CT（変流器）の精度階級、過電流定数、過電流強度は、いずれも電流に関する仕様ですが意味が違います。精度階級は所定の条件でどれだけ正確に変流するか、過電流定数は事故電流が大きくなったときに継電器へどこまで電流を再現できるか、過電流強度は短絡電流へ熱的・機械的に耐えられるかを示します。交換時は変流比とVAだけで選ばず、使用負担、保護継電器、短絡電流、遮断時間を一体で確認します。
先に結論｜3つの仕様は代用できない
精度階級が高いCTでも、大きな事故電流で早く飽和すれば保護継電器へ必要な電流を伝えられません。過電流定数が大きくても、想定短絡電流に機械的・熱的に耐えられるとは限りません。3つは別々に確認します。
一般計器用は通常運転時の電流測定、継電器用は事故電流時の保護動作が中心です。兼用形もありますが、銘板・仕様書に示された規格、階級、負担、過電流定数、過電流強度を確認して使用します。
精度階級は用途と負担条件を合わせて読む
CTは一次電流を標準的な二次電流へ変換しますが、鉄心の特性や二次負担により比誤差と位相角が生じます。精度階級は、規格で定めた電流と負担の条件で許容される誤差の区分です。銘板の数字だけでなく、計器用・継電器用の区分と適用規格を確認します。
三菱電機の6.6kV以下用CD-40Kでは、確度階級として1.0・1PS、定格負担5VA、過電流強度40倍、過電流定数n＞3などが示されています。同じCTという名称でも、定格一次電流や用途によって仕様が異なるため、既設銘板を読み取って候補品の仕様表と照合します。
過電流定数nは継電器が事故電流を認識できる範囲
富士電機は過電流定数を、定格周波数・定格二次負担で変流比誤差がマイナス10％となる一次電流を、定格一次電流で除した値と説明しています。過電流継電器と組み合わせる際に重要な仕様です。
例えば定格一次電流100Aでn＞10なら、規定条件では1000A付近までの事故電流を考える指標になります。ただし実際の使用負担が定格負担と違えば特性も変わります。nの数字だけで保護動作を保証せず、CT二次配線、継電器入力負担、整定値を含めて確認します。
定格負担VAが変わると実使用時の特性も変わる
CT二次側の使用負担は、電流計、電力量計、保護継電器、試験端子、二次ケーブルの負担を合計します。仕様書の過電流定数は定格負担条件で示されるため、実使用時の負担が小さい場合の過電流定数を別に示すメーカーもあります。
二次電流5A回路では、同じ配線抵抗でも1A回路より配線によるVA負担が大きくなります。既設CTを交換するときは、盤内機器だけでなくケーブル長・太さ・端子接触を確認し、定格負担を超えないようにします。
過電流強度は短絡電流と遮断時間で確認する
過電流強度は、CTの定格一次電流に対して、短時間の過電流へ熱的・機械的に損傷せず耐えられる倍数です。富士電機は1秒間に耐えられる電流の限度として説明しています。過電流定数のような測定・再現性能ではなく、機器を壊さないための耐量です。
三菱電機の技術資料は、遮断器で短絡電流を遮断する場合、CTの定格耐電流を回路の短絡電流と遮断時間から確認する考え方を示しています。受電点の短絡容量、変圧器％インピーダンス、遮断器・継電器の動作時間が変われば、必要な強度も変わります。
CT交換で変流比だけ合わせると起きる問題
変流比が同じでも、精度階級、定格負担、過電流定数、過電流強度、極性、周波数、最高電圧、耐電圧、取付寸法が違えば、そのまま置き換えられません。計器表示が合っていても、事故時に継電器が想定通り動作しない可能性があります。
保護継電器をデジタル形へ更新すると入力負担が変わる場合があります。既設CTを流用する場合は使用負担を再計算し、試験端子を含む二次回路、極性、接地、整定、単体試験・連動試験まで確認します。
安全上の注意｜CT二次回路を開放しない
一次電流が流れているCTの二次回路を開放すると、高電圧が発生し、絶縁破壊、発熱、感電につながるおそれがあります。計器や継電器を外す前に、専用短絡端子でCT二次側を確実に短絡し、設備の手順に従います。
本記事は活線作業を勧めるものではありません。CTの選定、交換、二次回路変更、保護試験は、設備の保安規程とメーカー手順に基づき、有資格者・電気主任技術者・保守担当者が実施します。
POINT
この記事のまとめ
CTの精度階級、過電流定数、過電流強度は別の仕様です。通常時の測定精度、事故電流の再現、短絡電流への耐量を分けて、変流比、定格負担、使用負担、継電器整定、短絡電流、遮断時間を一体で確認します。交換後はCT二次回路を安全に扱い、極性と保護連動まで試験します。
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