JP2008066036A - Grounding method in low-voltage distribution system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ビルなどの建造物内の低圧配電系統における接地方式に関する。 The present invention relates to a grounding method in a low voltage distribution system in a building such as a building.
近年、ビル設備においては、省エネルギー化の目的で使用されるインバータなどの回路からの高周波ノイズの発生が顕著である。また、例えばビル内のオフィスで用いられる各種情報機器においては、従来より信号電圧が低い集積回路が用いられるようになっており、非常にノイズの影響を受けやすい。 In recent years, in building facilities, generation of high frequency noise from circuits such as inverters used for the purpose of energy saving has been remarkable. For example, various information devices used in offices in buildings use integrated circuits with lower signal voltages than in the past, and are very susceptible to noise.
従来、ビル設備等の低圧配電系統において、日本ではTT接地方式に近い接地方式が用いられていた。ところが、TT接地方式は、ビル構造体導電部を保護導体として使用するTN接地方式に比べてノイズ耐性において劣ることが本件発明者らのノイズ調査の結果わかってきた。本件発明者らは、今後、ノイズ耐性に優れる接地方式であるTN接地方式がビル設備の低圧配電系統において採用される件数が増えると予想している。なお、電力線の配電方式として、日本では主にTT接地方式が採用されており、主としてTN接地方式は日本以外の多くの国々で採用されている。また、以下、特に断りがない場合には、本明細書においては、TN接地方式はビル構造体導電部を保護導体として使用するものとして記載する。 Conventionally, in a low-voltage distribution system such as a building facility, a grounding method similar to a TT grounding method has been used in Japan. However, as a result of noise investigations by the present inventors, the TT grounding method is inferior in noise resistance compared to the TN grounding method in which the building structure conductive portion is used as a protective conductor. The inventors of the present invention predict that the number of TN grounding systems, which are grounding systems with excellent noise resistance, will be adopted in low-voltage distribution systems of building facilities in the future. As a power line distribution method, the TT grounding method is mainly adopted in Japan, and the TN grounding method is mainly adopted in many countries other than Japan. Further, hereinafter, unless otherwise specified, in this specification, the TN grounding method is described as using the building structure conductive portion as a protective conductor.
また、TT接地方式及びTN接地方式の名称についてであるが、第一文字のTは系統接地を施すことを意味し、TT接地方式における第二文字のTは機器接地を(前記系統接地とは独立して)施すことを意味する。そしてTN接地方式における第二文字のNは機器接地がないこと(前記系統接地に結線して共用する)を意味している。 As for the names of the TT grounding system and the TN grounding system, the first letter T means system grounding, and the second letter T in the TT grounding system is equipment grounding (independent of the system grounding). It means). The second letter N in the TN grounding system means that there is no equipment grounding (connected to the system grounding and shared).
これらTT接地方式とTN接地方式を図面を参照しつつ説明する。図5は、TT接地方式を模式的に示す図であり、図6は、TN接地方式を模式的に示す図である。図5及び図6において、10は負荷、11は低圧配電系統におけるトランス、12は地中に埋設される接地抵抗、20はビルなどの建造物のコンクリート部、21はビルなどの建造物の鉄骨部をそれぞれ示している。また、低圧配電系統において、Pは電圧相、Nはニュートラル相を示している。 These TT grounding system and TN grounding system will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a diagram schematically showing the TT grounding method, and FIG. 6 is a diagram schematically showing the TN grounding method. 5 and 6, 10 is a load, 11 is a transformer in a low-voltage distribution system, 12 is a grounding resistance buried in the ground, 20 is a concrete part of a building such as a building, and 21 is a steel frame of the building or the like Each part is shown. In the low voltage distribution system, P indicates a voltage phase, and N indicates a neutral phase.
