平成２０年度 一般問題 １ 電界の強さの単位として、正しいものは。 解 説 電界と電圧関係 下図で示すように、２つの平行に置いた金属体の電極間に電圧Ｖ〔Ｖ〕を印加すると その電極間に、電界Ｅが発生する。 電極板 その大きさＥは、電極間の電圧Ｖに比例し、 電極間の距離 ℓ に反比例する。 電界Ｅ〔V/m〕 Ｅ＝ Ｖ 〔Ｖ／ｍ〕であらわされる。 ℓ〔ｍ〕 直流電圧Ｖ〔Ｖ〕 〔Ｆ〕ファラド ： 静電容量Ｃの単位。 〔Ｈ〕ヘンリー ： インダクタンスの単位 〔Ａ／ｍ〕アンペ アパーメーター ： 磁界の強さの単位。 解 答 ２ 答え イ 〔Ｖ／ｍ〕 図のような回路において、スイッチＳをａ側に入れてコンデンサＣを充電し、次にｂ側に入れて コンデンサを充分に放電する場合、抵抗Ｒによって熱として消費されるエネルギー〔Ｊ〕は a b S 1000V 解 C 10μF R 説 コンデンサは、一般に電流を進める性質があるのは周知されている。（進相コンデンサ） その他に、工業機械として鉄板等のスポット溶接に多く使用されている。 コンデンサには電気エネルギーを蓄える性質がある。 コンデンサＣ〔Ｆ〕に電圧Ｖ〔Ｖ〕を印加すると、蓄えられるエネルギーＷ〔Ｊ〕は Ｗ ＝ 解 ＣＶ２ 〔Ｊ〕 ２ で、表わされる。 答 題意により、コンデンサＣ〔μＦ〕に１０００〔Ｖ〕で充電され、（エネルギーを蓄え）スイッチＳを ｂ側へ切り替えることにより、抵抗Ｒによってエネルギーが消耗される。 そのエネルギーＷ〔Ｊ〕は Ｗ ＝ ＣＶ２ １０１０－６ １０００２ ＝ ＝ ５ 〔Ｊ〕 ２ ２ 答え ハ ５〔Ｊ〕 Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 ３ 図のような直流回路において、スイッチＳを閉じても電流計には電流が流れないとき、 抵抗Ｒの抵抗値〔Ω〕は。 b 6Ω 2Ω 4Ω 4Ω Ａ ○ 3Ω a c S Ｒ 8Ω 2Ω 12V 図２０－３－１ 解 2Ω d ⇒ 12V Ｒ 8Ω 図２０－３－２ 説 この回路はブリッジ回路といわれ、題意の図２０－３－１で電流計に電流が流れないということは、 図２０－３－２のように書き替えられ、接続点ｂと接続点ｄ間の電位差Ｖbd がない。（Ｖbd＝０〔Ｖ〕 ） この現象をブリッジ回路が平衡したといい、次の関係が成り立つ。 図２０－３－２の菱形の各辺の抵抗をそれぞれ Ｒab，Ｒbc，Ｒcd，Ｒad とすると Ｒab×Ｒcd ＝ Ｒad×Ｒbc あるいは 解 Ｒａｂ Ｒａｄ ＝ Ｒｂｃ Ｒｃｄ ・・・・ ① ・・・・・・・② となる。 答 上式①を変形して Ｒcd ＝ ＲａｄＲｂｃ ８２ ＝ ＝ ２＋Ｒ＝４〔Ω〕 Ｒａｂ ４ Ｒ＝２〔Ω〕 ４ 答え イ ２ 図のような直流回路において、閉回路ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ｅ→a にキルヒホッフの第二法則を適用した 式として、正しいものは。 Ｉ１ 1Ω Ｉ２ c I1+I2 d 2Ω b 10V 10V a 解 1Ω e 説 題意の様な複雑な電気回路を計算処理するのに、キルヒホッフの法則 がある。 ① 第１法則 ： ある１点（分岐点または接続点）に流入する電流の和は、流出する電流に等しい。 （流入した電流は、全て流出する。途中で分流しまたは消失することはない。） Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 ② 第２法則 ： １つの閉回路において、電圧降下の代数和はその回路の起電力に等しい。 （加えられた電圧は、その閉回路で全て電圧降下となる。） １つの閉回路とは、上図に示した右半分の回路でも、また左半分の回路でもあるいは 外周回路のみでも適応できる。 解 答 題意の図の右半分の回路に、キルヒホッフの第２法則を適用すると 電圧降下 Ｖbc ： Ｉ２〔Ａ〕×２〔Ω〕 Ｖde： （Ｉ１＋Ｉ２） 〔Ａ〕×１〔Ω〕 起電力 Ｖab ： （de 間の電流はＩ１＋Ｉ２〔Ａ〕） １０〔Ｖ〕 ① 目的の任意の回路において、任意の回転方向（上図の回転矢印：この図では右回転）を決める。 ② 目的の任意の回路の電流方向と任意の回転方向と同方向の場合の 電圧降下（この図ではＶab）を＋Ｖab とする。 同様にＶde はこの回路の電流（Ｉ１＋Ｉ２）方向と任意の回転方向と同一であるため 電圧降下は＋Ｖde なる。 ③ この目的の任意の回路の起電力はＶab（＝１０V）であり、更に任意の回転方向（上図の回転 矢印：この図では右回転）と同一方向であるので、Ｖab は＋１０Ｖとなる。 したがって、 Ｖab＝Ｖbc＋Ｖde＝（Ｉ２×２）＋（Ｉ１＋Ｉ２）×１＝２Ｉ２＋Ｉ１＋Ｉ２＝Ｉ１＋３Ｉ２＝１０〔Ｖ〕 答え ハ ５ 図のような三相交流回路において、抵抗Ｒ＝１０〔Ω〕 、リアクタンスＸ＝１０〔Ω〕である。 回路の全消費電力〔kW〕は。 R 200V ３Φ３Ｗ 200V X R X R 電源 X 200V 解 説 ① Ｒ,Ｌ,Ｃ回路で電力を消費するのはＲ〔Ω〕にのみ作用し、ＬやＣ（ＸL やＸc）は電力を消費せず 電流を遅らせたり進めたりするだけである。 ゆえに、この１相のＲ〔Ω〕の消費電力Ｐ１はＲの両端に加わる電圧で決まる。 Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 ② ３相電力Ｐ３は１相の電力Ｐ１の３倍であるという３相電力の基本的考えを使って計算する。 Ｐ３＝３Ｐ１ 三相回路（平衡負荷）の計算をするときは、各相同じなので１相のみを扱って計算する。 ① 上図から１相の抵抗Ｒに加わる電圧Ｖｓは 三相３線式の 相電圧Ｖｓと線間電圧ＶＬの関係は 3 ＶＳ＝ＶＬ ＶＬ または、 ＶＳ＝ である（この関係は覚えておかなければならない。 ）（ 3 ＝１.７３） どちらも同じ意味の式であるが、式を覚える場合は上式のような 3 掛け算の式で覚える方が間違いが少ない。 解 答 単相の電力ＰとＶ〔Ｖ〕，Ｉ〔Ａ〕，Ｒ〔Ω〕との基本的な関係式は ２ Ｐ＝ＶＩ＝Ｉ Ｒ＝ Ｖ２ Ｒ 〔Ｗ〕 である。 ここに、本問題に適用すると１相の電力Ｐ１は、電圧Ｖと抵抗Ｒが与えられているので Ｐ１の両端の電圧ＶＳは ＶＬ 〔Ｖ〕 Ｖ Ｌ Ｐ１＝ ３ ゆえに 3 ３相電力Ｐ３＝３ｘＰ１＝３ｘ ２ ２ 2 １ １ ＶＬ １ 200 ＝ ＝ ｘ Ｒ ３ Ｒ 3 １０ １ 200 2 ｘ ＝４,０００〔Ｗ〕＝４〔ｋＷ〕 3 １０ 答え ３相電力Ｐ３＝ 3 ＶＩCOSθ ロ でも計算できるが、 この問題に関しては、Ｉおよび力率 COSθを算出するのに、 手間が掛かりそうである。