保護機器（避雷器・変成器）

保護機器とは、変電所や送電系統で発生する異常電圧や過電流から、変圧器・遮断器・計器などの主要機器を守るために設置される機器の総称である。本論点では、異常電圧を抑制する避雷器と、系統の大電流・高電圧を計測や保護継電器に適した小さい値に変換する変成器を扱う。両者は働きが異なるため、試験では用語と効果を正確に区別することが求められる。

避雷器の働き

避雷器は、雷サージや開閉サージによって生じる過電圧を大地へ逃がし、機器の絶縁を守る機器である。避雷器の性能を表す代表的な値は、放電開始電圧と制限電圧である。放電開始電圧は避雷器が放電を始める電圧であり、制限電圧は避雷器が放電している間に端子間に現れる電圧の波高値である。

制限電圧が低いほど、避雷器の接続された機器に加わる過電圧が抑えられ、機器の絶縁は保護されやすくなる。したがって、避雷器の選定では、放電開始電圧と制限電圧を別々の意味として扱い、両者を同じ値とみなしてはならない。

避雷器の素子と続流

避雷器の素子には、従来の炭化ケイ素（SiC）素子を用いて直列ギャップを備えたものと、酸化亜鉛（ZnO）素子を用いてギャップを持たないものがある。炭化ケイ素形では、放電後に系統から流れ続ける続流を遮断するために直列ギャップが必要である。一方、酸化亜鉛形は電圧により抵抗値が大きく変化する非直線抵抗特性をもつ。このため、通常電圧ではほとんど電流を流さず、過電圧が加わったときに大きな電流を大地へ流す。

ギャップレス形である酸化亜鉛形では、続流が極めて小さいため、続流遮断のためのギャップは不要である。ギャップ付きの避雷器と酸化亜鉛形を比べると、続流遮断の方式が異なる点が区別の要点となる。

変流器の働きと二次側の取扱い

変流器（CT）は、一次側に流れる大電流を、計器や継電器に適した小さい二次電流に変換する機器である。変流比は、一次電流を二次電流で割った値として表される。