【電気】変圧器2次側中性点のB種接地につきまして

質問

只今、単相三線式の勉強中です。
勉強中に、あれ？っと思った接地の質問をさせて下さい。

変圧器2次側の中性点はB種接地しているのに、
何故、正・逆位相の２本の１００ｖ電圧線は、中性線同様に大地と同電位（対地電圧0ｖ）にならないのでしょうか？

回答No.4

kantaro1985 · ベストアンサー

回答No.2のお礼に書かれていた内容について回答します。
前半部分については、その理解で問題ありません。

後半部分もその通りで、実際に欧州など家庭用電源が220-230Vの地域では、その220Vの片側が接地されていて、もう片方の相は対地電圧220-230Vとなっている国が多いようです。

また、工場などで３相200V機器の内部で、部分的に単相100Vが必要な場合がありますが、この場合は3相のうちの1相の200Vを使って単相200V→100Vトランスで100Vを作ります。
この時、トランスの2次側は片方の相を接地することで、もう片方の相は対地電圧100Vとなります。

トランス2次側を接地していなければ、２次側の対地電圧は不定となります。

実際にはトランスのコアと対地との静電結合など、さまざまな要因が組み合わさりながら、おおよそどこかの電位に落ち着いて、完全に不定のままフラフラし続けていることはあまり無いと思いますが、だいたい落ち着いているというだけで、接地無しなら対地電圧としては確定しません。

お礼

kantaro1985様、ご回答頂きまして誠に有難うございます。

ご回答頂きました内容を、しっかりと勉強して参りました。
私の御礼文章の前半に問題はないとの事で承知致しました。

また、200V回路の接地に於ける対地電圧のお話でございますが、
こちらにつきましても、私の認識に問題は無いとの事で、
有難うございます。

＞3相のうちの1相の200Vを使って単相200V→100Vトランスで100Vを作ります。
➠　この件でございますが、スコットトランスという変圧器でしょうか？以前、名前だけ聞いた事があるのですが、これも勉強してみたいと思います。

＞トランス2次側を接地していなければ、２次側の対地電圧は不定となります。
➠　こちらの件でございますが、やはり厳密には対地電圧は確定しないという事になるのですね。これはもっと深く勉強してみたく思います。

今回、対地電圧や接地、電気的中性の件につきまして勉強して参りまして、凄く良かったです。
今迄、曖昧にしてきた事柄を、一斉に再勉強出来ました。

電気的に中性な中性線をB種接地する事により、対地間に対し、基準電位（対地電圧0V）を作り出し、これにより、線間と対地間双方に基準電位（0V）を作り出している事や、
トランスの巻線に発生する誘導電圧により、１本の巻き線に
電位差が発生する事、その中点には構造的に中性点ができる事など、
電気を勉強している過程で、こういう当たり前と思われる点というのは、結構流されてしまいます。
しっかりと理解しないまま次へ進むと、結局また疑問が発生しまして
振り出しに戻ってくる事が多く、基礎をしっかり勉強するという事が
如何に大事な事か、電気を学びますとつくづく実感致します。

丁寧なご解説を頂きまして、本当に有難うございました。
解説頂きました内容を元に、自分用のノートを作成しております。

また、勉強しておりますと、別の疑問が生まれるものでして、例えば、
接地の役割として、感電防止や漏電火災の防止、また保護回路（ELB等）を確実に動作させる観点から考えまして、
漏洩電流を大地にループさせる閉回路を形成するには、
B種接地（系統接地）とD種接地（機器接地）はワンセットで無ければ
意味が無いと感じました。
これは正しいのか？などです。
これは別枠で質問してみたいと思っております。

ここまで長々と申し訳ございません。
今後とも、ご指導を頂けますよう、何卒宜しくお願い申し上げます。

回答No.6

ohkawa3

＞変圧器２次側のコイルは１本である事から、中性線を接地すると、
＞正逆相の電圧線もすべて対地電圧0Vになると思った

中性線も電圧線も、1本の線で繋がっているから同電位になると考えたのですね。
1本の線で繋がっているといっても、この場合その主要部分はトランスの巻線です。トランスの巻線には誘導電圧が生じますから、中性線と電圧線は同電位ではありません。

お礼

ohkawa3様、ご回答頂きまして誠に有難うございます。

トランス巻線の誘導電圧のお話でございますが、
現時点では、故に１本の巻き線には電位差が発生すると、
そのままに理解させて頂きました。

まだ、勉強が変圧器の段階に入っておりませんので、
今後、変圧器をもっと勉強して参ります。
有難うございました。

回答No.5

ohkawa3

＞直流的には同電位という点ですが、
＞要するに、交流特有の位相差が論点という事でしょうか？

難しく考えすぎのようですね。

2本の電圧線は、接地電位に対して、100Vの交流電圧が加わっているので、単純に、対地電圧は100Vということです。

お礼

ohkawa3様、ご回答頂きまして誠に有難うございます。

接地により対地電圧は0Vですから正・逆相の電圧線はそれぞれ
対地電圧100Vであり、かつ中性線ですから線間電圧もそれぞれ100Vとれると？
こういう事ですよね。
有難うございました。

回答No.2

kantaro1985

正逆相も中性線も、全て大地と同電位であるなら、それはもう電源ですら無いと言えるでしょう。
どこを基準電位として、どの部分がどの電位になるのか、頭の中をクリアーにして冷静になって考えれば必ず理解出来るはずです。

お礼

kantaro1985様　ご回答頂きまして誠に有難うございます。

基準電位というワードに引っ掛かり、自分なりに勉強して参りました。
（１）変圧器２次側のコイル両端には200Vの電位差が発生する。
（２）中性点へ中性線を設けると正逆相の100V電圧線を設ける事が出来る。
（３）その中性線を接地すると、電路と大地が電気的に接続され対地電圧0Vになる。
（４）これと同時に正逆相の100V電圧線も中性線を基準電位として対地電圧100Vが確定する

この理解で宜しいでしょうか？

私は、変圧器２次側のコイルは１本である事から、中性線を接地すると、正逆相の電圧線もすべて対地電圧0Vになると思ったのです。

では、例えば逆相の電圧線を接地した場合、逆相の電圧線が対地電圧0Vとなり、これを基準電位として正相の電圧線は対地電圧200V（線間電圧200V）となるのでしょうか？
また、中性線を接地するまでは、線間電圧が200Vだとしても、対地電圧は定まっていない状態と認識して宜しいのでしょうか？
電路１線を接地した時に初めて基準電位が定まり、その位相差に応じて他の電路の対地電圧が定まるという認識で宜しいのでしょうか？

また質問になりまして恐縮です。

回答No.1

ohkawa3

循環論法のようなせつめいかもしれませんが・・・・・・・
電圧線は、中性線に対して100Vの交流電圧が加わっていますので、中性線同様に大地と同電位（対地電圧0ｖ）にはなりません。
電圧線は、直流的には、大地と同電位です。

お礼

ohkawa3様　ご回答頂きまして誠に有難うございます。

直流的には同電位という点ですが、
要するに、交流特有の位相差が論点という事でしょうか？

中性線の接地により対地電圧の基準電位が定まると、それに応じた位相差により、他の電路の対地電圧が定まると？

今回のご質問の出発点ですが、変圧器２次側のコイルは１本ですから、中性線を接地してしまうと、コイル全体が対地電圧0Vになるのではないか？という疑問が生じたのが始まりなんです。
正直申し上げますと、この点がまだ合点が行きません。
モヤモヤしております。