GR(地絡継電器)とは?
地絡(漏電)電流を検出して機器の動作を指示する地絡継電器

【超解説】とても簡単に言うと何か?

高圧回路の漏電を検知し、遮断器に切断命令を出して波及事故を防ぐ保護継電器です。

1. 基本概要

そもそも何か

GR(Ground Relay:地絡継電器)とは、高圧回路で発生した「地絡(電気の漏れ)」を
検知し、主回路の遮断器へトリップ(遮断)信号を送るもっとも基本的な保護継電器です。

なぜ必要なのか

高圧の電気が地面や建物の鉄骨に漏れ出すと、重大な感電事故や大規模な火災を引き起こします。
被害が拡大する前に瞬時に電路を切り離すために、法規上も設置が義務付けられています。

2. 構造や原理

内部構造

高圧ケーブルをまとめて挟み込む「ZCT(零相変流器)」
というドーナツ型のセンサーとペアで運用されます。
ZCTで検出された微小な電流をGR内部の制御基板で増幅し、
設定値以上であれば接点(スイッチ)をオンにします。

作動原理

正常時は行きの電気と帰りの電気が綺麗に打ち消し合いゼロですが、
漏電すると戻ってくる電気が減り「差(零相電流)」が生じます。
GRは純粋にこの「電流の差の大きさ」だけを見て作動します。
電圧成分は見ないため、方向は判別できません。

3. 素材・形状・規格

外観形状と素材

盤埋め込み型の四角いプラスチックケースに入っており、
表面には動作レベル(アンペア)や動作時間(秒)を
設定するダイヤルや、動作表示LEDが付いています。

種類や関連規格

JIS規格に準拠した静止形(電子式)が多く、キュービクル向けの「機器組み込み用GR」や、
高圧盤向けの「単体GR」などが存在します。

4. 主に使用されている場所

使用される施設

比較的小規模な工場や店舗の高圧受電設備。(構内の配線ケーブルがそれほど長くない施設で
好んで採用されてきました。)

具体的な設置位置

キュービクル内部の継電器盤面や、高圧カットアウト周辺。
また、変圧器の二次側(低圧側)の地絡を監視するLGR
(漏電火災警報器)として据え付けられることもあります。

5. メリット・デメリット

メリット(長所)

システムがZCTとGRのみの構成になり、配線が単純です。
ZPD(電圧検出)が不要なため導入コストが非常に安く、
メンテナンス性にも優れている点が大きなメリットです。

デメリット(短所・弱点)

漏電の「方向」が分からないため、隣の工場で漏電した場合でも、
自構内ケーブルの静電容量が大きいと自ら逆流電流を拾ってしまい、
無関係なのに停電する「もらい事故」のリスクが非常に高いです。

6. コスト・価格の目安

導入や更新にかかる費用

DGR(地絡方向継電器)システムの半額以下で導入・更新できるケースが多く、安価です。

おおよその相場(機器+工事・更新の場合)

  • GR継電器本体: 2万〜5万円前後
  • 交換工事費・継電器試験: 4万〜8万円前後

合計目安: 6万〜13万円程度

7. 更新周期と注意点・絶対にやってはいけない悪い使用方法

更新周期(推奨交換時期)

他の電子式保護継電器と同様、15年が推奨交換時期です。
定期的な年次試験を実施し、動作時間や電流値に狂いが生じていないかを確認します。

絶対にやってはいけない悪い使用方法

【NG事例】長いケーブルを使用する施設でGRを採用する

構内の高圧ケーブル長が合計で数百メートルに及ぶ場合、
対地静電容量が大きくなり「もらい事故」が多発します。

悪い使用方法をするとどうなるか(末路)

近隣の別の建物で地絡事故が起きるたびに、自分の施設が「誤動作により全停電」してしまい、
業務や生産ラインが幾度となくストップする羽目になります。

8. 関連機器・材料の紹介

GRとその上位互換となる機器の紹介です。

9. 多角的なQ&A(20連発)

一般人(施設利用者・通行人)目線

家の漏電ブレーカーと役割は同じですか?

はい。ただ、家庭用が100Vに対してGRは6600Vという極めて危険な大元の電気用です。

作動した時はどんな音が鳴りますか?

キュービクルの中から「ガチャン!」という大きな遮断器が落ちる音が鳴り響きます。

漏電はどうして起こるのですか?

ケーブルが古くなって劣化したり、ネズミがかじったり、
水が侵入したりすることで起こります。

この装置がないとどうなりますか?

漏電の火花から火災に発展したり、配電盤に触れて重篤な感電事故に繋がります。

雨の日に停電しやすいのは何故ですか?

雨水で絶縁(電気の守り)が弱くなり、漏電が発生しやすくなるためです。

職人(施工者・電気工事士など)目線

ZCTの極性は気にしなくても良いですか?

GRは電流の「大きさ」しか見ないため、
実はZCTの極性(K, Lなど)が逆でも原理上動作します。

では施工時に極性を無視して良いということですか?

いいえ、将来DGRに更新する際に大問題となるため、
必ず正しい極性でシールド処理を施工します。

制御電源の接続で注意する点は?

AC100VとDC100Vを間違えたり、継電器盤の裏でショートさせないよう十分に注意します。

テストボタンを押すときの決まりは?

実際の遮断器(VCB等)が落ちて全館停電するため、
引き外し回路を必ず切り離してから押します。

ZCT周りの配線でやってはいけないことは?

余った配線を束ねてZCTの近くに置くと誘導ノイズを拾うため、スッキリと配線します。

施工管理者目線

設計でGRとDGRどちらを選ぶべきか迷います。

近年は少しコストが上がっても、
もらい事故を完璧に防げるDGRとするのが業界のスタンダードです。

既存のGRからDGRへ更新する際の見積りの注意点は?

新たにZPDを設置するための高圧盤内のスペース確認と、
追加の配線工事費を見積もりに含めます。

保護協調の設定値はどう決めますか?

電力会社の供給約款に基づき、
変電所の地絡遮断器よりも早く作動するように設定します(通常0.2秒等)。

受電前のリレー試験は必要ですか?

必須です。電気主任技術者による試験成績書がないと電力会社から送電されません。

納入仕様表で確認する主要項目は?

制御電圧(AC/DC)、接点構成、および互換性のあるZCTの形番を必ず確認します。

設備管理者(オーナー・保守担当)目線

停電の原因が「もらい事故」だと言われました。対策は?

設置されているGRを、
方向判別ができるDGR(とZPD)のシステムに一式リニューアルするしかありません。

GRの動作表示器(ランプ)が点灯したままになっています。

以前動作した記録が残っています。リセットボタンで消えますが、必ず原因調査が必要です。

年次点検の費用はどれくらいかかりますか?

施設規模によりますが、継電器試験を含めた点検一式で数万円〜十数万円程度かかります。

15年経ったので交換を勧められましたが必須ですか?

電子部品の経年劣化により、いざという時に動作しない恐れがあるため強く推奨されます。

日常点検で一般の方が確認できるポイントは?

表面のガラス面が割れていないか、
エラーランプが付いていないかを目視で確認する程度に留めてください。

10. 参考文献・関連仕様