第三種電気主任技術者・2009年度・法規
2009年度 法規 問11(a)
図に示すような、相電圧 E [V]、周波数 f [Hz] の対称三相3線式低圧電路があり、変圧器の中性点に B種接地工事が施されている。B種接地工事の接地抵抗値を RB [Ω]、電路の一相当たりの対地静電容量を C [F]とする。
この電路の絶縁抵抗が劣化により、電路の一相のみが絶縁抵抗値 RG [Ω] に低下した。このとき、次の(a)及び(b)に答えよ。
ただし、上記以外のインピーダンスは無視するものとする。
劣化により一相のみが絶縁抵抗値 RG [Ω] に低下したとき、B種接地工事の接地線に流れる電流の大きさを IB [A] とする。この IB を表す式として、正しいのは次のうちどれか。
ただし、他の相の対地コンダクタンスは無視するものとする。
出典:第三種電気主任技術者 2009年度 法規 問11(a)
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正答:(5)
要点
正解は(5)。一相地絡時の計算です。漏れ電流は、絶縁抵抗 RG とB種接地抵抗 RB の直列回路と、他の2相の対地静電容量によるインピーダンスとの並列回路等の合成で考えられますが、B種接地線に流れる電流 IB は、電源電圧 E が絶縁抵抗 RG とB種接地抵抗 RB を通して環流する成分が主となります。
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一相地絡時の計算です。漏れ電流は、絶縁抵抗 RG とB種接地抵抗 RB の直列回路と、他の2相の対地静電容量によるインピーダンスとの並列回路等の合成で考えられますが、B種接地線に流れる電流 IB は、電源電圧 E が絶縁抵抗 RG とB種接地抵抗 RB を通して環流する成分が主となります。
詳細な回路解析(テブナンの定理等)を行うと、B種接地線に流れる電流 IB の大きさは以下の式で表されます。
IB=(RG+RB)2+(3ωCRBRG)2E
ここで ω=2πf を代入すると、リアクタンス項は (6πfCRBRG)2=36π2f2C2RB2RG2 となります。
よって、分母は (RG+RB)2+36π2f2C2RB2RG2 となり、選択肢(5)が正解です。