高圧カットアウト

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高圧カットアウト(PCS)

高圧カットアウトは、高圧の配電路の開閉や、変圧器の一次側に設置しての開閉動作や過負荷保護用として使用される、高圧開閉器のひとつである。

( Primary Cutout Switch )の略称で、単線結線図などではPCSと記載される。変圧器保護用として300kVAまで、高圧進相コンデンサ保護用として50kvarまで使用可能であり、小規模な受変電設備や、柱上変圧器の保護用として幅広く利用されている。

真空遮断器(VCB)や負荷開閉器(LBS)と比較し、極めて安価で購入できるという利点があるため、PF・S方式の受変電設備では、変圧器保護用の一次側開閉器として広く用いられている。

PCSは、LBSやVCBと比較して開閉性能が低く、事故電流の遮断ができないという欠点がある。大容量変圧器の開閉は不可能なため、小規模施設での利用に限られている。かつ、100回程度の開閉を繰り返すことで機器寿命となってしまうため、多頻度開閉にも適合しない。頻繁な開閉をする系統への設置は避け、常に電力が供給され続けている電路への設置が勧められる。

高圧カットアウトは遮断器としての機能を持っておらず、短絡などで発生した大きな事故電流を遮断する性能はない。高圧カットアウトを、変圧器の一次側開閉器として利用する場合、限流ヒューズを高圧カットアウトに組込み、ヒューズの溶断によって短絡保護を行わなければならない。

高圧カットアウトは屋内仕様と屋外仕様があり、設置する環境によって適合した機種を選定しなければならない。塩害地域など、高い耐候性を要求される場合は、耐塩中間碍子仕様を選定すると良い。

高圧カットアウトの種類

高圧用のカットアウトは、用途と設置環境に応じて選定出来るよう、数多くの種類がある。

屋内用カットアウト

電気室内やキュービクル内部で多く使用される一般的な高圧カットアウトである。限流ヒューズを併設することで、短絡事故に対しても保護が可能である。

小電流の負荷開閉が可能なため、変圧器やコンデンサの一次開閉器として広く使用されている。開閉可能な規模は前述のとおり、変圧器300kVA、進相コンデンサ50kvarを上限として計画する。

カットアウト本体の材質は磁器製であり、長期使用であっても絶縁劣化が小さく、高い信頼性が保たれている。需要家で使用する高圧カットアウトは箱型が一般的で、フック棒によって開閉操作を行う。

耐振カットアウト

振動に対して、刃の外れが発生しないよう配慮された高圧カットアウトである。開閉保持力が高いので、鉄道の付近など、振動を受けるおそれのある変電設備に用いられる。建築設備用として、一般の需要家で選定する必要はなく、採用事例はほとんどない。

耐塩カットアウト

通常のカットアウトと同じ形状、操作性を維持したまま、耐塩性能を高めた製品である。汚損特性が良好なため、塩害地域での利用にも耐える性能がある。

フック棒での操作性や、ヒューズの取付は、一般の高圧カットアウトと大きな違いはない。

ZnO素子付きカットアウト

落雷による閃絡が発生した場合でも、続流を遮断して被害を防止するカットアウトである。多雷地域では、ZnO素子付きカットアウトを選定することで落雷被害を防止できる。耐サージ性能が高くなっているため、多雷地域での使用に適している。

放電耐量は2,500A、5,000A、10,000Aがあり、雷撃の強さに応じた選定を行う。落雷による雷サージ電流の発生は、その95%以上が1,000A以下であるとされており、一般的には2,500Aの耐量があれば、ほとんどの雷サージに対応できると考えられる。誘導雷に対する保護であれば、2,500Aの耐量があれば問題ない。

箱型カットアウトと筒型カットアウトの違い

高圧カットアウトの形状は、箱型と筒型がある。キュービクルや電気室で使用する高圧カットアウトは前面からの点検が主体のため箱型が多く、電柱の上部で使用する高圧カットアウトは下部からの点検が主体のため、筒型が一般的である。

箱型カットアウト

磁気製のケースに収容されている高圧カットアウトで、需要家の受変電設備で、変圧器や進相コンデンサの開閉に使用されている。

箱型カットアウトは、電力会社の配電用変圧器などでも使用されており、普及は極めて幅広い。

絶縁耐力が高く、屋内用、屋外用のラインナップがあるため、汎用性の高い開閉器である。塩害対策品を使用すれば、沿岸部や塵埃の多い地域でも問題なく使用できる。

高圧カットアウトの開閉性能はそれほど高くないが、消弧性能を持つため、定常状態の負荷開閉が可能とされている。なお、短絡による大電流の遮断機構はなく、短絡電流に対応するために、ケース内側に限流ヒューズが収納されている。

筒型カットアウト

磁気性の筒形状をしたカットアウトで、電柱上部に設置されている配電用変圧器の保護用や、電鉄用給電線用に使用されている。

電路の開閉は、筒の下部からヒューズを抜き差しすることで行う。ヒューズが溶断すると筒が下がる形式になっており、夜間でも地上から発見しやすく、円筒形になっているため、雪が乗りにくいという利点がある。

速動ヒューズと遅動ヒューズの違い

高圧カットアウトに内蔵する限流ヒューズは、速動形と遅動形があり、保護対象の用途によって使い分けを要する。

速動形ヒューズ

ヒューズエレメントが過電流で即時遮断する限流ヒューズである。過電流に対して敏速に働くため、架で龍発生と同時に電路遮断が完了する。高い安全性が保たれるため、変圧器やコンデンサの短絡保護に適している。

遅動形ヒューズ

ヒューズエレメントの一部に、即時溶断しない合金を組み合わせたもので、溶断時間にタイムラグを持たせた限流ヒューズである。突入電流や始動電流によって溶断することがないため、短絡電流の保護ではなく、長時間に渡る過電流に対する保護を目的とした限流ヒューズである。

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