柱上変圧器の１次側に引き込んでいる三相高圧線の本数

質問

電気の勉強を始めたばかりの初心者です。
お忙しい所恐れ入りますが、ご教授頂きたく、よろしくお願い致しま
す。

一般家屋に引き込むケースで考えた際、三相高圧線３本の配電線
で配電されている電気を、柱上変圧器で6,600Vから対地電圧100Vに
変圧した上で、単相３線式や単相２線式で需要者が引き込んで利用
していますが、変圧する際、トランスの１次側に三相高圧線３本の内
の２本を引き込んでいる理由を教えて頂けないでしょうか？

素朴に、１本の電線から柱上変圧器に入力し、柱上変圧器から入力
時の電線に戻す様な事はダメなのかな？と思ってしまった次第です。
（答えはダメなんだと思いますが…）

※もし理由が書いてある様な判りやすいサイトがあれば、そのURLを
　教えて頂くだけでも結構です。

本やネットなどを見たり読んだりして、２本を引き込んでいるという
状況は判ったのですが、“２本を引き込んでいる理由”となると、中々
ダイレクトに理由が書いてあるものが無かった為、質問させて頂いて
おります。

お詳しい方なら既に積み上げている知識を紐つければ他愛も無い
内容(理由)なのかもしれませんが、どうぞ宜しくお願い致します。

回答No.7

FT56F001 · ベストアンサー

>私が書いた図で言う【Ａ】【Ｂ】【Ｃ】の３つの線は、一般的な高圧
>配電線を書いたつもりですので、電気が流れているという前提
>ですが、素朴な疑問として、Ａ線に流れてきた電気がトランスの
>高圧巻線を迂回路的に流れないのかな？と思った次第です。

基本的には，A線が高圧巻線を短絡しているわけですから，高圧巻線に電圧はかかりません。
基本的には「通らない，一直線に流れる」が答です。
電線で短絡していれば，電流は抵抗の低い短絡線を流れるので，
高圧巻線を迂回する電流はありません。

>Ｂ線もＣ線も矢印方向に向かって電気が流れている訳で、Ａ線に
>ついても同様に流れていると考えた時、私の図でいう矢印方向が
>下電位側を表したつもりですので、そちら方面に電気が流れると
>考えた時、全ての電気とは言いませんが、抵抗に応じて、それなり
>の電気が高圧巻線側を通過しないか？と考えた次第です。

まず，「電気が流れる」ではなく，「電流が流れる」ですね。
電圧と電流をはっきり区別しましょう。

トランスの高圧巻線の両端に接続する電線の区間を長く取れば，
その電線の抵抗分での電圧降下により，
わずかな電圧(図中青矢印)が高圧巻線にかかります。
しかも，その電圧はA線に流れている電流に比例します。

図の上の方が電力会社の変電所，下の方が他の需要家とします。
このように配線すると「他の需要家の負荷に比例して電圧が変わる。
他の需要家が電気を使わないと，うちは電気がつかない。
他の需要家が電気をたくさん使うと，電圧がどんどん上がる」
という，たいへん使いにくい電圧をもらうことになります。

通常の配線は線間電圧(図中の赤矢印)の電圧を利用します。
変電所出口では電力会社が，所定の電圧に調整します。
電線の抵抗のため多少は電圧は下がりますが，
ほぼ一定の電圧を受電できます。

お礼

No.７とNo.８の両方の回答内容を合わせてベストアンサー
なのですが、一方の選択なのでこちらをベストアンサー
に選ばせて頂きます。

FT56F001様、この度は勉強不足の私に対しても分かり
易く説明して頂き、誠にありがとうございました。

回答No.8

FT56F001

[電流分割の問題]
抵抗R1とR2の並列回路に電流Iが流れて込んだ。
抵抗R1に流れる電流I1，抵抗R2に流れる電流I2を求めなさい。

というは「抵抗の逆比に分かれる」が答です。
すなわち，
I1=I*R2/(R1+R2)，I2=I*R1/(R1+R2)
になります。

ここで，R2が電線で短絡されている，すなわち0Ωだとします。
I1,I2を求めてみてください。

お礼

I1 が 0アンペア で I2 が Iアンペア です。
要は、全部の電流が I2 側に流れるという事ですね...

その内容を私が書いた回路図に当てはめて考えると
Ａ線の直線側がI2で、トランス側がI1に相当する為、
トランス側には電流が流れず、直線側のみに流れる
という事から、このような回路は現存しないということ
でしょうか。

FT56F001様が最初に書いて下さった電池の図と、
No.7とNo.8は仰っている事自体は違わないんだと思い
ますが、電池の図の時にはモヤモヤしていたことが、
No.7とNo.8で説明して頂いた内容で、大変スッキリしま
した。

本当は電池の時に理解しなければならなかったので
しょうが、まだまだ勉強不足でした。

回答No.6

FT56F001

図を描いていただいたので，質問の趣旨がはっきりしました。

>流石に図（ロ）では電気は流れないというのはすぐ分かりますね。
でも，質問者さんの回路は図(ロ)と同じことですよ。

>自分としては、Ａ線にも電圧が常に掛かっている状態で、それに
>より電気が配電されているのだから、添付の様な結線でも何とな
>く並列回路的な感じで、大丈夫なのではなかろうか？

