前回までの「電圧・電流波形のいろいろ(4)（短絡事故）」、「同(5)（地絡事故）」では電流波形に重きをおいたので、少し電圧波形について解説する。

1.1 短絡事故（3相短絡）

　第1図に3相短絡事故時の電圧波形例を示す。

　このように事故点に近いほど電圧は小さくなる。

■第1図　3相短絡事故時の電圧波形例■

1.2 短絡事故（2相短絡）

　第２図に２相短絡事故時の（bc相）線間電圧波形例を示す。

　bc相電圧も事故点に近いほど小さくなる。

■第2図　2相短絡事故時の（bc相）電圧波形例■

1.3 地絡事故（1線地絡）･･･高抵抗接地、非接地系統の例

　第３図に１線地絡事故時の（a相）電圧波形例を示す。

　高抵抗接地系統(66、154kVの特別高圧系統に多い)や非接地系統(6.6kV配電系統に多い）の1線地絡事故なので、事故点電流は中性点接地抵抗によってほぼ決まる。また、ベクトル図のようにa相電圧は事故点にかかわらずほとんど０Ｖになる（ここでは事故点抵抗を無視している）。

　事故前後のベクトル図のように線間電圧は変化しないので、いわゆる瞬時電圧低下現象は発生しない。

■第3図　1線地絡事故時の電圧波形例■

2.1 瞬時電圧低下現象

　変電所とお客さまＢ間で事故が発生した場合に事故により電圧が低下、その後遮断器で事故除去するが、その間お客さまＡで瞬時電圧低下が発生する。

　なお、お客さまＢは停電となる。

　第4図で瞬時電圧低下と停電の説明を、第5図で電圧波形例を示す。

■第4図　瞬時電圧低下の説明■

■第5図　電圧波形の状況■

2.2 機器の瞬時電圧低下耐量

　機器の瞬時電圧低下耐量を第6図に示す。

　この中で、パワーエレクトロニクス応用可変速モータに着目すると、15%程度の電圧低下が0.01秒程度継続すると停止などの影響が発生することが分かる。

　また、電磁開閉器(マグネットスイッチ)に着目すると、50%程度の電圧低下が0.01秒程度継続すると停止などの影響が発生することが分かる。

　故障発生から除去までの電圧低下時間は、どんなに早い場合でも0.07秒程度なので第6図に示すように多くの機器が影響を受けることになる。

　154、66、6.6kVなどの電力系統では、電圧低下時間が更に長くなる。

　お客さま1軒当たりでは地域や年によって大きく異なるが、年に数回程度のようである。

　影響を受ける機器は、第6図は一部であり、実際は様々なものがある。

■第6図　機器の瞬時電圧低下耐量■

2.3 マグネットスイッチ（電磁開閉器）の対策例

　第７図にマグネットスイッチ（電磁開閉器）の対策例を示す。

　この図に記載のとおり、電圧が50%程度以上低下し、継続時間が0.005〜0.02秒でマグネットスイッチが動作し、モータが停止する。

　この場合の特徴は、電圧低下が50%ということである。10〜20%ほどで停止することはないが、場所によってはモータが圧倒的に多いので、電圧低下幅が50%を超えると被害が甚大になるケースがあるので要注意。

　コンデンサなどを挿入し、若干の電圧低下があってもモータの運転を継続させる、すなわち遅延釈放方式は安価にできることから、対策としては最も進んでいる。また、この効果により瞬時電圧低下時間が長くない場合（0.2〜0.3秒に収まる場合）、モータ停止などの影響がかなり減少している。

■第7図　マグネットスイッチの対策例■

2.4 新しい動き（UPS方式、高速開閉器を用いる方式）

　現在広く用いられているUPSによる方法(第8図(a))は性能については申し分ないが、一方で設備やロスの面で高価となる(回路構成面から整流器とインバータが必要)。

　(なお、UPS方式の従来のバッテリーに代えて、NAS電池やレドックスフロー電池などを用いた新しいタイプが逐次実用化されつつある)

　この改善策として、電圧低下発生時に1/2サイクル以下で遮断できる高速開閉器を用いて電力系統から切り離す方法(第8図(b))が採用されつつある。

　(この場合の電源としてもNAS電池やレドックスフロー電池などを用いた新しいタイプが逐次実用化されつつある)

　(高速開閉器としては、サイリスタや真空遮断器などが使用されている)

■第8図　UPS方式、高速開閉器を用いる方式■

2.5 新しい動き（コンデンサやフライホイールの活用）

　第9図はコンデンサを用いて、電圧低下を少しでも抑える方法を示す。

　フライホイール(や超電導コイル)を活用した方式についてもしばしば報告されている。

　いずれも短時間だけ低コストで電圧低下を抑える(または補償する)もので、設備的には整流器とインバータを備え、電源周波数に合わせて制御する。

■第9図　コンデンサやフライホイールの活用■

2.6 瞬時電圧低下時の波形例

(1)　影響を受け始める瞬時電圧低下波形の例

　第10図にΔV=10%、Δt=0.02秒の瞬時電圧低下波形の例を示す。

　細かくいうと事故発生タイミングなどによって波形は微妙に変化するが、ここでも過渡現象や特有のサージ性電圧などを省略して示している。

■第10図　影響を受け始める瞬時電圧低下波形の例■

(2)　マグネットスイッチが影響を受け始める瞬時電圧低下波形の例

　① 対策なし：第11図に電圧低下50%、瞬低時間0.01秒の例を示している。

■第11図　瞬時電圧低下波形の例（ΔV＝50％、Δt＝0.01秒程度）■

　② 対策あり：第12図に電圧低下50%、瞬低時間0.2秒の例を示している。

■第12図　瞬時電圧低下波形の例（ΔV＝50％、Δt＝0.2秒程度）■

(3)　UPS方式、高速開閉器を用いる方式

　若干推定が入るが、電力系統側の電圧と対策付きの部分の電圧を第13図に示す。対策付きの電圧は電圧の瞬時低下が極めて少なくなっている。

■第13図　瞬時電圧低下対策付きの場合の電圧波形例■