適切なものは?

一つの分岐回路ので建物全体が止まると、な設備まで影響を受けます。保護協調は、事故を確実に除去しつつ、停止させる範囲を適切にする考え方です。

上位のの下に二つの分岐があり、一方だけ短絡した例を考えます。故障側に近い保護装置が先に働けば、もう一方のな分岐の供給を維持しやすくなります。

電流の大きさとの特性を照合し、保護する範囲を調整します。ただし事故の確実な遮断が前提であり、速さだけ、だけで決まるものではありません。

「すべての遮断器を最短時間で動作させればよい」という考えは誤りです。上位まで一斉に止まれば、な保護の目的を果たせません。

出典・参考資料

試験の公式案内と、この記事の参考にした学習資料です。

編集:Pinternet Works · 更新日:

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