でんきメモ

保護継電器の誘導形と静止形の違い

保護継電器は、OCR、UVR、OVRなど色々あるが、その動作形式として、誘導形と静止形がある。

誘導円板型とは?

誘導円板、軸受け、コイルなどが内蔵されて構成されている。
移動磁界を作る鉄心と、円板に生じる渦電流との相互作用により動作する。
1990年頃までの保護継電器の多くはこの形で「変圧器形」と「くま取り形」の2種類がある。

変圧器形は、CT2次側から供給された電流に比例した磁束がコイルに加わり、継電器内部の円板に渦電流を生ずる。
二次コイルにより励磁される磁束の位相はずれを生じるため、その磁束との相互作用で円板が回転力を生じる。
円盤が回転して、円盤の軸に取り付けられた可動接点が固定接点と接触した時にOCRが動作する。

※日本では既に誘導円板形の過電流継電器は各メーカーで生産中止になっている。

誘導円板型が動く原理とは?


CT2次電流からくる電流がコイルに流れると円板に位相の異なる2つの交番磁界、Φ1とΦ2が発生する。
Φ1とΦ2から、円板上に2つの渦電流、IΦ1とIΦ2が発生する。
磁界Φ1と渦電流IΦ2でトルクT1が、磁界Φ2と渦電流IΦ1でトルクT2が発生する。
T1 - T2が回転トルクとなり、円板が回る。

※くま取りコイルとは?
磁極の一部にくま取りコイル(短絡コイル)を巻くことで励磁の遅れが発生し、回転磁界を発生させることで回転子の回転方向が決定する。

誘導円板型のデメリット

地震などの振動に弱く、扉を開いたり閉じたりする衝撃や地震によって動作してしまう欠点がある。
過電流継電器の場合、1つの遮断器に対してR相、T相、2個用意する必要がある(静止型の場合は1つ)
電磁力とバネで円盤が回転するので、バネの経年劣化や、振動、温度、傾斜といった外部の影響を受けて誤差が発生する。
可動部の劣化が速く、寿命が短い。

静止型とは?

静止型の過電流継電器は、円盤などの物理的な可動部が一切無い。
内部にトランジスタが動作要素に使用され、電子回路で制御している。
振動の影響がなく、可動部が劣化するという心配もない。
誘導形のように物理的な動作の誤差を抑えられるので、信頼性が高い。
性能、信頼性、省スペース、製造コスト、保守など、あらゆる面で優位である。
1990年頃から保護継電器は静止形が主流となってきている。
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