TN接地方式は、建造物の構造体を接地電極として使用するのに対して、TT接地方式は、ビルなどの建造物の構造体には接地せず接地抵抗12を地中に埋設してアースすることを特徴としている。したがって、図5に示すように、わが国で6kV受電のTT接地方式では、ニュートラル相Nのトランス11近傍のA点と10〜30Ωの銅板からなる接地抵抗12とを導通するように構成する。また、図6に示すように、TN接地方式では、ニュートラル相Nのトランス11近傍のA点と建造物の構造体である鉄骨部21のB点とを導通するように構成する。
In the TN grounding system, a building structure is used as a ground electrode, whereas in the TT grounding system, the
以上のように構成されるTT接地方式、TN接地方式のそれぞれにおいて地絡(漏電)が発生した場合について説明する。TT接地方式の場合には、地絡S0が発生したとき、地絡電流は建造物の鉄骨部21から地中に埋設された接地抵抗12を通り、ニュートラル相Nに戻るような経路をたどる(S0→S1→S2→S3→S4)。TT接地方式においては、地絡電流路に10〜30Ωの銅板などの接地抵抗12が介挿されているので、地絡電流は数十A に抑えることができる。一方、TN接地方式の場合には、地絡S0が発生したとき、地絡電流は建造物の鉄骨部21から図示するよう形でニュートラル相Nに戻るような経路をたどる(S0→S1→S2→S3)。TN接地方式の場合には、地絡S0が発生したとき、抵抗成分が電流路に介在していないので、地絡電流は数kA という短絡電流に近い電流が流れることとなる。
A case where a ground fault (leakage) occurs in each of the TT grounding system and the TN grounding system configured as described above will be described. In the case of the TT grounding method, when the ground fault S 0 occurs, the ground fault current follows a path that returns from the
上述したように、TN接地方式はTT接地方式に比べてノイズ耐性に優れている接地方式である。この詳細なメカニズムについては不明な点も未だ多いが、TT接地方式がTN接地方式に比べノイズ耐性に劣っているのは、TT接地方式の場合には、10〜30Ωの銅板などの接地抵抗12が存在し、これにより接地抵抗12において残留電圧が発生することに起因すると考えられている。
As described above, the TN grounding method is a grounding method that has better noise resistance than the TT grounding method. Although there are still many unclear points about this detailed mechanism, the TT grounding method is inferior to the TN grounding method in noise resistance. In the case of the TT grounding method, the
なお、上記のようなTT接地方式や、JISで規定する一般的なTN接地方式については、例えば特許文献1(特開2005−278299号公報)に開示されている。 Note that the TT grounding system as described above and a general TN grounding system defined by JIS are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-278299.
TT接地方式の別態様についても説明しておく。図7は、TT接地方式の別態様を模式的に示す図である。TT接地方式では、ニュートラル相NのA点と建造物の構造体である鉄骨部21のB点との間に、接地抵抗13を介挿した構成となっている。当該態様においても、地絡S0が発生したとき、地絡電流は建造物の鉄骨部21から接地抵抗13を介して、ニュートラル相Nに戻るような経路をたどるので、地絡電流を数十A に抑えることができる。
上記のようにTT接地方式においては、地絡電流を抑制する効果が大きい反面ノイズ耐性がTN接地方式に比べ劣っているという問題点があり、逆にTN接地方式においては、TT接地方式に比べてノイズ耐性に勝っている反面地絡電流を抑制する効果が小さい、という問題点があった。 As described above, the TT grounding method has a problem that the effect of suppressing the ground fault current is large, but there is a problem that the noise resistance is inferior to the TN grounding method. However, it has a problem that the effect of suppressing the ground fault current is small while it is superior in noise resistance.
このような課題を解決するために、請求項1に係る発明は、建造物内の低圧配電系統における接地方式であって、低圧配電系統のニュートラル相又は系統の一線を、接地抵抗を介して建造物構造体と接続して接地すると共に、低圧配電系統のニュートラル相又は系統の一線を、遮断器及び抵抗器を介して建造物構造体と接続して接地することを特徴とする。
In order to solve such a problem, the invention according to
また、請求項2に係る発明は、建造物内の低圧配電系統における接地方式であって、低圧配電系統のニュートラル相又は系統の一線を、接地抵抗を介して建造物構造体と接続して接地すると共に、低圧配電系統のニュートラル相又は系統の一線を、限流遮断器を介して建造物構造体と接続して接地することを特徴とする。 The invention according to claim 2 is a grounding method in a low-voltage distribution system in a building, wherein the neutral phase of the low-voltage distribution system or one line of the system is connected to the building structure via a grounding resistor and grounded. In addition, the neutral phase of the low-voltage distribution system or one line of the system is connected to the building structure via a current limiting circuit breaker and grounded.