特に COSθはインピーダンスをＹ－Δのどちらかに換算し、Ｉは相電流または 線電流に換算しなければならないので複雑になる。他にも別解答が考えられる。 ６ 図のような単相３線式配電線路において、スイッチＡを閉じ、スイッチＢを開いた状態から、次に スイッチＢを閉じた場合、ａ－ｂ間の電圧Ｖａｂはどのように変化するか。ただし、電源電圧は １０５〔Ｖ〕一定で、電線１線当たりの抵抗は０.１〔Ω〕、負荷抵抗は３.３〔Ω〕とする。 0.1Ω ａ A a 105V Vab 0.1Ω 1Φ3W ｂ 電源 3.3Ω 105V 0.1Ω 解 3.3Ω B 説 単相３線式配電線路の電圧降下の問題である。したがって、題意により ① スイッチＡのみを閉じたときの配電線路状態。 （単相１００Ｖ回路） Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 ② スイッチＡとＢを閉じたときの配電線路状態（単相３線式回路）を等価な回路に書き直すと、それ ぞれは下図２０－６－１および図２０－６－２のようになる。 ここで、等価回路に書き直す場合のポイントは イ） 自分の見慣れた図に近づける。 ロ） スイッチの開閉状態でスイッチが「開」、又は「断線」等の場合は、 電流が流れないので、その回路部分は抹消（消す）する。（書かない） ハ） スイッチの「閉」状態の場合は、配線として接続した状態で書く。 ニ） 回路が「短絡」の場合は、短絡部のインピーダンス「０」と成るので、配線図中では インピーダンスを抹消（消す）して、配線で直結する。 ③ この問題の次のポイントは 題意の配電線路は、単相３線式である。 この事は中性線電流の流れ方（大きさ･方向）電圧の掛り方を理解していないと難しいが、 この配電線路の上辺と下辺の負荷のインピーダンスの大小関係が同じであることに着目すると、 中性線に電流が流れない。 すなわち、スイッチＢも閉じた場合、上記 ロ）の考えにより 図２０－６－２ のような 等価回路に書き表せる。つまり、中性線に電流が流れないので中性線の電圧降下が無い。 0.1Ω 0.1Ω a a I1〔A〕 1Φ2W 105 Vab1 3.3Ω 電源 0.1Ω I2〔A〕 b Vab2 105V 1Φ3W 電源 b 3.3Ω I2〔A〕 0.1Ω Ｉ1-Ｉ3=0 I3〔A〕 I3〔A〕 3.3Ω 105V 0.1Ω c 図２０－６－１ 解 ① 図２０－６－２ 答 図２０－６－１から電流Ｉ１を求めて、電線路の電圧降下を算出しＶab１を導く。 電源から見た抵抗Ｒ１は Ｒ１＝０.1＋３.３＋０.１＝３.５〔Ω〕 Ｉ１＝１０５／３.５＝３０〔Ａ〕 １線の電圧降下Ｖ１は ３０〔Ａ〕ｘ０.１〔Ω〕＝３〔Ｖ〕 Ｖab１＝１０５－２〔本〕ｘ３〔Ｖ〕＝９９〔Ｖ〕 ② 図２０－６－２から電流Ｉ２を求めて、電線路の電圧降下を算出しＶab２を導く。 電源から見た上辺の抵抗Ｒ２は Ｒ２＝０.1＋３.３＋０.1＝３.