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CTD

真空遮断器の停電補償用電源

CTDは、高圧受電設備において真空遮断器(VCB)を動作させるための操作電源を確保する装置である。正式名称は「コンデンサ引き外し装置」であり、現場では「コンデンサトリップ」や「コントリ」とも略称される。

高圧遮断器は、事故発生時に保護継電器(OCR)からの信号を受けて電路を開放(トリップ)する役割を持つが、そのトリップコイルを動作させるためには電気エネルギーが必要である。しかし、短絡事故や地絡事故が発生した瞬間は、受電点電圧が著しく低下あるいは喪失している可能性が高く、商用電源をそのまま操作電源として使用していると、肝心の事故時に遮断器が動作しないという事態に陥る。CTDは、内蔵された大容量コンデンサに常時電気を蓄えておくことで、電源喪失時でも確実にトリップコイルを駆動させ、事故点を切り離すことを可能にする。

直流電源装置とのコスト比較と選定

遮断器の操作電源を確保する手段としては、鉛蓄電池を用いた「直流電源装置」を設置する方法が最も確実である。しかし、直流電源装置は定期的なバッテリー交換が必要であり、設置スペースも大きく、導入コストおよび維持管理費が高額になる傾向がある。

これに対し、CTDは小型のボックス形状であり、盤内のわずかなスペースに設置可能である上、メンテナンスも容易でコストパフォーマンスに優れている。そのため、頻繁な開閉操作を必要としない一般的な高圧受電設備(中小規模のキュービクル)では、CTDによる引き外し方式が標準的に採用されている。入力電圧はAC100VまたはAC200V、出力電圧はVCBのトリップコイル定格に合わせてDC140V(AC100V入力時)またはDC280V(AC200V入力時)を選定する。

「引き外し専用」という機能制約

CTDを採用する上で理解しておかなければならない最大の制約は、あくまで「遮断(トリップ)」専用の装置であるという点である。コンデンサに蓄えられたエネルギーは一度のトリップ動作で放出されてしまうため、連続して動作させることや、遮断器を「投入(クローズ)」するために使用することはできない。

したがって、停電後の復旧操作において、制御電源が回復していない状態で遮断器を投入したい場合は、手動でばねを蓄勢し、機械的に投入ボタンを押す必要がある。自動切替制御や遠隔操作など、電気的な投入操作が必須となる系統では、CTDではなく十分な容量を持つ直流電源装置を選定しなければならない。

残留電荷と放電スイッチ

CTDの内部コンデンサには、停電して入力電源が断たれた後も、長時間にわたり高電圧の電荷が残留し続ける特性がある。そのため、停電点検や機器交換の際に、作業員が不用意に端子に触れると感電事故を引き起こすリスクがある。

安全に作業を行うため、CTD本体には「放電スイッチ(テストボタン)」や表示灯が設けられている。点検前には必ず制御電源を切り、このボタンを押してコンデンサ内のエネルギーをトリップコイルへ放出(または抵抗放電)させ、残留電荷がないことをテスターで確認してから作業に着手する手順が必須となる。

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