令和6年度 下期 学科試験 問19 解説 中性点接地方式

この問題は、各中性点接地方式が「なぜ採用されるのか」という目的と、「地絡電流の大きさが通信線に与える影響」の相関を理解していれば即座に正誤が判断できます。

直接接地方式は地絡電流が非常に大きく、抵抗接地方式は抵抗値によって地絡電流を制限する方式です。通信線への電磁誘導障害は地絡電流の大きさに比例するため、電流を制限できる抵抗接地方式の方が、直接接地方式よりも障害を軽減できます。したがって、記述の「大きい」という部分は誤りとなります。

中性点接地方式の目的と分類

送電線の中性点接地は、主に地絡事故時の異常電圧抑制と、地絡電流の制御を目的としています。試験で頻出する各方式の特徴は以下の通りです。

非接地方式は、中性点を接地しないため地絡電流は非常に小さいですが、健全相の対地電圧が上昇しやすく、アーク地絡による異常電圧（間欠的アーク地絡）が発生しやすいという弱点があります。

直接接地方式は、中性点を大地に直結します。地絡事故時には系統のインピーダンスが最小となり、非常に大きな地絡電流が流れます。これにより、故障箇所の特定が容易になる一方、通信線への電磁誘導障害が問題となります。

抵抗接地方式は、接地線に抵抗器を挿入する方式です。この抵抗値を調整することで地絡電流を適切な値に制限します。直接接地方式と比較して地絡電流を小さく抑えられるため、通信線への電磁誘導障害を軽減できるのが最大の特徴です。

消弧リアクトル接地方式は、系統の対地静電容量と共振するリアクトルを中性点に設置します。これにより地絡電流を打ち消し、ほぼゼロにすることができます。これにより、一線地絡事故時でも送電を継続できるメリットがあります。

地絡電流と電磁誘導障害の関係

送電線に地絡電流が流れると、その電流によって周囲に磁界が発生します。近傍に並行して敷設されている通信線には、この磁界によって誘導起電力が発生し、通信品質の低下や機器の損傷を招きます。これが電磁誘導障害です。

この誘導起電力の大きさは、地絡電流の大きさに正比例します。したがって、試験対策としては「地絡電流が大きい方式ほど電磁誘導障害も大きくなる」という原則を覚えておけば、消去法でも正解にたどり着くことができます。

実務現場における接地方式の選択

この知識は、電力系統の保護協調を考える上で非常に重要です。例えば、高圧受電設備において、なぜわざわざ中性点に抵抗を入れる必要があるのかといえば、無制限に電流を流すと設備の損傷や他設備への影響が大きすぎるためです。一方で、超高圧送電系統では、絶縁コストを抑えるためにあえて直接接地方式を採用し、重厚な保護リレーシステムで高速遮断することで地絡の影響時間を最小化する、といった設計上のトレードードオフが存在します。

試験問題としては「どの方式が電流を抑え、どの方式が電流を最大化するのか」という特性の順位を把握しておくことが、合格への最短ルートとなります。

参考リンク

• 電気工事士試験 受験対策講座（中性点接地方式の要点）
• 中性点接地方式をシミュレーションで可視化してみた
• 送電系統の中性点接地（電気学会 電気専門用語集）