本発明の低圧配電系統における接地方式によれば、通常時にはノイズ耐性に優れるTN接地方式のような接地形態をとり、地絡事故発生時には地絡電流を抑制することができるTT接地方式のような接地形態をとることができるので、ノイズ耐性に優れ、なおかつ地絡事故に対しても強い接地方式を提供することができる。 According to the grounding method in the low-voltage distribution system of the present invention, a grounding configuration such as a TN grounding method that is excellent in noise resistance is normally used, and a ground fault current can be suppressed when a ground fault occurs. Since a grounding form can be taken, it is possible to provide a grounding system that is excellent in noise resistance and strong against ground faults.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る低圧配電系統における接地方式を模式的に示す図である。本発明の前提は、ビルなどの建造物内の低圧配電系統に係る接地方式である。図1は、単相2線式の低圧配電系統を示すものであり、図1において、10は負荷、11は低圧配電系統におけるトランス、13は接地抵抗、14は抵抗器、15は遮断器、20はビルなどの建造物のコンクリート部、21はビルなどの建造物の鉄骨部をそれぞれ示している。また、低圧配電系統において、Pは電圧相、Nはニュートラル相を示している。建造物におけるコンクリート部20や鉄骨部21を総称して建造物構造体と称する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a grounding method in a low-voltage distribution system according to an embodiment of the present invention. The premise of the present invention is a grounding system related to a low voltage distribution system in a building such as a building. FIG. 1 shows a single-phase two-wire low-voltage distribution system. In FIG. 1, 10 is a load, 11 is a transformer in the low-voltage distribution system, 13 is a ground resistance, 14 is a resistor, 15 is a circuit breaker,
本発明の実施の形態に係る低圧配電系統における接地方式は、TN接地方式とTT接地方式とを組み合わせたような接地方式となっている。すなわち、本発明においては、ニュートラル相Nにおけるトランス11近傍のA点と建造物の構造体である鉄骨部21のB点との間に接地抵抗13を介挿し、また、ニュートラル相Nのニュートラル相Nにおけるトランス11近傍のC点と建造物の構造体である鉄骨部21のD点との間には、抵抗器14と遮断器15を介挿するような接地形態となっている。接地抵抗13はB種抵抗と呼ばれる法令により用いることが義務づけられているものである。また、抵抗器14は遮断器15を動作させる電流値を調整するために用いるものである。
The grounding method in the low-voltage distribution system according to the embodiment of the present invention is a grounding method in which the TN grounding method and the TT grounding method are combined. That is, in the present invention, the
次に、以上のような本発明の接地方式における動作・作用について説明する。図2及び図3は、本発明の実施の形態に係る低圧配電系統における接地方式における動作を説明する図である。図2は、地絡事故等が発生していない通常時における状態を示すものであり、図3は地絡事項が発生した時における状態を示すものである。 Next, the operation / action in the grounding system of the present invention as described above will be described. FIG.2 and FIG.3 is a figure explaining the operation | movement in the grounding system in the low voltage | pressure distribution system which concerns on embodiment of this invention. FIG. 2 shows a state at a normal time when a ground fault accident or the like does not occur, and FIG. 3 shows a state when a ground fault matter occurs.
図2に示す通常時においては、遮断器15は閉じられており、TN接地方式と同じようにニュートラル相Nと建造物の構造体である鉄骨部21とが導通し、接地されるような構成となっている。したがって、本発明の接地方式においては、通常時、ノイズ耐性に優れている接地方式であるTN接地方式と同じ効果を享受することができる。
In the normal state shown in FIG. 2, the
図3に示す地絡事故発生時においては、遮断器15の動作によってC−D間はオープンとなる。したがって、本発明の接地方式においては、地絡時、地絡電流を抑制することができるTT接地方式と同様のメリットがある。本発明においては、地絡S0が発生したとき、地絡電流は建造物の鉄骨部21から地中に埋設された接地抵抗13を通り、ニュートラル相Nに戻るような経路をたどる(S0→S1→S2→S3)。このように地絡電流は、接地抵抗13を電路とするようになっているために、地絡電流を数十A に抑えることができる。
At the time of occurrence of the ground fault shown in FIG. 3, C-D is opened by the operation of the
以上、本発明の低圧配電系統における接地方式によれば、通常時にはノイズ耐性に優れるTN接地方式のような接地形態をとり、地絡事故発生時には地絡電流を抑制することができるTT接地方式のような接地形態をとることができるので、ノイズ耐性に優れ、なおかつ地絡事故に対しても強い接地方式を提供することができる。 As described above, according to the grounding system in the low-voltage distribution system of the present invention, the TT grounding system that can take a grounding form such as a TN grounding system that is excellent in noise resistance in a normal state and can suppress a ground fault current when a ground fault occurs. Therefore, it is possible to provide a grounding method that is excellent in noise resistance and strong against ground faults.
なお、本実施形態においては単相2線式を例に挙げて説明したが、本発明は三相3線式や単相3線式などの低圧配電系統における場合にも用いることができることは言うまでもない。なお、三相3線式や単相3線式などの場合には、単相2線式における「ニュートラル相N」という概念はないので、三相3線式や単相3線式などに本発明を適用する場合は、系統の一線を、単相2線式におけるニュートラル相N同様に接地すればよい。 In the present embodiment, a single-phase two-wire system has been described as an example, but it goes without saying that the present invention can also be used in a low-voltage distribution system such as a three-phase three-wire system or a single-phase three-wire system. Yes. In the case of a three-phase three-wire system or a single-phase three-wire system, there is no concept of “neutral phase N” in a single-phase two-wire system. When the invention is applied, one line of the system may be grounded like the neutral phase N in the single-phase two-wire system.
