便所の落書き

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地絡検出②EVTの動作原理

 前記事(地絡検出①ZPDの動作原理 - 便所の落書き)にてZPDの動作原理を解説しました.今度はEVTについて紹介します.

 

 EVTとは正式には,接地計器用変圧器(Earthed Voltage Tran-sformer)と言い,ZPDと同じく,地絡検出を目的に使用されます.

 

EVTの動作原理

 考え方自体はZPDと全く同じです.三相交流平衡電源の対地電圧は全相健全であればそのフェーザの総和は零になる,という零相電圧の考え方です.すなわち,

 \displaystyle \sigma e = e_{uv} + e_{vw} + e_{wu} = 0.

 EVTは下図のように接続して使用されます.

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   \displaystyle L_{u1},L_{v1},L_{w1}はそれぞれ, \displaystyle L_{u2},L_{v2},L_{w2}と電磁結合していて,変圧器になっています.

 このように,2次側を直列に接続することによって, \displaystyle V_oには零相電圧が発生します.

 

 一線地絡時,例えばU相が地絡した場合,その等価回路は下図のように描き直すことができます.

 

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 U相のEVT1次巻線は短絡されることになり,電圧は印加されないことになります.従って2次巻線に電圧は発生せず, \displaystyle V_oにはV,W相の電圧のみが加算されます.したがって,総和が非零になります.

 この時の \displaystyle L_{v1},L_{w1}にはUV,UW相の対地電圧が印加されることになります.つまり,

 \displaystyle \vec{V_{v1}} = \vec{E_U} + \vec{E_V} = E \varepsilon ^{j0} + E \varepsilon ^{-j\frac{2}{3}\pi} = E \left( \frac{1}{2} -j\frac{\sqrt{3}}{2} \right) = E \varepsilon ^{-j\frac{1}{3}\pi}

 \displaystyle \vec{V_{w1}} = \vec{E_U} + \vec{E_W} = E \varepsilon ^{j0} + E \varepsilon ^{-j\frac{4}{3}\pi} = E \left( \frac{1}{2} +j\frac{\sqrt{3}}{2} \right) = E \varepsilon ^{-j\frac{5}{3}\pi}

となり,

 \displaystyle V_o = V_{v2} + V_{w2}

なので,巻線比を \displaystyle Kとすると,

 \displaystyle V_o = K \left( \vec{V_{v1}} + \vec{V_{w1}} \right) = \frac{1}{2}KE

と計算できます.