電力送電・配電送電特性・電圧降下・電力損失★★☆☆☆
電力系統の絶縁協調と過電圧
概要
電力系統の過電圧は外部過電圧（雷サージ）と内部過電圧（開閉サージ・短時間交流過電圧）に大別される。絶縁協調とは、各設備の絶縁レベルを発生しうる過電圧と保護装置の特性に合わせて体系的に決定する考え方であり、「過電圧そのものを低減する」こととは異なる。架空送電線は外部過電圧に対してフラッシオーバを許容する設計もあり、発変電所は避雷器の制限電圧を基準に絶縁レベルを設定する。
📖用語
絶縁協調：電力設備の絶縁レベルを、発生しうる過電圧の大きさと保護装置（避雷器等）の特性に合わせて経済的・合理的に決定する体系的な考え方。
雷サージ電圧（外部過電圧）：雷放電現象（直撃雷・誘導雷）に起因して発生する過電圧。
開閉サージ電圧：遮断器や断路器の開閉操作に伴って発生する内部過電圧。
フェランチ現象：軽負荷時や無負荷時に線路の充電電流が流れることで受電端電圧が送電端より高くなる現象。短時間交流過電圧の原因の一つ。
避雷器：過電圧が制限電圧を超えると非線形抵抗（ZnO素子）に電流を流して電圧を制限し、続流を自動遮断して原状に復帰する保護装置。
アークホーン：がいし（碍子）の両端に取り付け、雷によるフラッシオーバ時のアーク放電をがいしから離して誘導し、がいしを保護する装置。
電力系統に発生する過電圧の種類と，各機器の絶縁レベルを体系的に調整する絶縁協調の概念。
過電圧の分類
| 分類 | 種類 | 原因 |
|---|---|---|
| 外部過電圧 | 雷サージ電圧 | 雷放電現象（直撃雷・誘導雷） |
| 内部過電圧 | 開閉サージ電圧 | 回路の開閉操作（遮断器・断路器） |
| 内部過電圧 | 短時間交流過電圧 | 地絡事故・フェランチ現象など |
絶縁協調とは
絶縁協調とは，電力設備の絶縁レベルを，発生しうる過電圧の大きさおよび避雷器等の保護装置の特性に合わせて経済的・合理的に決定すること。
絶縁協調は，過電圧の大きさを踏まえて各設備の絶縁レベルをどう設定するかを体系的に決める考え方。外部過電圧そのものの大きさを低減するのは避雷器・架空地線の役割である。
設計方針
•架空送電線路の絶縁：外部過電圧（雷）に対しては，フラッシオーバを許容し，アークホーン等でがいしを保護する設計もある。必ずしも雷に完全耐圧するとは限らない。
•発変電所設備の絶縁：外部過電圧に対しては避雷器で保護されることを前提に設計し，保護レベルは避雷器の制限電圧に基づいて決まる。
•内部過電圧（開閉サージ・短時間交流過電圧）に対しては，原則として十分耐えるように設計する。
避雷器の動作
過電圧が制限電圧（動作開始電圧）を超えると，非線形抵抗（ZnO素子）に電流が流れて過電圧を制限し，続流を自動的に遮断して原状に復帰する。
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