テクニカ扱い主要商品の紹介 「メータ（指示電気計器）」・ ［VT・CT］に関するＱ＆Ａ Ｑ1 インバータの一次側、二次側に使用できるメータはありますか？ （2）インバータの二次側 出力側電力は、高周波、高調波成分を含んでいるため測定できませ ん。 A 最近、インバータが各方面で広く使用されるのに伴い、インバータの一次側、二次側で使用できるメータについての質問が多くなって おります。 カタログにも、インバータ回路における、 メータの使用可否について記載しておりますが、 結論としては、インバータの一次側に使用する場合には、 メータの機種を選ぶ必要がありますが、一般的にほぼ測定することがでます。 しかし、インバータの二次側に使用する場合には、一部の機種のみが条件付で測定することができます。それは、二次側の交流波形が かなり変形した形となっているためで、現在のところ、正確に測定できる適当なメータが無いというのが実情です。 メータの主要機種についてご説明します。 少し詳しく、 1．電圧計 （1）インバータの一次側 高調波の影響で波形に歪みが生じることもありますが、商用電源 を測定しますので、 「可動鉄片形」もしくは、 「整流形」を使用する ことにより測定できます。 （2）インバータの二次側 高周波・高調波成分を含んだ出力電圧を測定しますので、正確に は測定できません。 目安程度に使用する場合は、基本波実効値に近い値を示す「整流 形」をご使用ください。 電 圧 （1）インバータの一次側 商用電源を測定しますので、一般の周波数計が使用できます。 （2）インバータの二次側 高周波、高調波成分を含んだ電圧波形となりますので測定できま せん。 インバータに装備されているアナログ出力端子からの信号を利用 して測定ください。 一般にDC0∼10V出力になりますので、直流電圧計に周波数目盛 板をセットしたメータで測定します。 形式 動作原理 インバータ APR（位相） 一次側 二次側 一次側 交流電流計 交流電圧計 交流電流計 交流電圧計 単相電力計 単相3 線電力計 三相電力計 三相無効電力計 三相平衡力率計 三相不平衡力率計 周波数計 FS-□形 FS-□形 FR-□形 FR-□形 FR-□W1形 FR-□W2形 FR-□W3形 FR-□V3形 可動鉄片形 可動鉄片形 整流形 整流形 変換器形 変換器形 変換器形 変換器形 FR-□FP3 形 変換器形 FR-□PFU形 変換器形 FR-□F 形 変換器形 ⃝ ⃝ × ⃝ ⃝ ⃝ ⃝ ⃝ × × ⃝ △ × △ × × × × × × × × 形式 インバータ ⃝ ⃝ × ⃝ ⃝ ⃝ ⃝ ⃝ × × ⃝ （2）インバータの二次側 インバータ素子をスイッチングする影響により不具合が生じます ので、使用できません。 電 圧 時間 二次側 ⃝ ⃝ × × × × × × × × × ●広角度メータ 品名 （1）インバータの一次側 一般の50/60Hz用品が使用できます。 入力電圧波形（一次側） 動作原理 APR（位相） 交流電流計 交流電圧計 単相電力計 単相 3 線電力計 三相 3 線電力計 三相 4 線電力計 三相 3 線無効電力計 三相 4 線無効電力計 三相 3 線平衡力率計 WM8AR□形 実効値応答形 × 三相 3 線不平衡力率計 WM8A2 □形 変換器形 三相 4 線力率計 周波数計 WM8A4 □形 変換器形 WM8VR□形 実効値応答形 ⃝ WM8C0 □形 変換器形 × × × × × × × × × × × × WM8P1□形 変換器形 ⃝ ⃝ ⃝ ⃝ ⃝ ⃝ × × × ⃝ 形式 インバータ WM8C1□形 変換器形 WM8C2 □形 変換器形 WM8C3 □形 変換器形 WM8V2 □形 変換器形 WM8V3 □形 変換器形 WM8A1□形 整流形 × ⃝ ⃝ ⃝ ⃝ ⃝ ⃝ ⃝ × × × ⃝ 二次側 × × × × × × × × × × × × 6．計器用変流器（CT） （1）インバータの一次側 ウサギの耳と言われる波高値の高い高調波電流を測定しますの で、高調波成分を含めた総合実効値を比較的正確に示す「可動鉄 片形」および「実効値応答形（RMS形)」をご使用ください。 （1）インバータの一次側 一般の50/60Hz用品が使用できます。ただし、高調波分を含みま すので、定格負担は大きく取ってください。 出力電圧波形（二次側） （2）インバータの二次側 高周波・高調波成分を多量に含んだ電流が流れることにより鉄損 が増加しますので、定格負担は、10倍以上の余裕をもたせてくださ い。 電 圧 ●メータリレー 品名 動作原理 APR（位相） 一次側 二次側 一次側 二次側 交流電流計 交流電圧計 電力計 WM4RA 形 整流形 SWL3-A 形 WM4RV 形 整流形 SWL3-A 形 WM4W □形 変換器形 × △ × × ⃝ × ⃝ × ⃝ × ⃝ × ⃝ × ⃝ × × × × × ⃝ × ⃝ × SWL3-E □形 無効電力計 時間 0 WM4V □形 変換器形 SWL3-E □形 力率計 WM4F □形 変換器形 SWL3-F □形 （注）1．運転周波数40Hz未満では、指示にふらつきが生じます。 2．可動鉄片形は、 キャリア周波数が5kHzを超える場合、計器内部の金属部 分に生じる過電流損が大きくなり、焼損する場合がありますので、5kHz以上 では使用しないでください。 APR（交流電力調整器）回路におけるメータの選定について 入力電流波形（一次側） APR（交流電力調整器）回路においても、サイリスタを用いて電源 の位相角制御を行っている関係上、メータの選定に当たっては注 意が必要です。 具体的には、富士指示電気計器カタログ（HS140）をご参照の上、 選定ください。 3．電力計 電 圧 時間 0 出力電流波形（二次側） インバータ回路における電圧、電流波形 16 4．周波数計 5．計器用変圧器（VT） 2．電流計 （1）インバータの一次側 電流成分は、高調波電流で、各相のバランスがとれていない状態が 多いため、正確に測定することは難しいが、使用する場合には、 「変 換器形」をご使用ください。 ●パネルメータ 一次側 二次側 一次側 0 （2）インバータの二次側 基本波電流に高調波成分が、重なった電流を測定しますので、すべ ての周波数領域で正確に測定することはできません。条件付で次 の機種が使用できます。 ・40∼60Hzの領域 可動鉄片形、整流形 ○：可 ×：不可 △：仕様により可 品名 時間 0 参考）インバータ回路におけるメータの設置について 周波数計 WM4FX 形 変換器形 SWL3-G 形 （注）1 インバータ 1次側 電圧：正弦波 電流：ひずみ波形 2次側 電圧：ひずみ波形高周波 電流：正弦波ですが周波数が40Hz以下になることがあり ます。 メータは40∼60Hz以内でないと正常に動きません。 また、電流波形がひずみ波形のものもあります。この場合 は動作原理が整流形のものは使用できません。 また可動鉄片形は、キャリア周波数が5kHzを超える場合、 焼損することもありますので、使用しないで下さい。 （注）2 APR（位相制御方式） 1次側 電圧：正弦波 電流：ひずみ波形 2次側 電圧：ひずみ波形 電流：ひずみ波形 （注）3 APR（サイクル制御方式） 全て測定不可能です。 17 テクニカ扱い主要商品の紹介 Ｑ2 電力計・無効電力計の最大目盛値は、どのように選定したら良いのですか？ A 電力計、無効電力計の最大目盛値を選定する場合は、富士指示電気計器カ タログ （HS140）21ページの「電力計、無効電力計の標準最大目盛一覧表」を使用 しますと、容易に選定することができます。 手順は、次の通りです。 1． まず、お客様の使用回路と電圧および電流を確認します。 2． 仮に、三相220V、電流100Aとした場合、 「電力計、無効電力計の標準最大目盛 一覧表」の ａ． 横軸より、 「三相 220Ｖ」を選定します。 （100／5Ａ）」を選定します。 ｂ． 次に、縦軸より、 「100Ａ ｃ． そして、 ａ、 ｂ． の交点を選ぶと「最小20kW」、 「標準40kW」、 「最大48kW」とな るので、一般的には、 「標準40kW」を選びます。 