電力系統に発生する瞬時電圧低下 - 目指せ！電気主任技術者～解説ノート～

瞬時電圧低下（略して「瞬低（しゅんてい）」ともいう）は，電力系統の各種事故により，系統の電圧が瞬間的に低下するために発生するものであり，コンピュータが停止するなどの影響を与えることがある。

瞬時電圧低下は，送電鉄塔又は架空地線に落雷した場合，鉄塔電位が上昇し，逆フラッシオーバが発生し，地絡事故となり発生する。

ひとたび通電経路が形成されると，雷撃終了後も電源から故障電流が流れ続ける場合があるので，送電線の両端の遮断器を開放する必要がある。

また，雪害等により相間短絡が発生した場合は，より大きな瞬時電圧低下となる。

瞬時電圧低下の概要

電力系統に事故が発生した場合，事故設備等を電力系統から除去するまでの間，瞬間的に電圧が低下することがある。

例えば，送電線に雷撃があり，1 線地絡事故が発生した場合，保護リレーが動作し当該送電線の遮断器を開放して事故除去するまでの間，100 [ms] 前後の電圧低下が発生する。

この瞬時電圧低下が発生した場合は，事故点に近いほど電圧の低下幅は大きくなり，また，その影響範囲は事故点につながっている同一の電力系統内に及ぶことになる。

一方，事故を起こした送電線に負荷設備が接続されている場合には，その負荷設備は，事故を起こした送電線が電力系統から切り離される（遮断器が開放される）と同時に事故停電となるが，事故を起こした送電線の遮断器は，通常一定時間の後に自動的に再投入され事故停電が復旧される。

このように，同一の電力系統内に及ぶ瞬時電圧低下は，事故を起こした送電線に接続された負荷設備に限られる事故停電に比べて，一般に，影響範囲は広くなる場合が多い。

瞬時電圧低下とは，落雷などにより電力系統に事故が発生すると，事故点を中心に電圧が低下し事故点を電力系統から切り離すまでの短い時間，電圧低下が継続することをいう。

需要家にとっては，系統電圧が突然低下した後に短時間で復帰する現象で，コンピュータシステムや自動化が進んだ生産設備の停止等，様々な障害のきっかけとなる。

（出典）平成30年度第一種電気主任技術者二次試験電力・管理問5

瞬時電圧低下の需要家側への影響

電圧低下が瞬時であっても，需要家側では，使用される電動機の運転・停止に用いられる常時励磁式電磁接触器の開放，FA システムなどに使用されるコンピュータのデータ消失，プロセス制御の誤作動，生産ラインの停止などの問題が発生する。

電圧低下レベル

電圧低下レベルは，事故点（落雷地点等）との接近度合いによって異なり，定格電圧に対する残存電圧の割合が 0 % ～ 20 % は短時間停電とみなす場合がある。

落雷による瞬低の例

落雷による瞬低の例では，①「雷の発生」→②「送電線への落雷」→③「送電線に地絡が発生」，その結果，瞬低が生じ需要家負荷機器等に影響が発生するという過程をたどる。

これに伴って，電力系統では，次の ④ 以降のような動作が自動的に行われる。

①→②→③→④「保護リレーが地絡を検出」→⑤「送電線両端の遮断器を開放し事故箇所を除去」→⑥「地絡解消後に送電線を再閉路」。

したがって，③ から ⑤ の間が瞬低の継続時間となる。

瞬時電圧低下の対策

瞬時電圧低下に対する系統側での対策は極めて困難であるため，瞬時電圧低下によって生じる負荷設備がある場合には，負荷設備側で対策を行うこととなる。

系統側での対策

瞬時電圧低下に対する系統側での対策は，送電線に落雷等により地絡又は相間短絡が生じた場合，保護リレーが動作して遮断器が開放し，事故箇所を系統から極めて短時間で切り離すことなどが実施されている。

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負荷側設備の対策例

負荷側での対策は，瞬時電圧低下によって影響を受ける負荷設備によって，次のものが挙げられる。

コンピュータを使用している回路の場合，無停電電源装置（UPS）を設置する。
無停電電源装置がないコンピュータの場合，電源部（直流部分）に電池を接続する。
電磁開閉器（マグネットスイッチ）を使用している電動機等に対しては，電磁開閉器を遅延釈放方式のものや，自己保持機能を有するものにする。
パワーエレクトロニクス素子を使用している可変速電動機に対しては，制御方式を電圧低下時にはコンバータ又はインバータをロック状態にし，電圧復帰後自動的に正常運転に戻す方式とする。