「電圧」という考え方が混乱しているようです。
電圧は導体と導体の間にかかるものです。
「電位」という高さの差(電位差)と考えてもよいです。

質問者さんの回路では，トランスの高圧巻線の二つの端子が，
同じA線に接続されています。このとき，高圧巻線の二つの端子に電位差がありません。
よってトランスは動作せず，二次側に電圧は出ません。
高圧線1本の上に鳥が止まっても感電しないのと同じです。

高圧配電線の6600Vという電圧は，AとB，BとC，CとAのように，
導体と導体の間にかかっています。この間の電圧を取り出してこないと，
トランスは動作しません。

お礼

ご回答ありがとうございます。

私が書いた図で言う【Ａ】【Ｂ】【Ｃ】の３つの線は、一般的な高圧
配電線を書いたつもりですので、電気が流れているという前提
ですが、素朴な疑問として、Ａ線に流れてきた電気がトランスの
高圧巻線を迂回路的に流れないのかな？と思った次第です。

Ｂ線もＣ線も矢印方向に向かって電気が流れている訳で、Ａ線に
ついても同様に流れていると考えた時、私の図でいう矢印方向が
下電位側を表したつもりですので、そちら方面に電気が流れると
考えた時、全ての電気とは言いませんが、抵抗に応じて、それなり
の電気が高圧巻線側を通過しないか？と考えた次第です。

答えとしては、やはり【通らない】という事になるのでしょうか？

【通らない】が答えだとした場合、Ａ線では、迂回せずに一直線に
電気が流れていくという事でしょうか？

“一直線に流れる”が答えだとした場合、理由というか理屈というか
理論はどういう事になるのでしょうか？

お忙しい所申し訳ありませんが、以上３点についてご教授願います。

回答No.5

FT56F001

>Ａ線から電気の入力（行き）としての電線をトランスに引込み、Ａ線
>にトランスから電気の出力（帰り）としての電線を結線する

図(イ)の回路ではダメか，という質問ですか?

トランス一次側のT1,T2の端子は電位が同じですから，
トランスの一次巻線に電圧がかからず，二次巻線に電圧が出ません。

図(ロ)で豆電球がつくはず，
という主張と同じです。

補足

お忙しい所、ご回答、及びイラストまで掲載して頂きまして、誠に
ありがとうございます。

流石に図（ロ）では電気は流れないというのはすぐ分かりますね。

私がイメージしているのは、FT56F001様が描いてくれた図(イ)と
同じなんだとは思うのですが、自分が言葉で今まで書いてきた
ものをイラストにして、質問欄に掲載してみました。

　※電気の流れの向きは”一瞬”を表してます。
　　（本来は交互に入れ替わると思いますが）

自分としては、Ａ線にも電圧が常に掛かっている状態で、それに
より電気が配電されているのだから、添付の様な結線でも何とな
く並列回路的な感じで、大丈夫なのではなかろうか？と思ってし
まっている次第です。

私のどこの考え方を直せば、良いのかをアドバイス頂けますでし
ょうか？

回答No.4

FT56F001

電流は，電源のプラス側から出て，「回路」の中の負荷を通って，
電源のマイナス側へ戻ります。
「回路」とは，字が表すように，「ぐるりっとまわる道」です。

単相交流だからといって，電線1本だけでは，トランスの一次側に入った「電流の帰り道」
がありません。
そのため，6600Vの高圧線の2本を，トランスにつないでいます。

以上は，高校物理(中学理科)程度の本に出ている，基本的な電気のお話，
以下は，電力会社の人から聞いたマニアックな話。

日本国内では高圧配電線が非接地なので，必ず線間2本を取ります。

海外では，大地帰路という荒業(?)があるそうです。すなわち，
高圧配電線の中性点を接地しておき，
小容量の需要家には非接地側電線1本だけを引いて，
電流の帰り道はアース極を通じて大地の中を通す。

補足

お忙しい所ご回答頂き、ありがとうございます。

電気の行きと帰りの２本の電線が必要なのは知っているのですが、
トランスの１次側に三相高圧線３本の内の、異なる２本をつないで
いる理由について、何故だろう？と疑問に思った次第です。

三相高圧線３本を仮にＡ、Ｂ、Ｃとした時、

Ａ線から電気の入力（行き）としての電線をトランスに引込み、Ａ線
以外のＢまたはＣ線にトランスから電気の出力（帰り）としての電線
を結線する

という通常形式を、

Ａ線から電気の入力（行き）としての電線をトランスに引込み、Ａ線
にトランスから電気の出力（帰り）としての電線を結線する
（並列回路的？　間違っていたらゴメンナサイ）

という考えは、余りにもめちゃくちゃな事を言っているのでしょうか？

回答No.3

misawajp

単相で使用するから

1本の電線で電力を供給できるかは　電気の基本から勉強してください（質問者に駄目な理由を説明するのは非常に面倒であることが推測されます)

回答No.2

fjnobu

電気の基礎が判っていないようです。
電気は、最低行きと帰りの2本が必要です。３相は３本で構成しています。
トランスに入れる入力側、即ち１次側には最低でも行きと帰りの２本を入れないと電気が流れません。
＞素朴に、１本の電線から柱上変圧器に入力し、柱上変圧器から入力
＞時の電線に戻す様な事はダメなのかな？と思ってしまった次第です。
＞（答えはダメなんだと思いますが…）
この文の１本は６６００V側の１本で有って、柱上変圧器から戻すという線は
６６００Vの別の線に戻すのです。残り２本のうちのどの線でもかまいません。
そうでなければ、電力は供給されないからです。
だから、１次側には２本が入っているのです。

回答No.1

minminkuma

電源バランスの為。