受変電・発電設備

保護継電器とは?【種類・役割・遮断器との違いを解説!】

保護継電器がどういうものかわかりません。
特徴や役割について教えてください。

本記事では、このような疑問にお答えします。

本記事の信頼性
  • 筆者は大手建設会社で設備設計に従事【現場経験が豊富】
  • 第2種電気主任技術者を筆記試験で取得【資格試験にも精通】
保護継電器は電気事故にいち早く気づき、安全を確保する影の立役者です。
動作原理はシンプルなのでこの機会にしっかりと理解しましょう!
この記事でわかること
  • 保護継電器とは何か?
  • 保護継電器の役割は?
  • 保護継電器と遮断器の違いは?
  • 保護継電器の種類は何があるの?
  • 保護継電器の使い方は?

保護継電器とは?【役割・種類】

保護継電器とは?

保護継電器の役割は?

保護継電器にはどんな役割があるの?

保護継電器とは、規定した電気量や物理量に応じて作動し、電気回路を制御する機器のことです。

継電器とは、いわば中継役。

継電器の信号で遮断器が開閉したり、様々な使い方ができます。

保護継電器の種類は?

保護継電器にはどんな種類があるの?

実は保護継電器には用途に応じてたくさんの種類があります。

そのなかでも今回は使用頻度の高いものを紹介します。

  • 過電流継電器:過電流や短絡電流を検知する継電器
  • 不足電圧継電器:停電を検知する継電器
  • 地絡継電器・地絡方向継電器:地絡事故を検知する継電器
それぞれの特徴はこのあと詳しく解説するよ。

保護継電器と遮断器の違いは?

高圧か低圧か

保護継電器と遮断器はどう違うの?
遮断器も過電流や漏電を検知するんだよね?

保護継電器と遮断器の違いは、電路が「高圧か低圧か」を考えましょう。

実は遮断器の中には、保護継電器の機能を備えたものがあります。

たとえば、家庭のブレーカー(配線用遮断器)は内部に過電流を検知する機能を持っています。

つまり、低圧の場合はブレーカー自体に保護継電器の役割が備わっているのです。

しかし、高圧の場合は遮断器(真空遮断器など)に過電流を検知する機能がありません。

要するに、高圧では遮断器に加えて、必ず保護継電器もセットで設置してあげないといけないのです。

保護継電器と遮断器の違い
  • 低圧で使うブレーカー(配線用遮断器)にはそれ自体に保護継電器の機能が備わっている。
  • 高圧の場合は遮断器(真空遮断器など)に加えて、保護継電器をセットで設置してあげる必要がある。
保護継電器は高圧の場合に用いる設備。
低圧の場合はブレーカー自体に検知機能が備わっています。

保護継電器の使い方・特徴は?

保護継電器の使い方・特徴は?

過電流継電器

過電流継電器にはどんな特徴があるの?
過電流継電器の特徴
  • 高圧電路の短絡、過負荷を検知
  • 信号を過電流遮断器に送り、電路を遮断する

過電流継電器の役割はとてもシンプルです。

そのため、工場や商業施設など高圧設備で多く使用されています。

また、過電流継電器には、重要な2つの特性があります。

  • 限時要素:負荷の同時運転や空調機の過負荷など、継続的な電流値の増加を監視するための要素
  • 瞬時要素:短絡や突入電流といった瞬間的な電流値の上昇を監視してするための要素
継続的に通常時よりも多くの電流が流れた場合に動作するのが「限時要素」。
雷などの瞬間的な大電流で動作するのが「瞬時要素」です。

不足電圧継電器

不足電圧?
あんまり聞きなれない言葉だけど…

不足電圧継電器とは、電圧が設定値以下になった際に動作する継電器のことです。

主な用途は、停電の検出です。

不足電圧継電器の使用例
  • 停電を検出して非常用発電機を運転させる
  • 停電時に非常用照明を点灯させる
不足電圧継電器はとても便利な継電器。
使用頻度も高いので必ず覚えておきましょう!

地絡継電器・地絡方向継電器

地絡継電器と地絡方向継電器。
名前が似てるけどそれぞれ何が違うの?

地絡継電器は、ケーブルや機器の劣化による地絡(漏電)を検出する継電器です。

地絡継電器・地絡方向継電器の違い
  • 地絡継電器:地絡電流の大きさのみで動作。地絡の場所はわからない。
  • 地絡方向継電器:地絡継電器の上位互換。地絡が施設内か外かがわかる。

地絡継電器も地絡方向継電器も、どちらも電路の地絡(漏電)を検知する継電器です。

地絡継電器は単に地絡の発生を検知するのに対して、地絡方向継電器は地絡の方向(場所)まで検知することができます。

どうして地絡の方向を検知する必要があるの?

地絡の方向を検知する目的は、事故の範囲を限定的にするためです。

特に高圧ケーブルの長さが長くなる場合、地絡継電器の誤動作が増えるため、その場合は地絡方向継電器を使用する必要があります。

また、地絡継電器を設置する際は、上位にある電力会社の配電用変電所との保護協調を必要とします。

地絡継電器はどういう構造なの?
  • 地絡継電器:事故電流を零相変流器(ZCT)で検出する
  • 地絡方向継電器:事故電流を零相変流器と零相電圧検出装置(ZPD)の組み合わせで検出する
地絡方向継電器は地絡継電器の上位互換。
事業者の規模に応じて使い分けることが大切だよ。

まとめ:保護継電器と遮断器で電路を守ろう!

まとめ:保護継電器と遮断器で電路を守ろう!
保護継電器は、自分自身では電路を切り離したりできません。
しかし、電気回路の安全を守る上でとても重要な設備です。

保護継電器がなければ、瞬時に事故を検出することができず、事故が周りに波及したり、人体に危険を及ぼすおそれもあります。

保護継電器は、遮断器、断路器とともに、電路の安全を守る重要な設備です。

役割や種類、使い方についてしっかりと理解しましょう。

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