５〔Ω〕 ③ 電流Ｉ３も電流の値①と同じとなるが、図２０－６－２で示すように、中性線電流は互いに反対方向に 流れて打ち消しあって ０〔Ａ〕となり、中性線の電圧降下が発生しない。したがって Ｉ２＝Ｉ３＝（Ｉ１）＝１０５／Ｒ１＝１０５／Ｒ２＝１０５／３.５＝３０〔Ａ〕 Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 １線の電圧降下Ｖ１は ３０〔Ａ〕ｘ０.１〔Ω〕＝３〔Ｖ〕 Ｖab２＝１０５－３＝１０２〔Ｖ〕 ④ 題意により、その差は Ｖab２－Ｖab１＝１０２－９９＝３〔Ｖ〕 ７ 上がる。 答え ロ 約３〔Ｖ〕 上がる 図のような三相３線式高圧配電線路で、線電流は２００〔Ａ〕であった。この配電線路の電圧降下 （ＶＳ－Ｖr）〔Ｖ〕は。 ただし、電線１線当たりの抵抗は０.５〔Ω〕 、負荷の力率は０.９（遅れ） とし、線路のインダクタンスは無視するものとする。 200A 0.5Ω Vr Vr VＳ 200A VＳ VＳ 200A 解 0.5Ω 0.5Ω Vr 負荷：力率 0.9(遅れ) 説 三相３線式配線の線路の電圧降下の式は複雑である。 本来は、下記 参 考 に示すようにベクトル図から導き示されるのであるが、結果の式だけを暗記しよう。 単相 2 線式電圧降下の公式とセットで暗記するほうがよい。 ｒ：線路の抵抗〔Ω〕 Ｘ：線路のリアクタンス〔Ω〕 イ 単相 2 線式電圧降下Ｖ2d Ｖ2d＝２Ｉ（ｒCOSθ＋ｘ・ｓｉｎθ）〔Ｖ〕 ロ 三相３線式電圧降下Ｖ3d Ｖ3d＝ 3 Ｉ（ｒ・COSθ＋ｘ・ｓｉｎθ） 〔Ｖ〕 有効分ｒ・有効率 ＋ 無効分Ｘ・無効率 解 答 答え ハ １５６ 題意では、線路のリアクタンス（インダクタンス）を無視するため、Ｘ＝０〔Ω〕となり、 上記 ロ の式に題意の数値を代入すると VS ｖ Ｖ3d ＝ 3 Ｉ（ｒ・COSθ＋ｘ・ｓｉｎθ）＝ 3 Ｉ（ｒ・COSθ） ＝ 3 ｘ２００（０.５ｘ０.９）＝ １５５.７ 〔Ｖ〕 参 VR θ Iｒ IX 考 I Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 ８ 図のような三相３線式配電線路において、末端Ｐ点から電源側を見た線路の１相当たりの抵抗ｒ、 及び１相当たりのリアクタンスχは、それぞれｒ＝０.６〔Ω〕 、χ＝０.８〔Ω〕であるとする。 このとき配電線のＰ点における三相短絡電流〔kＡ〕は。 ただし、変圧器の２次側の線間電圧は６.６〔ｋＶ〕であるとする。 22／6.6KV 3Φ3W ｒ＝0.6〔Ω〕 ｘ＝0.8〔Ω〕 電源 P点 解 説 三相短絡電流の意味は、上図において事故点Ｐで三相短絡した場合にどれだけの大電流が流れ、その短絡 電流を直近上位の開閉装置（遮断装置）により事故回線をいち早く確実に切り離す（開路＝遮断）必要が ある。 その短絡電流の大きさはその事故点から電源側を見た場合、線路および変圧器の持つインピーダンスのみに より制限されるだけである。 ここに、１線当たりのインピーダンス Z, 抵抗ｒ、及びリアクタンスｘと１相当たりの相電圧Ｖｓ の関係により短絡電流が求められる。 