令和5年度 学科試験 問41 解説 PASの役割

正解への判断基準

この問題は、高圧受電設備において柱上に設置される高圧交流負荷開閉器（PAS：Pole Air Switch）の動作原理を問うものです。PASの最大の特徴は「短絡電流を遮断する能力がない」ことにあります。そのため、短絡事故発生時には直ちに開路せず、「一旦事故を記憶」し、その後「送電側（電力会社側）の遮断器が動作して無電圧になった瞬間を狙って開放する」というプロセスを踏むことを押さえておけば、迷わずニを選択できます。

高圧交流負荷開閉器（PAS）の役割と制限

高圧交流負荷開閉器は、名称の通り「負荷電流」を切り離すための装置です。しかし、変圧器内部での短絡事故などが発生した場合、PAS自体には大電流を遮断する能力がありません。もし無理に遮断しようとすれば、激しいアークが発生し、機器が爆発・焼損する危険があります。

この課題を解決するために、PASには「記憶機能」と「無電圧検知機能」が備わっています。

1. 事故検出：過電流引き外し装置（CTや制御装置）が短絡電流を検出する。
2. 遮断指令の保持：遮断器をすぐに開くのではなく、内部のラッチや電子回路で「遮断の指令」を一旦記憶する。
3. 送電の停止待ち：電力会社側の配電用変電所の遮断器が、短絡事故を検知して遮断を行う（これにより、電路の電気が一旦消える）。
4. 自動開放：PASが電路の電圧がなくなったことを検知し、安全に開路する。

誤答選択肢から学ぶ遮断の論理

選択肢を整理すると、試験が求めている「安全な切り分け」の論理が見えてきます。

イとハの選択肢は「地絡電流」という言葉を使っていますが、PASの主目的の一つである「短絡事故対応」の説明として考えると不完全です。特にニの選択肢にある「短絡電流を検出し、遮断命令を一旦記憶する」という一連の流れこそが、PASが過電流保護協調において果たすべきもっとも重要な役割です。

もしこれが地絡事故であれば、零相変流器（ZCT）を用いた地絡継電器が動作しますが、短絡事故の場合は変流器（CT）が検出した過大な電流をトリガーとして、上記のような「シーケンス制御」を行うことで、受電点での事故拡大を防いでいます。

実務における重要性

この知識は、現場での保守点検や、波及事故を防ぐための保護協調設計において極めて重要です。

仮にこの仕組みを理解していない場合、PASの二次側に何らかの保護機器を追加しようとした際、誤った設定をしてしまい、結果として近隣エリア一帯を停電させてしまう「波及事故」を引き起こすリスクがあります。第一種電気工事士は、こうした高圧受電設備の全体像を把握し、電力会社側の系統保護との間で「どちらが先に遮断すべきか」という保護協調の視点を持つことが求められています。この問題は、その保護協調の第一歩となる「PASの安全な動作原理」を確認するための良問です。

参考リンク

• 高圧受電設備の保護方式（PASの役割）
• 柱上高圧交流負荷開閉器（PAS）の動作試験の様子（YouTube）
• 一般社団法人日本電機工業会：高圧交流負荷開閉器に関する規格概要