対地静電容量

質問

下記の図を見て下さい。これは、下記URLページに記載の図で、地絡電流が、対地静電容量を通って、変圧器に戻っている図です。

http://denkinyumon.web.fc2.com/denkisetsubikiki/tyuuseitennsetti.html

文中でも、「地絡が発生すると対地静電容量によって進み位相の電流が流れます」と記載しています。

しかし、図の対地静電容量の部分は、空気という誘電体の部分で、実際は、電流は流れないのではないでしょうか。（交流のコンデンサーでも、プラス、マイナスの極版が定期的に交互に変わり、その関係で、極板から継続的に負荷に電流が流れているわけで、電流が誘電体を流れているわけでないわけで。

だから、地絡電流が、接地を通って、対地静電容量を流れて、変圧器に戻るのが理解できません。

すみませんが、良ければご教授お願いします。

回答No.2

tadys · ベストアンサー

電子などの電荷がないところには電流が流れないと思っていませんか？
＞電流が誘電体を流れているわけでないわけで。
これが間違っているわけです。

電線とコンデンサをループにして交流電流を流すとループ内部に磁場が発生します。
この磁場はコンデンサの所で途切れるわけではありません。
電場が変化するとその場所の磁場が変化し、磁場が変化すれば電場が変化するというのは電磁気学の教えるところです。
コンデンサの内部では電場の変化が発生しますがそれに伴って磁場の変化が発生します。
つまり変化する電流が発生しているという事です。
この電流は「変位電流」と呼ばれています。
https://books.google.co.jp/books?id=GX1gXeWp-xIC&pg=PA29&lpg=PA29&dq=%E5%A4%89%E7%95%B0%E9%9B%BB%E6%B5%81%E3%80%80%E4%BB%AE%E6%83%B3%E9%9B%BB%E6%B5%81&source=bl&ots=QnY7R918oQ&sig=0zjv4aKsL4l_BuGHxQJCp9-XlLs&hl=ja&sa=X&ved=0ahUKEwjg1piPmqHNAhVEipQKHUbQC4QQ6AEIMDAD#v=onepage&q=%E5%A4%89%E7%95%B0%E9%9B%BB%E6%B5%81%E3%80%80%E4%BB%AE%E6%83%B3%E9%9B%BB%E6%B5%81&f=false

ちなみに、電線が電気を運ぶのは電線の中の電子だというのも間違いです。
電線の中の電子が移動する速度は秒速1mm程度と極めて遅いのです。
電線の中で電子が電気を運んでいるとするとスイッチを入れると離れたところの電灯が瞬時につくことを説明できません。
電気を運ぶのは電線に伴う電場と磁場です。
http://djweb.jp/power/physics/physics_01.html

お礼

回答ありがとうございました。

＞電気を運ぶのは電線に伴う電場と磁場です。

初めて知りました。URLもとても参考になりました。目からウロコでした。

補足

変位電流、私も調べてみました。

http://www.jeea.or.jp/course/contents/01107/

つまり、見かけの電流ですよね。見かけの電流のよって回路が作られ、電流が流れる。

対地静電容量を流れる地絡電流も回路をつくる見かけの電流と解釈してもよろしいのでしょうか。

良ければ回答頂けたら幸いです。

回答No.5

tadys

＞対地静電容量を流れる地絡電流も回路をつくる見かけの電流と解釈してもよろしいのでしょうか。
見かけの電流であろうとそうでなかろうと感電するのは同じ。

回答No.4

fujiyama32

掲示されている図解の変圧器は、家の近くの電柱の上に設置してある
変圧器になります。
また、黄色の矢印は家庭内で使用している家電品を示しています。

一方の対地静電容量は一括して、R相と大地、N相と大地、T相と大地
のコンデンサーで示されていますが、細かく観察しますと、

(1)柱上の変圧器のR相から電線が引かれて家庭の外壁に設けられて
いる「電力量計」、更に外壁から室内の「ホーム分電盤」まて配線
されています。

(2)「ホーム分電盤」からはビニール絶縁電線により壁内を配線して
各「コンセント」まで配線されています。

(3)「コンセント」には「家電品」がプラグを介して接続されています。

(1-1)架空配線(空中)の対地静電容量
架空配線での対地静電容量は、絶縁電線を碍子で支えていますので
大部分が空中(＝空気)です。
ただし、ここでは、空気も誘電体の1種と考えますので、容量は大変
少ないのですが、静電容量はあると考えます。

