定格短時間耐電流とは？遮断容量・定格電流との違いを受変電設備で整理

先に結論｜流し続ける電流、短時間耐える電流、切る電流は別の定格

定格電流は、定められた使用条件で機器が連続して流せる電流です。定格短時間耐電流は、閉路した機器や導体が大きな事故電流を一定時間流しても、熱や電磁力による損傷を受けないための定格です。定格遮断電流は、遮断器が規定条件で安全に遮断できる事故電流です。

例えば高圧スイッチギヤには、定格母線電流と定格短時間耐電流が別々に表示されます。三菱電機の現行製品にも複数の母線電流と短時間耐電流の組合せがあり、盤種・仕様で値は異なります。特定製品の数値を既設盤へそのまま当てはめず、銘板、完成図、試験成績書、メーカー仕様を確認してください。

短絡時は熱だけでなく、電磁力と接続部も確認する

短絡電流は通常運転の電流よりはるかに大きく、導体には電流の二乗に応じた発熱が生じます。通電時間が短くても、母線やケーブルの温度上昇、絶縁物、端子、ボルト接続部の損傷を確認する必要があります。日本電気技術者協会の解説も、短絡電流が遮断されるまでの短時間は、発生した熱が導体内に蓄積するとして瞬時許容電流を扱っています。

大電流による相間の電磁力は、母線の変形、支持がいし・固定部の損傷、接点部の発弧につながります。三菱電機の断路器に関する技術情報も、熱容量に余裕がある場合でも電磁力による接点部の発弧が問題となるため、定格短時間耐電流を満たす必要があると説明しています。

既設盤で母線を太く見せる改造や接続部だけを追加しても、支持間隔、絶縁距離、盤構造、端子、機器本体の定格が自動的に上がるわけではありません。メーカー確認を含む盤全体の評価が必要です。

遮断器が早く動けばよい、だけでは判断できない

短時間耐量の照合では、受電点・盤の事故点で想定する短絡電流と、保護装置が検出して遮断器が電流を切るまでの総時間を使います。OCRの動作時間だけでなく、CT入力、継電器出力、トリップ回路、VCBの開極・遮断時間を含めます。

保護時限を短くすれば短時間耐量の負担は小さくなる方向ですが、上位・下位保護との協調、モーター始動、変圧器励磁突入、設備の保護限界を崩してはいけません。耐量不足を整定変更だけで処理せず、短絡電流の計算、機器更新、系統分割、限流機器などを同じ検討に載せます。

VCBの定格遮断電流が十分でも、VCBへ至る母線、DS、LBS、CT、ケーブルの短時間耐量が不足すれば設備全体として安全とは言えません。反対に母線が耐えても、遮断器が事故電流を切れなければ保護は成立しません。

増設・更新時は短絡容量の変化を再計算する

変圧器容量の増加、変圧器の％インピーダンス変更、変圧器の並列運転、受電系統の変更、大容量発電設備・蓄電池の接続では、事故点へ流れ込む短絡電流が変わる場合があります。負荷電流の増加だけを見て母線電流を選ばず、短絡条件も更新します。

見積では、一般送配電事業者から示された短絡容量・条件、変圧器仕様、単線結線図、盤・母線・開閉器・CT・ケーブルの定格、OCR整定と遮断時間をそろえます。既設機器の銘板が読めない、完成図が現物と違う場合は、推測で流用せずメーカー照会や現地調査を工程へ入れます。

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  受電点と各事故点の最大短絡電流
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  盤・母線・DS・LBS等の定格短時間耐電流と規定時間
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  VCBの定格遮断電流・遮断時間・短絡投入能力
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  CT・高圧ケーブル・端末・接続部の短絡時耐量
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  OCRの限時・瞬時、上位・下位保護との協調
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  増設後の単線結線図、保護協調図、試験記録

よくある質問