ｄ． このときのＶＴは、220／110V（注）、CTは、100／5Aとなります。 （注）VTを使用しないで、直接接続できる機種もあります。 相線式 CT比 50/5 100/5 150/5 200/5 〔参考〕スケール値の計算式 スケール値＝VT比×CT比＝220／110×100／5＝2×20＝40 Ｑ3 ■ 電力計・無効電力計の標準最大目盛一覧表 （一部分を抜粋） 目盛単位〔kW〕 単相2線 電圧 110 製作 範囲 VT ー 2.5 最小 5 標準 6 最大 5 最小 10 標準 12 最大 7.5 最小 15 標準 18 最大 10 最小 20 標準 24 最大 三相3線・三相4線 220 440 220/110 440/110 5 10 10 20 12 24 20 40 40 80 48 96 30 60 60 120 72 144 40 80 80 160 96 192 6600V回路に広角度メータは接続できますか？ Ｑ6 A CTの二次電流は、5Aが標準ですので、一般的には5A品が多く使用されています。1A品は、遠隔地で計測したい場合に使用します。 従来は、遠隔地で計測する場合、第1図の」ようにCTは、二次電流5A品を使用し、さらに、 トランスデューサや補助CT（5／1A品） を使用し ておりましたが、最近は、経済的な回路構成ができる二次定格1A品のCTと1A定格の電流計を組合せて使用するケースも増えております。 （現場） 5A CT 500/5A Ｑ4 A VT仕様 6600/110V 3300/110V CT仕様 XA/5A XA/5A A A/TD トランスデューサ※ 1A A CT 500/1A 数百メートル ※補助CT 5／1A品でも良い 第1図 従来のトランスデューサを使用した場合 第2図 □／1A品を使用した場合 遠隔計測でCT二次側1A品を使用する理由は、5A品に比べ1A品は、CT二次側リード線の負担VAを1／25に軽減することができ、それだ け遠方での計測ができるからです。 〔二次電流（A）〕2× CT二次側リード線の負担VAは、 〔リード線の抵抗（Ω）〕で決まります。従って、二次電流1Aと5Aで同サイズのリード線 を使用した場合には、25倍長くリード線を配線できることになります。 具体的に、 「定格負担5VAのCT」と「1VA消費する電流計」を組み合わせた場合のCT二次電流1A品と5A品について比較してみると次 のようになります。リード線は、2mm2を使用するとします。 〔リード線2mm2の導体抵抗：9.24Ω/km〕 9.24（Ω） リード線の許容負担4VA＝ （1A） × × X（m） 1000（m） Xの最大リード線の長さは、432m（往復） となります。 従って、約200mの遠隔計測ができます。 2 高圧用計器用変圧器 NPE形 二次電流5Aの場合 9.24（Ω） （5A）2 × × X（m） リード線の許容負担4VA＝ 1000（m） Xの最大リード線の長さは、17m（往復） となります。 従って、遠隔計測距離は、約8mとなります。 （注）二次電流5A品でも、大きい定格負担品（例えば、15VA、40VA品） を 使用すれば、長い距離が取れます。 高圧用計器用変流器 NCE形 Ｑ7 力率計（SWA2形）で、力率１を指したまま 計器用変流器（CT）の二次側をオープンにすると何故いけないのですか？ A CT CTの場合、一次電流が流れている状態で、二次側をオープンにすると、 流れている一次電流に対して、二次電流を流そうとして二次側に高電圧が発 生します。 このため二次巻線が絶縁破壊し、短絡回路ができて焼損事故になる恐れがあ ります。 動かないのですが、どうしてですか？ 誤配線や通電していない場合、力率1を指示します。 また、通電電流が定格電流の1／10以下ですと、強制的に力率1表示となります。 たとえば、5A定格では、0.5Ａ以下になると力率1を表示します。 対策としては、CT比を変えるか、力率計に入る負荷電流を増すようお願いします。 Ｑ5 A （遠隔地） 数百メートル （例） 6kV回路の場合 3kV回路の場合 （現場） （遠隔地） 二次電流1Aの場合 高圧用計器用変圧器（一次6600V／二次110V） 、や高圧用計器用変流器 （一次XA／二次5A） を使用すれば、接続できます。 