令和6年度下期電力問7

変流器（CT）の二次側を開放してはいけない理由と、一次端子の接続のしかた

電力A問題配点 5点

出典：一般財団法人電気技術者試験センター令和6年度下期第三種電気主任技術者試験電力科目問題（問題文・選択肢は改変せず、公開PDFの該当ページをそのまま掲載しています）

正解

(4)

正解の出典：同センターが公表している解答

解説

変流器（CT）は、大きな電流を計器や継電器で扱える小さな電流（通常5 Aや1 A）に変える計器用変成器。その二次側の扱い方を問う問題。

CTの二次端子には、電流計や継電器のような低インピーダンスの負荷を常につないでおく（ア＝低インピーダンス）。一次電流が流れている状態で二次回路を開放してはならない（イ＝開放）。

CTは、一次電流がつくる磁束を二次電流の磁束が打ち消すことで、鉄心の磁束を小さく保っている。二次を開放するとこの打ち消しがなくなり、一次電流のすべてが励磁電流として働いて、鉄心は磁気飽和まで追い込まれる。その結果、二次側に高い電圧が発生し（ウ＝電圧）、磁束密度が大きくなって鉄損が過大となり（エ＝鉄損）、CTが過熱して焼損したり、絶縁が破壊されたりする。作業者の感電の危険もある。

一次端子のあるCTは、電流をそのまま通したいので、被測定線路に直列に接続する（オ＝直列）。

正解は(4)。

落とし穴は、計器用変圧器（VT）と取り違えること。VTは二次を短絡してはならず（過大な短絡電流が流れる）、CTは二次を開放してはならない。「VTは短絡禁止、CTは開放禁止」と対にして覚える。

選択肢ごとの理由

(1)CTの二次負荷は低インピーダンス（電流計・継電器）。また禁止されるのは短絡ではなく開放。
(2)禁止されるのは開放で、短絡は問題ない（むしろ取り外し時は短絡させる）。発生するのは誘導電流ではなく高電圧で、過大になるのは鉄損、一次端子は直列に接続する。
(3)高インピーダンス負荷・短絡禁止は計器用変圧器（VT）側の考え方と混同している。CTは低インピーダンス負荷・開放禁止。
(4)正しい。低インピーダンス・開放・電圧・鉄損・直列。
(5)CTの二次負荷は低インピーダンス。また過大になるのは鉄損で、一次端子は並列ではなく直列に接続する。

この論点は、データセンターの現場でこう出てくる

CTの二次側を開放してはいけない、という知識は、データセンターの電気設備の保守で命に関わる。DCの受電盤・低圧配電盤・UPS盤・PDUには、電力監視のためのCTが大量に付いている。ラック単位で電力を測る監視システムを入れているDCでは、その数は数千個に及ぶこともある。盤内のメーターや継電器、電力監視装置を交換・増設するとき、手順書には必ず「CT二次側を短絡してから計器を外す」と書かれている。盤には CT 短絡用の端子台（試験端子）が付いており、そこで二次側を短絡してから計器側の配線を外す。電流が流れたままの幹線で、うっかり二次配線を外すと、端子に数千Vが出て作業者が感電したり、CTが焼損して停電に至ったりする。 DCは止められない設備なので、こうした作業はほぼすべて活線（通電中）で行われる。電流計を外すという一見軽い作業ほど事故が起きやすく、電気主任技術者が作業前にこの点を必ず確認する理由がここにある。

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