解 答 １線当たりのインピーダンスＺ〔Ω〕は Ｚ＝ ｒ２＋Ｘ２ ＝ ０６ . ２＋０８ . ２ ＝１.０〔Ω〕 三相が短絡した場合の１線に加わる電圧ＶＳ〔KＶ〕は ＶＳ＝ ６６ . ３ 〔KＶ〕 三相短絡電流ＩＳ〔KＡ〕はＩＳ＝ ６６ . ３ 〔KＶ〕／１〔Ω〕＝ ６６ . ３ ≒３.８〔KＡ〕 答え ロ ９ ３.８〔ｋＡ〕 消費電力１２０〔ｋＷ〕、力率０.６（遅れ）の負荷を有する高圧受電設備に高圧進相コンデンサを 施設して、力率を０.８（遅れ）に改善したい。必要なコンデンサの容量〔ｋＶａｒ〕は。 解 説 （平成１６年類似問題） ① 力率の意味 交流回路において、周波数に影響を受ける誘導性リアクタンス及び容量性リアクタンスがあり それにより電流が遅れたり、進んだりする現象が発生する。 ◎ 誘導性リアクタンスは主としてコイル製品がほとんどで（電動機、蛍光灯安定器等） あり電流を遅らせる現象をする。 Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 ◎ 容量性リアクタンスはほとんどがコンデンサであり電流を進める役目がある。 （誘導性リアクタンスと正反対の性質） ◎ 負荷全体として大半が誘導性リアクタンスであるため、配電線回路では電流が遅れる。 その結果、電力を供給しても１００％の電力消費が出来ない。あるいは１００％の消費電力を期待する ためには１００％以上の電力を供給しなければならない。 この現象の率を力率という。つまり供給した電力（皮相電力Ｓ）に対して実際に有効に消費した電力（有 効電力Ｐ）の比率で表すことを力率（COSθ）という。 式で表すと 力率＝ 有効電力 皮相電力 COSθ＝ Ｐ〔Ｗ〕 Ｓ〔ＶＡ〕 また、電力を有効に作用する率 COSθに対して、電流を遅らせようとする率を無効率ｓｉｎθ といい、COSθとｓｉｎθの関係は下記のように表される。 （COSθ）２＋（ｓｉｎθ）２＝１ ， COSθ＝ 1 （ｓｉｎ） ２ （有効率）２＋（無効率）２＝１ 有効電力＝消費電力 本問に照らしてベクトル図で表現すると 有効分は水平に描く θ 無効分は垂直に描く 無効電力 皮相電力 有効分と無効分の合成は斜辺である。 図２０－９－１ 水平分 ＝COSθ 斜辺分 垂直分 ＝ｓｉｎθ 斜辺分 図２０－９－１にコンデンサを接続し力率を改善した場合のベクトル図を下記に示す。 無効電力 Q1KVar 消費電力 P=120KW θ1 θ2 皮相電力 S1 改善後の 無効電力 Q2KVar 改善後の皮相電力 S2 必要なコンデンサ QKVar 図２０－９－２ 図２０－９－２より、消費電力Ｐ〔KW〕の負荷の力率 COSθ１を COSθ２に改善するために 必要なコンデンサの容量Ｑ〔KVar〕は Ｑ＝Ｑ1－Ｑ2 Ｑ1＝Ｐｔａｎθ１ ， Ｑ2＝Ｐｔａｎθ２ ＝Ｐｔａｎθ１－Ｐｔａｎθ２ ＝Ｐ（ｔａｎθ１－ｔａｎθ２） 参 考 三角関数の知識 垂線 Ｑ ｓｉｎθ tanθ＝ ＝ ＝ 底辺 Ｐ ｃｏｓθ ２ 2 １ 45° １ 60° 3 １ Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 tan45°＝１ COS45°＝ tan60°＝ 3 1 1 2 COS60°＝ 2 解 ｓｉｎ45°＝ 1 ｓｉｎ60°＝ 2 3 2 答 ① 図２０－９－２より力率改善をするための必要コンデンサ容量は、図２０－９－２の垂線部分 Ｑ＝Ｑ1－Ｑ2〔KVar〕 ここに、tanθ＝ ｓｉｎθ 垂線 Ｑ ＝ ＝ 底辺 Ｐ ｃｏｓθ 力率改善前の力率及び無効率は、COSθ1＝０.