引き込み開閉器（PASやUGS）の雷保護についての備忘録

2025年11月13日

PASは「Pole Air Switch」の略で
主に高圧で電気を受電する設備（自家用電気工作物）の引込点（責任分界点）に設置される
非常に重要な開閉器（スイッチ）のこと。
※日本語では「柱上気中負荷開閉器」と呼ばれる。

PASや最大の役割は、波及事故の防止と、設備の停電作業時の電源切り離し。

PASの役割（SOG動作機能）

PASの最も重要な機能は
需要家（電気を使用する側）の敷地内で短絡や地絡といった電気事故が発生した場合に
事故を電力会社の配電線に波及（拡大）させるのを防ぐこと。
この保護機能は、PASに内蔵または付加されているSOG動作機能（地絡・過電流保護機能）によって実現される。

地絡事故（G動作）の防止

機能

構内で地絡事故（漏電）が発生し
設定値以上の地絡電流が流れた場合
PASはこれを検知し、瞬時に開閉器を自動で開放（オフ）する。

効果

事故電流が外部に流れ出るのを防ぎ
地域一帯の広範囲な停電（波及事故）を未然に防止する。

短絡・過電流事故（SO動作）の防止

機能

構内で短絡事故や大過電流が発生した場合
PASは電流を検知し、開閉器が動作しないようにロックする。
その後、電力会社側の遮断器が一度動作して系統の電流を遮断し
無電圧になったことを検知してからPASが自動で開放（オフ）する。

効果

PAS自身は大きな短絡電流を遮断できないが
この手順により電力系統の信頼性を保ちつつ、事故点を切り離す。

開閉機能

役割

定期点検や事故復旧などで、需要家の高圧設備（キュービクルなど）を停電させる際
手動でPASを開放（オフ）し、電力会社からの電気を安全に切り離すころが可能。
→出迎え方式の場合のような送配電業者への開閉依頼や費用が発生しない。

引き込み開閉器の設置場所と種類

設置場所

電力会社の配電線から需要家に電力を引き込む責任分界点の直近
多くの場合、構内に建てられた引込柱（1号柱）の上部に設置される。

種類

PAS (Pole Air Switch)
「柱上気中負荷開閉器」のことで、架空引込方式（電柱と電線で引き込む方式）の際に使用される。
UGS (Underground Gas Switch) やUAS (Underground Air Switch)
地中引込方式（地中のケーブルで引き込む方式）の際に
地上または地中に設置される開閉器で、PASとほぼ同じ役割を持つ。

PASの雷保護

(1)PASの被害と雷サージの侵入様相

最近では、耐対策を配慮して避雷器(LA)と操作用変圧器(VT)を内蔵したPAS
VT・LA内蔵型PASが多く設置されている。
※以下「VL・PAS」

ここで架空配電線の雷対策をみると、架空地線、がいしの10号化絶縁(公称電圧11kV用を使用)避雷素子付アークホーンなどの各種資機材などの充実に加えケーブルとの分岐点や変圧器にも避雷器が設置されている。
高圧受電設備では、1号柱に避雷器内蔵のVL・PASを設置するのが一般的な対策となっており
変圧器を取り付けたキュービクル側に避雷器が設置されることは少ない。
また、1号柱には架空配電線の架空地線は延長されないので、高圧受電設備の雷対策は架空配電線に比べると保護レベルが低いといえる。

架空配電線は、誘導雷および直撃雷によって雷サージが発生する。
現在では架空配電線の雷対策の充実により、誘導雷による雷被害はほとんど生じていない。
誘導雷による雷サージが配電線を経由して高圧受電設備に侵入しても
1号柱に避雷器を設置すればPASも含めてキュービクルまでほぼ保護される。
また、対策の進んだ現在では直撃雷に対してもある程度の雷保護が可能となっている。

(2)雷害対策にはVL・PAS

図：LA内蔵PASによる放電電流の流れ

上図に、PASに避雷器のみを内蔵したLA内蔵型PASの回路図を示す。
PASのSOG制御装置の電源P1,P2は、キュービクルの電灯変圧器から供給されている。
PASに雷サージが侵入して内蔵避雷器が放電すると、放電電流が接地極EAに流出して
PASの外箱の電位はVPまで上昇する。
SOG制御装置のZ２端子は、PAS外箱に接続されていることから同電位まで上昇する。
一方、電源のP２端子は電灯変圧器のB種接地極に接続されていることから零電位にある。
このため、SOG制御装置の端子Z2-P2間にこの電位差が印加されSOG制御装置に雷被害が生じる原因となる。

SOG制御装置は、地絡保護機能なども含めPASを制御しているから、本体と同様に雷対策は重要である。
このため、PASの外箱内とSOG制御装置内の各所にSPD（サージ防護デバイス）を取り付け、
SOG制御装置に流入したサージ電流を安全にキュービクルのB種接地極に流出させて雷被害の軽減を図っている。

SOG制御装置に雷被害が生じる原因はZ2-P2間の電位差にあるため
これを解消するのが避雷器と操作用変圧器をPAS本体に内蔵したVL・PASである。
下図に示すように、PASとSOG制御装置の接地が一点に集中しているから、内蔵避雷器が放電してPAS本体の電位が上昇しても、SOG制御装置は本体と同電位にあるから雷被害は生じない。
雷被害を考慮すると最も望ましいPASの形式といえる。

図：VT・LA内蔵PASによる一点接地

(3)PAS内蔵避雷器には保護の限界がある

PASに内蔵した避雷器は、誘導雷に対してはPASも含めてキュービクル側までの保護効果が期待できる。
しかし、直撃雷ではPASは保護されるがキュービクル側については限界がある。

図：直撃雷の解析例

上図に、架空配電線の分岐柱から52.8m離れた架空地線に18.5kAの直撃雷を受けたときの解析例を示す
（雷撃電流は100kAを超えるものがあるが中央値で30kA程度）。
これによれば、PASの避雷器が動作して、PASとキュービクルはほぼ同程度の66kVの電位にそれぞれ抑制される。
PASの外箱と避雷器の接地端子は接続されているから
PASに印加される電圧は避雷器の両端の電圧（制限電圧）に等しく、この解析例では18.4kVである。
高圧機器の絶縁強度は60kVであるからPASは保護される。
しかし、キュービクル側には66kVがそのまま印加されるので高圧機器は被害を受けることがある。

このように、直撃雷ではPASに避雷器があっても
架空配電線の雷撃位置や雷撃電流によってはキュービクル側に被害が生じるおそれがある。
このため、雷の多い地域でより厳重な雷保護対策を必要とするときは
キュービクル内にも避雷器を設置することが有効な対策となる。