接地形計器用変圧器（VTZ-E6EP1）の基礎知識と実務の備忘録

接地形計器用変圧器（VTZ-E6EP1）の基礎知識

非接地系統で零相電圧（Vo）を検出するのに使う接地形計器用変圧器（EVT）を記載する。
例として、東芝のモールド形EVT「VTZ-E6EP1」を取り上げる。
メーカーのカタログ（東芝計器用変成器 モールド形 CKTD-0127）の仕様を出発点に
ZPDとの違い、点検、ヒューズ交換の注意点まで、実務で役立つ点をまとめた。

主な仕様

• 用途：一般計器継電器用（地絡保護のための零相電圧の検出などに使う）
• 相数：三相（形式の「T」は三相を表す）
• 定格電圧：一次 6.6kV／二次 110V／三次 110/3V または 190/3V
• 二次負担：3×200VA
• 三次負担：3×200VA
• 確度階級：1P/3G級
• 耐電圧：13.2/60kV
• 質量：61kg
• 構造：レジンモールド形
• 準拠規格：JIS C 1731-2、JEC-1201（50Hz・60Hz共用）
• 付属ヒューズ：一次側に限流ヒューズ「MPT150」が付いている。
  定格は7.2kV・1A、遮断電流40kA、参考遮断容量500MVA（JEC-2330）。
  形式の末尾「P」はヒューズ付を表す。

EVTは、一次側をスター（星形）結線にして中性点を接地している。
地絡事故のときは、オープンデルタ結線の三次巻線から零相電圧（Vo）を取り出す。

接地形計器用変圧器（VTZ-E6EP1）における実務でのポイント

EVTとZPDの違いと使い分け

地絡事故のときに零相電圧を検出する機器には
EVTのほかにZPD（コンデンサ形の零相電圧検出装置）がある。

• EVT：変圧器の巻線を通して大地につながる。直流も通る経路。
• ZPD：コンデンサを通して大地につながる。直流は通さない。

ZPDは直流を通さないので、回路の絶縁抵抗を測るときに影響しにくいという利点がある。
一方、EVTがつながっている高圧回路で絶縁抵抗測定をすると、測定電流がEVTの巻線を通って大地へ流れてしまう。
そのため、EVTを切り離すか、一次接地側端子の接地を外してから測る必要がある。

もう一つ大事なのが、高圧配電線に直接つながる部分の零相電圧検出には
EVT（VT方式）ではなくZPD（コンデンサ形）を使うこと。

EVTのような巻線形の検出器を需要家側に置くと、配電線があちこちで接地された状態になり
電力会社が事故点を探す作業や地絡保護に支障が出る。
たとえば東京電力パワーグリッドの技術要件では、発電設備を高圧配電線につなぐ場合について
「配電線の事故点探査に支障を及ぼさないよう、零相電圧検出部には、VT方式ではなく、インピーダンスの高いCVTを採用していただきます」としている。
系統連系規程（JEAC 9701）にも、同じ趣旨の規定がある。
このため、高圧需要家ではZPDと地絡方向継電器（DGR）を組み合わせるのが標準となっている。

※上記の規定は、発電設備を高圧配電線に連系する場合のもの。
実際の設計では、系統連系規程の原文と電力会社の技術要件を確認すること。

EVTの設置箇所の具体例

• 発電設備
• 特別高圧で受電する需要家の、自家用変圧器の二次側にある6kV非接地系統
• 変電所

接地形計器用変圧器（VTZ-E6EP1）の保守点検と更新推奨時期

定期点検の要領（取扱説明書の抜粋）

• 絶縁抵抗測定（1年に1回）
  高圧巻線と低圧巻線・大地の間
  1000Vの絶縁抵抗計で100MΩ以上
  
  低圧巻線と大地の間、低圧巻線どうしの間
  500Vの絶縁抵抗計で2MΩ以上
  
• 外観点検（1年に1回）
  本体に変色・剥離・亀裂・傷・変形がないか。トラッキングや炭化の跡がないか。
  金属粉やカーボン性のほこりが付いていないか。端子と接続部に緩みや局部的な変色、腐食がないか。
  
