過電流継電器における電流引き外し方式についての基礎まとめ

引き外し方式についての概略

過電流継電器 (OCR) が遮断器 (CB) に開放動作をさせることを
「引外し」という。
また、引外しに必要なコイルを「引外しコイル」という。

「引外し」には下記の方式があり
設備によって使い分けられている。

電流引き外し方式の動作原理

CT（変流器）によって検出された電路の過電流が
過電流継電器に内蔵されたトリップコイルに直接流れる。
過電流の大きさが設定値を超えるとトリップコイルが発生する
磁力によって可動鉄片が吸引され、継電器の接点が動作する。
この接点の動作により、遮断器のトリップ回路が励磁され
遮断器が電路を遮断する。

電流引き外し方式の特徴

左図：平常時のCT２次電流　右図：事故時のCT２次電流

電流引きはずし方式の動作原理

事故時に計器用変流器の二次電流で引外しコイルを励磁してCBを動作させる方式。
一般的にはCTトリップといわれ、小容量の受電設備に広く使用されている。

上左図に示すように、平常時はOCRのb接点は閉じてCBの引外しコイルにはCT二次電流は流れないが
事故時には上右図に示すようにRyが動作してb接点が開放し
引外しコイルにCT二次電流を流してコイルを励磁し、CBを開放させる。

短絡電流など過大な事故電流が流れた場合は、限時要素よりも早く動作する瞬時要素が内蔵されている。
変流器二次電流引外し方式は短絡電流などの瞬時要素で動作した場合
継電器のb接点で事故電流のCT二次側電流を開放し、トリップ回路に大電流を流すことになるので
b接点に損傷を受けることがある。

●シンプルな構成: 外部電源を必要とせず、CTと継電器のみで構成できるため、構造が簡単で配線も容易。

●低コスト: 電圧引き外し方式に必要な外部電源装置などが不要なため、一般的に設備コストを抑えられる。

●CT二次回路への依存: 引き外しに必要なエネルギーはCT二次電流に依存する。

メリット

●外部電源が不要で、設備コストを低く抑えられる。
●構造がシンプルなため、メンテナンスが比較的容易。

デメリット

●CT二次回路の断線や接触不良が発生した場合、過電流が流れても遮断器を引き外せない可能性がある。
→CTの状態に依存する、CT不良時には誤動作や不動作の可能性あり

●大きな短絡電流が発生した場合、CTに大きな負担がかかることがある。

●継電器の動作には、ある程度の時間と電流が必要となるため
　瞬時性の高い保護には適さない場合がある。

電流引き外し方式の用途

• 比較的規模の小さい設備や、重要度の低い回路の保護に用いられることがある。
• 他の保護継電器と組み合わせて、バックアップ保護として使用されることもある。

他の引き外し方式の比較表

参考資料

新電気2019年１１月号　「特集保護継電器Q＆A」より引用

新電気2020年　４月号「特集　保護継電器のリレー試験の基礎知識」より一部引用