短絡電流についての基礎知識まとめ

電路の線間がインピーダンスの少ない状態で接触を生じたことにより
その部分を通じて流れる電流のこと

短絡の発生原因

• 電線やケーブルの絶縁不良
• 機器の故障
• 落雷
• 作業ミス

短絡電流の危険性

• 発熱：短絡電流は非常に大きいため、電線や機器が過熱し、火災の原因となることがある。
• 機器の損傷：短絡電流によって、電線や機器が溶断したり、損傷したりすることがある。
• 感電：短絡箇所に触れると、感電する危険性がある。

短絡電流への対策

• 遮断器やヒューズ：短絡電流を検出し、回路を遮断することで、被害を最小限に抑える。
• 絶縁強化：電線や機器の絶縁を強化することで、短絡の発生を防ぐ。
• 定期的な点検：電気設備の定期的な点検を行い、早期に異常を発見・対処することが重要。

短絡電流の計算方法

過電流保護を検討するためには、はじめに地点ごとの短絡時の故障電流（三相短絡電流）を計算する。
短絡電流を計算するためには各地点までのインピーダンスが必要であり
受電点のインピーダンスZ0は送配電事業者から示される短絡容量Ps or 短絡電流Is0を基に計算する。
上図において、受電点短絡電流Is0［A］および受電点インピーダンスZ0［Ω］は、

より求められる。
以後、高圧母線までのインピーダンスは
Z0 ＋ ケーブルのインピーダンス Z1 低圧母線までのインピーダンスは
Z0 ＋ Z1 ＋ 変圧器のインピーダンス Z2 となるので
各地点の短絡電流は次のようになる。
高圧母線の短絡電流Is［A］は、

低圧母線の短絡電流 Is2 ［A］は、

インピーダンスは抵抗分とリアクタンス分があるのでベクトルで計算が必要だが
簡略化のためにインピーダンスの絶対値のみで計算することとしている。

参考資料

新電気2020年11月号「高圧受電設備の保護協調入門第 ③ 回 過電流保護協調 その2」より一部引用