• 清掃
  汚れ、ほこり、水滴が付いていれば清掃を行う。
  
• 部分放電試験
  10年を過ぎたら1年に1回行う。
  放電電荷量が基準値以下であること、前年より大きく増えていないことを確認する。
  現地での測定が難しい場合は、メーカーに相談。

耐電圧試験のときは、必ずEVTを回路から切り離す

EVTは段絶縁である。
一次接地側端子の絶縁強度は、線路側端子より低くしているため
高圧巻線全体に線路側と同じ耐電圧試験はかけられない。

また、一端を接地した構造なので、高い商用周波電圧をかけると鉄心が飽和する。
竣工時の検査などで受電盤の商用周波耐電圧試験をするときは
EVTを必ず回路から切り離すこと。

メーカーのFAQには、同じ系列のEVTに耐電圧試験の電圧をかけて
一次接地側端子と大地の間で火花が出た事例が載っている。
この場合は内部の絶縁が壊れているおそれがあり、修理はできず、製品の交換が必要とされている。

更新推奨時期

日本電機工業会（JEMA）技術資料第164号では
計器用変成器の更新推奨時期を「モールド形（そのほかの乾式を含む）15年」としているが
これは保証値ではなく、日常点検と定期点検を行っていることが前提の目安となる。

一次側ヒューズが切れたときの注意点

VTZ-E6EP1の一次側には、保護用の限流ヒューズ（MPT150）が付いている。
このヒューズが切れていたとき、「ヒューズを替えれば直る」と考えるのは危険。

メーカーの資料では
一次側ヒューズが切れる原因として次の2つが挙げられている。

1. 雷サージなどの異常電圧で、高圧巻線の絶縁が劣化・破壊した
2. つないだ計器の異常、誤結線、過負荷などで低圧巻線が焼損し、それが原因で高圧巻線の絶縁が破壊された

ヒューズが切れていたら、取扱説明書の点検要領（外観、臭気、巻線抵抗、絶縁抵抗など）に従って
本体の絶縁性能を細かく診断すること。
異常があれば本体を取り替える。

絶縁に異常がなければ、ヒューズ自体の劣化や励磁突入電流で切れたと判断して、ヒューズを交換する。
このときは、切れたのが1本だけでも、全部取り替えるようメーカーが指示している。
交換したあと短い期間でまた切れる場合は、内部で絶縁が壊れている可能性が高いので
本体を取り替えること。

まとめ

• VTZ-E6EP1は、三相用のモールド形接地形計器用変圧器（EVT）である。
  仕様は6.6kV／110V／110/3V または 190/3V、3×200VA、1P/3G、MPT150ヒューズ付。
  
• EVTは巻線を通して接地されている。
  高圧受電の一般需要家ではZPDとDGRの組み合わせが標準で
  EVTは発電設備や自家用の非接地系統などで使われる。
  
• 段絶縁なので、耐電圧試験のときは必ず回路から切り離す。
  
• 点検は、絶縁抵抗（高圧側は1000Vメガで100MΩ以上、低圧側は500Vメガで2MΩ以上）と外観を年1回確認。
  10年を過ぎたら部分放電試験も年1回行う。
  更新推奨時期は15年
  ※保証値ではない。
  
• 一次ヒューズが切れたらまず本体を診断する。
  異常がなければ、ヒューズを全数交換する。

参考資料

• 東芝産業機器システム「東芝計器用変成器 モールド形」カタログ CKTD-0127（2024年2月発行）
• 東芝産業機器システム FAQ「計器用変成器」（EVTの耐電圧試験について）
• 日本電気協会「系統連系規程」（JEAC 9701）
• 東京電力パワーグリッド「系統連系に係る設備設計について〈発電設備（高圧・低圧）〉」（2024年4月1日実施）