なお、用途が違いますが 50年ぐらい前の真空管式ラジオのチューナ
の同調用コンデンサ―として、略称「バリコン」というものが使用
されていました。
このバリコンは 2枚のアルミ板を±の電極として、向かい合わせし、
その間に空気そのものを「誘電体」として可変容量コンデンサー
(バリヤブルコンデンサー)として構成されていました。
バリコンの詳細については、下のURLをクリックして参考にすると
良いでしょう。

「バリコンの詳細」
http://www.kobayasi-riken.or.jp/news/No125/125_3.htm
・図2、図3、図4、の写真を参照します。

本件では、適用周波数が大きく異なりますので、想定される静電容量
は極く少ないのですが「空気だから無い」とは言えません。
架空配線が長く張るような場所や複数の需要家(一般家庭)が並列に
接続されますので、必要により対地静電容量を考慮する必要がある
と考えます。

(2-1)家庭のコンセントまでの配線
ビニール絶縁電線部分は電線はビニールで包まれた状態で建材に
保持されています。
絶縁体のビニールが「誘電体」と考え、この部分にも僅かながら、
コンデンサーが形成されていると考えます。
建材部分は大地の上に建てられていますので建材部分が高抵抗の
抵抗と建材部分の対地静電容量が並列接続されてものとビニール
部分のコンデンサーが直列接続されています。

(3-1)家電品
色々な家電品がありますが、最近の家電品の中でも多数の電子部品
を使用しています。
これらが外部ノイズによる誤動作を防止したり、或いは内蔵して
いる電子部品が発生しているノイズを抑制するためにコンデンサー
が対地間に挿入されています。或いは専用のフィルターが使用されて
います。
更に、電子部品を組み込んだ家電品も増加している現状から、これら
の対地静電容量（コンデンサー）についても考慮する必要があります。

(1-1),(1-2),(1-3)を一括(総計)して対地静電容量が示されていると考える
と良いでしょう。また家電品の絶縁が正常でも、極く僅かですが地絡
電流が流れていると考えます。
当然ながら漏電遮断器の動作感度電流以下の電流です。

なお、図解では詳細されていますが、変圧器のN相は専用の接地線に
より大地に接続されています。
このため、家電品等が絶縁不良になり、漏電遮断器の動作感度電流以上
になりますと、ホーム分電盤の漏電遮断機がトリップ(遮断)することに
なります。

回答No.3

foomufoomu

「対地静電容量」は、言葉が示す通り、「地面との間でコンデンサーとして作用する」の意味です。

＞交流のコンデンサーでも、プラス、マイナスの極版が定期的に交互に変わり、
＞その関係で、極板から継続的に負荷に電流が流れているわけで
と、書かれているのと、全く同じことが変圧器と地面の間で起こっています。
変圧器と地面の間は、距離が大きく、誘電体は空気なので、コンデンサとしては不利なのですが、なにしろ地面の面積が大きいので、そこそこの容量になります。

それから、ついでに前の回答の、
＞電子が電気を運んでいるとするとスイッチを入れると
＞離れたところの電灯が瞬時につくことを説明できません。
の説明をしておきますと。（説明できるのですよ）

導線の中には、ぎっしり電子が詰まっています。なので、空のパイプの中を水が流れるのではなく、いっぱい水が詰まったパイプを水道につないで、蛇口を開くのと同じことになります。
この場合は、水の流れる速さは遅くても、蛇口を開くと、ほぼ瞬時に反対側の口から水があふれ出ます。
パイプが変形しないとすると、このときの水が出るまでの時間は、水の中を振動（音）が伝わる速さと同じで、およそ毎秒千メートルの速さになります。

お礼

詳細な回答ありがとうございました。とても参考になりました。感謝です。

回答No.1

toiawasedesuyo

５５歳　男性
低圧配電線の場合は線長さが短いのでここで言う対地静電容量とは油入変圧器の二次側を
言ってるのだと思います
巻き線と筐体間には絶縁油がありますよね
巻き線と筐体で絶縁物を挟んでいるので交流的にはコンデンサになります。
このコンデンサの事を対地静電容量と説明しているのだと思います。

お礼

回答ありがとうございます。参考になりました。