エポキシシリコン製零相電流変成器 LJ-ZW-10(12)

製品概要

機能的定義

LJ-ZW-10(12) 零相変流器は、中圧交流配電システムにおける地絡検出、残留電流測定および零相保護用途向けに設計された高精度な電磁式計測器です。屋外使用に対応した本変流器は、電磁誘導の原理に基づき、専用の零相電流検出機能を備えています。これにより、三相一次電流のベクトル和に比例したガルバニック絶縁された二次電流信号を出力し、高感度な地絡保護を実現します。

主な定格

製品画像

動作原理

本変流器はファラデーの電磁誘導則と零相電流検出トポロジーに基づき動作します。環状（トロイダル）磁心を三相導体が同時に貫通する構造となっており、三相平衡状態では各相電流のベクトル和がゼロとなり、磁心内に正味の磁束は発生しません。一方、地絡や不平衡が発生すると、残留電流（I₀ = Ia + Ib + Ic）により磁心内に比例した磁束が生じ、二次巻線に電圧が誘起され、接続された保護リレーへ標準化された出力電流を供給します。

システムにおける適用位置

• 中圧配電システム：10kV～12kV 屋外開閉装置および配電ネットワーク
• 地絡保護：漏れ電流検出および残留電流保護方式
• 零相保護：方向性地絡過電流保護および高感度地絡保護
• ケーブルフィーダ監視：ケーブルシステムにおける地絡監視
• SCADA連携：地絡電流の遠隔監視

構造概要

エポキシ樹脂でキャストされたコアと、屋外使用に対応したシリコーンゴム製ハウジングにより、厳しい環境条件下でも優れた絶縁性能、耐湿性、耐紫外線性および機械的強度を確保しています。環状開口部構造により、三相ケーブルまたはバスバーを収容でき、十分な電気的クリアランスおよび沿面距離を維持します。完全密閉型の屋外用筐体は、汚損・高湿度環境下での運用に必要なIP保護等級を満たしています。

型式名称

型式コードの説明

• L — 変流器（CT）
• J — 零相（残留電流）測定構成
• Z — キャストレジン（エポキシ）絶縁コア
• W — 屋外設置対応（防湿・防塵仕様）
• 10(12) — 電圧クラス：10 kV または 12 kV

零相構成

LJ-ZWシリーズは、三相導体すべてが同時に貫通する単一のトロイダルコアを採用しています。この構成により、三相電流のベクトル和（残留電流 I₀）を測定し、通常の負荷電流から地絡故障電流を分離して検出することが可能となり、地絡保護に特化した設計となっています。零相変流器は各相の電流を個別に測定する必要がなく、高感度な地絡保護用途に最適化されています。

使用条件

LJ-ZW-10(12)シリーズ零相変流器は、中圧配電システムにおいて屋外運用を目的としており、以下の使用条件下で動作します。

• 設置環境： 屋外設置（IP規格準拠の筐体使用）
• 標高： 海抜2000 m以下（より高い標高向けの構成も仕様により対応可能）
• 周囲温度： −25 °C ～ +40 °C
• 相対湿度： 日平均 ≤ 95%、月平均 ≤ 90%（屋外における湿度変動を想定）
• 汚染度： IEC 60815 規格に基づくクラスII（軽工業地域および農業地域に適する）
• 環境条件： 紫外線、降雨、着氷、および中程度の工業的汚染に対して耐性あり。爆発性または可燃性雰囲気のない場所

構造

構造設計

• 構造: 三相導体用ケーブル／バスバー貫通孔を備えたトロイダル（リング型）コア
• コア絶縁: 防湿性および機械的強度を確保するためのエポキシ樹脂モールド構造
• 外装ハウジング: 屋外での紫外線および耐候性を確保するためのシリコンゴム製エンクロージャ
• コア材料: 零相感度に最適化された高透磁率磁性材料
• 気密性: 屋外環境保護のための完全密封 IP 規格対応設計

二重絶縁システムにより、電気絶縁性能を提供するエポキシ樹脂モールドコアと、環境保護を担うシリコンゴム製外装ハウジングを組み合わせ、最小限のメンテナンスで長期的な屋外使用寿命を実現しています。トロイダル形状により磁界が均一に分布し、残留電流検出に対する高い感度を確保します。

巻線および端子表示

• 一次導体: トロイダル開口部を貫通する三相ケーブルまたはバスバー（固定端子なし）
• 二次端子: S1 / S2（零相出力）

端子表示は標準的な零相変流器（CT）の極性規約に従っています。地絡故障時に開口部を正の残留電流が流れる場合、二次電流は接続負荷側へ向かって S1 から S2 へ流れます。方向性地絡保護方式では、極性を正しく接続することが極めて重要です。