、高圧用変流器（NCEシリー なお、高圧用計器用変圧器（NPE・PEC・APシリーズ） ズ）は、富士電機（株）で販売しております。 電流回路 メータスケール 0∼XA 0∼XA どのように違うのですか？ ・ （CTの定格負担 5VA）―（電流計の消費 1VA）＝リード線の許容負担4VA ・接続できるリード線の距離をX（m） とすると A 電圧回路 メータスケール 0∼9kV 0∼4.5kV 計器用変流器（CT）の二次電流に5A品と1A品がありますが、 SWA□-3形 力率計 計器用変流器（CT）の接続で、 ｋとｌを逆に配線した場合、 どのようになりますか？ ★計器用変圧器（VT）の二次側は、短絡しないでください。 同様に、計器用変圧器（VT）の二次側を短絡、 または低インピーダンスで 短絡することもお避けください。 VTの二次側を短絡、 または低インピーダンスで短絡すると二次巻線に 過大電流が流れ、二次巻線の焼損が一次巻線の絶縁破壊を招き、最終 的には相間短絡にいたる可能性があります。 開放はダメ VT U V 短絡はダメ u v 電流計は、kとlが逆になっても問題ありませんが電力計、無効電力計、力率計は指示不良となります。 誤配線は、誤計量や危険を伴うことがありますので、端子記号を充分確認して、絶対に避けるようご注意ください。 18 19 指示電気計器／低圧計器用変成器（CT）のQ&A Ｑ8 A 変成器（CT）の定格負担とは? 変流器の使用負担の決定について ・使用負担の決定には、 メーターの負担に二次ケーブル負担を加算して決定する必要があります。 使用負担〔VA〕＝メーター負担〔VA1〕+二次ケーブル負担〔VA2〕 ・二次ケーブル負担は下記の方法で計算することができます。 二次ケーブル負担の計算 VA2：二次ケーブル負担 〔VA〕 R ：二次ケーブルの導体抵抗 〔Ω/km〕 L ：二次ケーブルの往復の長さ 〔m〕 I ：定格二次電流 〔A〕 とすると、 二次ケーブル負担 VAは VA2＝R×L×I2×10-3 〔VA〕 VA1 （A） I R（Ω/km） L（m） 硬銅撚線表（参考） （例）定格2次電流5Aの変流器に二次ケーブルとして断面積2mm2 長さ5m（往復10m）の硬銅撚線を接続した場合。 硬銅撚線表より 二次ケーブルの導体抵抗 R＝9.355〔Ω/km〕 二次ケーブルの往復の長さ L＝5×2＝10〔m〕 定格二次電流 I＝5〔A〕 二次ケーブル負担 VA2＝9.355×10×52×10-3＝2.34〔VA〕 Ｑ9 芯線構成 計算断面積 8mm2 5.5mm2 3.5mm2 2.0mm2 1.4mm2 0.9mm2 7/1.2 7/1.0 7/0.8 7/0.6 7/0.5 7/0.4 7.917mm2 5.498mm2 3.519mm2 1.975mm2 1.375mm2 0.8799mm2 最大導体抵抗 20℃ Ω/km 2.314 3.332 5.260 9.355 13.470 21.260 貫通形変流器（CT）の一次側を2ターンしたときの二次側電流は? 1ターン A 丸窓貫通形の定格電流はAT（アンペアターン）で表示され ますが取扱いは、右の通りです。 〔例〕変流器の定格電流が100AT/5Aの場合 1ターン貫通では 一次側に100Aの電流が流れると二次側に5Aが流れます。 2ターン貫通では 一次側に50Aの電流が流れると二次側に5Aが流れます。 AT（アンペアターン） 従って ＝一次側定格電流となり、 貫通ターン数 1台の変流器で貫通ターン数を変えることにより数種 の一次側定格電流に使用できます。 20 公称断面積 1ターン 5A A 0 10 2ターン 2ターン 5A 0A 5 銘板表示例 Prim.curr.（定格電流） Through No（ターン数） 100 1 50 2 25 4 20 5 10 10 A T
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