【電験3種・電力】低圧絶縁監視装置の仕組みとは？Io・Ior・Igr方式の違いなど解説

電験3種（電力分野）で出題される低圧絶縁監視装置の仕組みとは？Io・Ior・Igr方式の違いなど詳しく解説します。

低圧絶縁監視装置とは
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低圧絶縁監視装置とは

低圧絶縁監視装置は、電気回路の絶縁状態を常時監視し、漏電が発生した際に警報を発する装置です。主に工場やビルなどの受変電設備において、停電させずに絶縁劣化を検知する目的で使用されます。検出方式には主に次の3種類があります。

Io方式

零相変流器（ZCT）を用いて、電路に流れるすべての漏れ電流（$I_{o}$）を測定する方式です。仕組みが単純で安価ですが、対地静電容量に起因する漏れ電流（$Ioc$）を区別できません。そのため、配線が長い場合や電子機器が多い環境では、絶縁が悪化していなくても測定値が上昇し、誤報が発生しやすいという課題があります。

Ior方式（主流）

全漏れ電流（$I_0=I_{0c}+I_{or}$）の中から、絶縁劣化に直結する抵抗成分の漏れ電流（$I_{0r}$）のみを抽出して監視する方式です。電流だけでなく線圧も測定し、電圧位相を基準として電流の位相差を演算し、静電容量成分の影響を排除します。

インバータ機器が普及している現代の設備において、真の絶縁状態を正確に把握できるため、最も広く採用されています。

Igr方式

電路に特定の低周波監視信号を注入し、その信号の戻り具合から対地絶縁抵抗を測定する方式です。電圧位相を基準にする必要がないため、電圧端子の取り出しが困難な場所や、静電容量が極めて大きく$I_{or}$方式でも精度が確保しにくい特殊な環境で活用されます。信号注入用の設備が必要になるため、他の方式に比べてシステムが複雑になる傾向があります。