次に本発明の他の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図4は、本発明の他の実施の形態に係る低圧配電系統における接地方式を模式的に示す図である。図4は、単相2線式の低圧配電系統を示すものであり、図4において、10は負荷、11は低圧配電系統におけるトランス、13は接地抵抗、16は限流遮断器、20はビルなどの建造物のコンクリート部、21はビルなどの建造物の鉄骨部をそれぞれ示している。また、低圧配電系統において、Pは電圧相、Nはニュートラル相を示している。建造物におけるコンクリート部20や鉄骨部21を総称して建造物構造体と称する。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram schematically showing a grounding method in a low-voltage distribution system according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 shows a single-phase two-wire low-voltage distribution system. In FIG. 4, 10 is a load, 11 is a transformer in the low-voltage distribution system, 13 is a grounding resistance, 16 is a current limiting circuit breaker, and 20 is a building. A concrete part of a building such as, and 21 indicate a steel frame part of a building such as a building. In the low voltage distribution system, P indicates a voltage phase, and N indicates a neutral phase. The
本実施形態が先に実施形態と異なる点は、C−D間に限流遮断器16を用いた点である。この限流遮断器16は、地絡事故発生時に、アークによってエネルギーを消費させることによって全体に流れる電流を制御するものである。本実施形態における作用も、先の実施形態と同様で、通常時においては閉となっている限流遮断器16により、C−D間が短絡してTN接地方式のメリットを享受することができ、地絡事故発生時においては、限流遮断器16が開となり、地絡電流は接地抵抗13の経路(A−B間)を通ることで、地絡電流の抑制を図ることができる。
This embodiment is different from the previous embodiment in that a current limiting
以上、本発明の他の実施形態の低圧配電系統における接地方式によれば、通常時にはノイズ耐性に優れるTN接地方式のような接地形態をとり、地絡事故発生時には地絡電流を抑制することができるTT接地方式のような接地形態をとることができるので、ノイズ耐性に優れ、なおかつ地絡事故に対しても強い接地方式を提供することができる。 As described above, according to the grounding method in the low-voltage distribution system according to another embodiment of the present invention, the grounding method such as the TN grounding method that is excellent in noise resistance is normally used, and the ground fault current is suppressed when a ground fault occurs. Since it can take a grounding form such as a TT grounding method, it is possible to provide a grounding method that is excellent in noise resistance and strong against ground faults.
なお、本実施形態においては単相2線式を例に挙げて説明したが、本発明は三相3線式や単相3線式などの低圧配電系統における接地の場合にも用いることができることは言うまでもない。なお、三相3線式や単相3線式などの場合には、単相2線式における「ニュートラル相N」という概念はないので、三相3線式や単相3線式などに本発明を適用する場合は、系統の一線を、単相2線式におけるニュートラル相N同様に接地すればよい。 In this embodiment, a single-phase two-wire system has been described as an example. However, the present invention can also be used for grounding in a low-voltage distribution system such as a three-phase three-wire system or a single-phase three-wire system. Needless to say. In the case of a three-phase three-wire system or a single-phase three-wire system, there is no concept of “neutral phase N” in a single-phase two-wire system. When the invention is applied, one line of the system may be grounded like the neutral phase N in the single-phase two-wire system.
10・・・負荷、11・・・トランス、12・・・接地抵抗、13・・・接地抵抗(B種抵抗)、14・・・抵抗器、15・・・遮断器、16・・・限流遮断器、20・・・コンクリート部、21・・・鉄骨部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
低圧配電系統のニュートラル相又は系統の一線を、接地抵抗を介して建造物構造体と接続して接地すると共に、低圧配電系統のニュートラル相又は系統の一線を、遮断器及び抵抗器を介して建造物構造体と接続して接地することを特徴とする低圧配電系統における接地方式。 A grounding method in a low-voltage distribution system in a building,
Connect the neutral phase of the low-voltage distribution system or one line of the system to the building structure via a grounding resistor and ground it, and construct the neutral phase or system line of the low-voltage distribution system via a circuit breaker and resistor. A grounding method in a low-voltage distribution system, characterized by connecting to a structure and grounding.
低圧配電系統のニュートラル相又は系統の一線を、接地抵抗を介して建造物構造体と接続して接地すると共に、低圧配電系統のニュートラル相又は系統の一線を、限流遮断器を介して建造物構造体と接続して接地することを特徴とする低圧配電系統における接地方式。 A grounding method in a low-voltage distribution system in a building,
The neutral phase of the low-voltage distribution system or one line of the system is connected to the building structure via a grounding resistor and grounded, and the neutral phase or system line of the low-voltage distribution system is connected to the building via a current limiting circuit breaker. A grounding method in a low-voltage distribution system characterized by connecting to a structure and grounding.
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