技術データ

本セクションでは、10 kV / 12 kVクラスの交流配電システム（50 Hz）で使用されるLJ-ZW-10(12)シリーズ屋外用零相変流器（Zero-Sequence Current Transformer）の選定に向けた技術データを提供します。以下に示すデータは、一次電流定格、精度クラス、出力抵抗の予備選定を目的としています。

定義： 一次電流定格は、公称零相電流測定範囲を示します。定格出力（Ω）は、二次巻線の抵抗仕様です。精度クラス10P10は、保護用精度クラスであり、定格一次電流の10倍の電流において合成誤差が10%以内であることを示します。

表記について： 零相CTは残留電流（I₀ = Ia + Ib + Ic）を測定します。三相平衡状態では、二次出力はゼロとなります。選定にあたっては、想定される地絡電流の大きさおよび保護リレーの感度要件に基づく必要があります。

データ参照

規格および準拠基準

工場試験の適合性

• 通常試験：適用されるIEC/GB規格に従い実施（極性・表示確認、定格電流における変成比検証、10P10クラスに従う精度検証を含む）
• 誘電試験：絶縁協調要件に従い実施（商用周波数耐電圧試験およびインパルス電圧試験）
• 零相感度検証：指定された地絡電流レベルでの検出能力を確認
• 環境試験：指定がある場合に実施（温度サイクル試験、湿気耐性試験、紫外線（UV）劣化試験）
• 目視および寸法検査：開口部寸法、表示の適合性、筐体の完全性を含む
• 型式試験および特別試験：プロジェクト仕様書に要求される場合に実施

設置および寸法

• 変圧器は、指定された固定具を使用して屋外開閉装置またはケーブル終端構造物に取り付けること。
• 零相電流の正確な測定を確保するため、三相すべての導体（ケーブルまたはバスバー）を同一方向で中央の穴に通すこと。
• トロイダル（環状）穴の内径は、ケーブルまたはバスバーバンドルが十分なクリアランスをもって収まるものとし、推奨される最小半径方向クリアランスは10mm以上とする。
• 指定された汚染度クラスに対して、IEC 60815に従い、適切な沿面距離および空間距離を確保すること。
• 二次側配線接続は端子箱を通じて行い、IP保護等級を維持するためにグランドシールを適切に施すこと。

外形図

安全に関する注意事項

• 一次導体が通電中の場合、二次回路を決して開放してはなりません。開放すると、二次端子間に危険な高電圧が発生する可能性があります。
• 点検または保守作業時には、保護リレーを切断する前に必ず二次回路を短絡してください。
• 二次回路の一点は、適用される規格に従い確実に接地すること。
• 零相極性を正しく確保するため、三相すべての導体を正しい方向で穴に通すこと。
• すべての設置および保守作業は、地域の電気安全規則および電力会社の基準に準拠すること。

注文情報

注文を行う際には、現地の電力系統要件、適用される規格、およびプロジェクト技術仕様書に従って、必要な構成を明記するものとします。技術的確認および製造着手のために、以下のパラメータを明確に記載してください：

• 定格一次電流（20 A または 50 A の零相定格）
• 定格二次電流（標準は 1 A）
• 精度クラス（保護用グレード標準：10P10）
• 定格出力抵抗（0.1 Ω または 0.2 Ω）
• 絶縁電圧クラス（10 kV または 12 kV）
• ケーブル／バスバー貫通穴径の要件
• 汚染度クラス（クラス III または IV が必要な場合）
• IP 防護等級の要件（標準より高いものが求められる場合）

選定方法

1: 系統の接地方式（直接接地、抵抗接地、リアクタンス接地、非接地）およびフィーダーケーブルの静電容量に基づき、想定される最大地絡電流を決定します。

2: 測定範囲を確保しつつ、小規模な地絡電流（通常は定格の 10～20% 程度）に対しても感度を維持できるよう、定格一次電流（20 A または 50 A）を選定します。

3: 接続する保護リレーの入力インピーダンスおよび配線抵抗に基づき、定格出力抵抗（0.1 Ω または 0.2 Ω）を確認します。

4: ケーブル束またはバスバー組立体が所定のクリアランスを確保して貫通できるよう、貫通穴径を確認します（導体の配置および寸法を明記してください）。

5: 設置場所が汚染度クラス II を超える環境（沿岸部、重工業地域、砂漠など）である場合は、IEC 60815 に従い、汚染度クラス III または IV を指定してください。

現地の電力会社またはプロジェクト要件（例：強化された IP 防護等級、端子配置、文書の言語、必要な認証書など）が適用される場合は、注文時に明記してください。特殊な構成については、製造着手前に技術合意書および最終データシートにより確認するものとします。

よくある質問 (FAQ)