電磁誘導障害

2019年1月26日2021年9月8日

この単元では、電磁誘導障害により通信線に誘起される電圧をどのように計算するかについて説明していきます。

とても簡単な単元だとは思いますが、出題頻度は平成9年・17年・24年という風に結構高いのでしっかりを押さえておかないといけない単元です。

電磁誘導障害の異常電圧の種類

電磁誘導障害で通信線に発生する異常電圧には

・通常時に発生する常時誘導電圧

・地絡などの事故時に発生する異常時誘導電圧

の二つがあります。どちらも計算はほぼ変わらないのですが、気をつけるべき部分があるので両方とも順に説明していきます。

常時誘導電圧

下図のように、三相の送電線があって各相に電流が流れているとします。

図の${ \dot { M } }_{ a }{ \dot { M } }_{ b }{ \dot { M } }_{ c }$はそれぞれ、abc相の電力線と通信線との間の単位長さあたりの相互インダクタンスを示しています。

この相互インダクタンスが存在するということは、送電線を流れる電流によって、通信線に起電力が発生(電磁誘導)して、通信線に電磁誘導電圧(常時誘導電圧)${ \dot { V } }_{ m }$が発生するということです。

通信線にはa相とb相とc相からの誘導電圧のベクトル和の誘導電圧がかかるので、${ \dot { V } }_{ m }$は、角周波数をω[rad/s]として

$${ \dot { V } }_{ m }=jω{ M }_{ a }l{ \dot { I } }_{ a }+jω{ M }_{ b }l{ \dot { I } }_{ b }+jω{ M }_{ c }l{ \dot { I } }_{ c }$$

point!

$${ \dot { V } }_{ m }=jωl\left( { M }_{ a }{ \dot { I } }_{ a }+{ M }_{ b }{ \dot { I } }_{ b }+{ M }_{ c }{ \dot { I } }_{ c } \right) $$

となります。

また、この式から分かるように

$${ M }_{ a }{ \dot { I } }_{ a }+{ M }_{ b }{ \dot { I } }_{ b }+{ M }_{ c }{ \dot { I } }_{ c }=0$$

のときのみ電磁誘導電圧が0となります。

零相電流を${ \dot { I } }_{ 0 }$として、$3{ \dot { I } }_{ 0 }={ \dot { I } }_{ a }+{ \dot { I } }_{ b }+{ \dot { I } }_{ c }=0$だったとしても${ M }_{ a }={ M }_{ b }={ M }_{ c }$でなければ誘導電圧が0にならないことに気を付けましょう。

零相電流についてはこちらのページで詳しく説明しています。