OCR（過電流継電器）は、CTから受けた電流が整定値を超えたときに遮断器へ指令を出す保護装置です。反限時は電流が大きいほど速く動作し、定限時は整定値を超えた後ほぼ一定時間で動作し、瞬時要素は大きな短絡電流を遅延なく検出します。整定は『電流値』だけではなく、CT比、限時特性、時限ダイヤル、瞬時値、遮断器動作時間、上位・下位保護を一つの協調曲線で確認します。
先に結論｜限時要素と瞬時要素は守る領域が違う
高圧受電用OCRは、比較的小さい過電流を時間を置いて検出する限時要素と、大きな短絡電流を速く検出する瞬時要素を持つのが一般的です。限時要素は負荷変動や変圧器の一時的な電流で不要動作しないようにし、瞬時要素は機器の短絡耐量を超える前に遮断する役割があります。
日本電気技術者協会は、負荷側から電源側へ順にOCRの動作時間を長くする段階時限により、事故区間を最小限で切り離す考え方を示しています。受電主遮断器を最速にするのではなく、分岐側を先、主遮断器をバックアップにする選択性が基本です。
| 特性 | 電流が増えたときの動作時間 | 主な確認目的 |
|---|---|---|
| 反限時（NI） | 大きい電流ほど短くなる | 短絡・過電流保護と上位協調 |
| 強反限時（VI） | 反限時より電流増加に対する時間差が大きい | 変圧器・配電線や下位機器との協調 |
| 超反限時（EI） | 大電流域でより速くなる | ヒューズ・MCCB等との協調 |
| 定限時（DT） | 整定値を超えると概ね一定時間 | 段時限や上位側特性との協調 |
| 瞬時 | 設定以上を短時間で検出 | 大きな短絡電流の高速遮断 |
反限時は、電流倍率が大きいほど速く動く
反限時、強反限時、超反限時は、電流整定値に対する入力電流の倍率と、時限ダイヤルから動作時間が決まります。同じ3A整定でも、6A入力と20A入力では動作時間が異なります。名称だけで秒数を決めず、採用機種の特性式・曲線を使います。
三菱電機は一般的な使い分けとして、超反限時はMCCBやヒューズとの協調、強反限時は変圧器・配電線、反限時は送電線の短絡保護に適用しやすいと説明しています。ただし最終選択は、下位機器の曲線、変圧器の励磁突入・耐量、上位配電用変電所OCRの特性に合わせます。
定限時と瞬時｜一定時間待つ領域と待たない領域
定限時は、入力が動作整定値を超えた後、電流の大きさにかかわらず設定時間で動作する特性です。上位側が段時限整定の場合など、時間差を明確に設けたいときに使われます。短絡電流が大きくても設定時間を待つため、機器耐量との照合が欠かせません。
瞬時要素は、大きな事故電流を高速で検出します。ただし低く設定しすぎると、変圧器の励磁突入電流や下位側事故で主遮断器が先に動くおそれがあります。瞬時値は最大負荷電流の倍率だけでなく、最小・最大短絡電流、励磁突入、下位遮断器・ヒューズの動作を重ねて決めます。
整定値はCT二次値から一次電流へ戻して読む
OCRの盤面や整定表が示す電流は、CT二次側の1Aまたは5A基準である場合があります。たとえばCT比200/5AでOCRを4Aに整定すれば、単純な一次換算は160Aです。ただし製品の入力方式、タップ、表示単位を必ず取扱説明書で確認します。
時限曲線へ入れる倍率は『実際のCT二次電流÷電流整定値』です。事故電流を一次側で計算し、CT比で二次側へ換算し、曲線から継電器動作時間を求めます。ここへ遮断器の開極・遮断時間を加え、ケーブル・変圧器・盤の短時間耐電流を守れるか確認します。
協調曲線は、負荷・突入・耐量・上下位保護を同じ座標へ重ねる
横軸を電流、縦軸を時間とする対数グラフへ、OCR限時・瞬時、下位遮断器・ヒューズ、変圧器励磁突入、ケーブル・変圧器の許容曲線、上位OCRを重ねます。事故電流の範囲で下位側が先に動き、上位側との間に遮断器時間や誤差を含む余裕があるかを確認します。
太陽光、蓄電池、大型モーター、変圧器を増設すると、常時電流と短絡電流の流れが変わる場合があります。既設整定値をそのまま継続せず、単線結線図、短絡電流計算、CT、遮断器、整定表を更新します。
試験と変更管理｜設定値だけでなく実動作時間を残す
単体特性試験では、限時要素の最小動作電流と代表倍率での動作時間、瞬時要素の動作値を確認します。保護連動試験では、OCR動作から対象VCBの開放、表示、警報まで通して確認します。試験器の値と実際のCT一次換算を記録します。
デジタルOCRは複数特性を選べるため、機器交換時に旧機種と同じ名称を選んでも曲線・ダイヤルの意味が一致するとは限りません。変更前後の整定表、特性図、設定データ、試験結果、承認者を一組で保存します。
よくある質問
Q.反限時なら事故電流が大きいほど必ず瞬時に動きますか？
A.反限時にも特性曲線と動作時間があります。瞬時要素とは別です。
Q.OCRの電流タップを負荷電流より少し上へ置けば十分ですか？
A.CT比、起動・突入、短絡電流、下位・上位保護、機器耐量が必要です。負荷電流だけでは決められません。
Q.デジタルOCRへ交換すれば保護協調図は不要ですか？
A.逆です。選択できる特性が増えるため、採用曲線と設定を協調図へ反映し、交換後に単体・連動試験を行います。
POINT
この記事のまとめ
OCRは限時要素で過電流領域、瞬時要素で大きな短絡電流を保護します。反限時・強反限時・超反限時・定限時の名称だけで選ばず、CT比、電流倍率、時限、遮断器時間、負荷・突入・耐量、上下位保護を同じ協調曲線へ重ねて整定してください。
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