６、ｓｉｎθ1＝０.８、 力率改善後の力率及び無効率は、COSθ2＝０.８、ｓｉｎθ2＝０.６、 ｓｉｎθ１ ０６ . ＝ ｃｏｓθ１ ０８ . となるから ｓｉｎθ２ ０６ . ＝ ｃｏｓθ２ ０８ . tanθ1＝ tanθ2＝ ０８ . ０６ . ② Ｑ1＝Ｐｔａｎθ１＝１２０・ ③ Ｑ＝Ｑ1－Ｑ2＝１２０・（ Ｑ2＝Ｐｔａｎθ２＝１２０・ ０６ . ０８ . ０８ . ０６ . － ）＝７０〔KVar〕 ０６ . ０８ . 答え １０ ロ ７０〔KVar〕 同容量の単相変圧器２台をＶ結線し、三相負荷に電力を供給する場合の変圧器１台当たりの 最大利用率は。 解 説 ３相電力を変圧器により出力させるには、基本的には単相変圧器を３台結線して（Ｙ結線やΔ結線）するのが 一般的である。 （３相変圧器は、単相のコイルを３台結線して１つのケースの中に収めてあると解釈する 理解しやすい。） 他に単相変圧器を２台用いて下図の右のように３相出力をＶ結線で出力する方法がある。 ＩＬ ＩＬ Ｉ Ｉ Ｉ ＩＬ Ｉ ＶＬ ＶＬ 低圧側 変圧器のΔ接線 ＶＬ ＶＬ 解 ＩＬ 高圧側 低圧側 変圧器のＶ接線 ＩＬ＝ 3 Ｉ 〔ＶＡ〕 ＩＬ：線電流 ＶＬ ＩＬ Ｉ ＩＬ 高圧側 ＶＬ ＶＬ ＩＬ＝Ｉ〔ＶＡ〕 、Ｉ：相電流 答 Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 式の説明上 ＶＬ＝Ｖと書き換える 上図の変圧器のΔ接線の出力Ｓ３は 上図の変圧器のＶ接線の出力ＳＶは Ｓ３＝ 3 ＶＬＩＬ＝ 3 Ｖ 3 Ｉ＝３ＶＩ〔ＶＡ〕 利用率＝ ＝ ＳＶ＝ 3 ＶＬＩＬ＝ 3 ＶＩ〔ＶＡ〕 三相出力 単相変圧器３台の容量 ３ＶＩ ＝１ ３ＶＩ 利用率＝ 三相出力 単相変圧器２台の容量 （１００％） ＝ 3ＶＩ ＝０.８６６ ２ＶＩ 答え １１ ハ 3 2 定格電圧１００〔Ｖ〕 、定格消費電力１〔ｋＷ〕の電熱器を、電源電圧９０〔Ｖ〕で１０分間使用 したときの発生熱量〔ｋＪ〕は。 ただし、電熱器の抵抗の温度による変化は無視するものとする。 解 説 ① 電力量を熱量に換算する問題である。その関係式を記憶しておく必要がある。 発熱量 ② ジュール 1〔 Ｊ 〕＝ ワットビョウ １〔Ｗ ｓ 〕 基本換算式である。 電熱器の消費電力Ｐ〔Ｗ〕 、使用電圧Ｖ〔Ｖ〕、抵抗Ｒ〔Ω〕、電流Ｉ〔Ａ〕との関係式で、どれを適用 するかである。 Ｐ＝ 解 V２ ＝ＶＩ＝Ｉ２Ｒ Ｒ 〔Ｗ〕 答 今回、Ｐ＝ V２ Ｒ を使用するに当たり、この式の意味を確認してみると 電力Ｐは使用電圧Ｖの２乗に比例することになる。 ２ V1 倍になる。 V 2 つまり、電圧変化後の消費電力Ｐ２は元の ２ 100 V1 Ｐ２＝Ｐ１ ＝１・ ＝０.８１ V 2 90 ２ この関係を題意の数値に適用すると 〔ｋＷ〕 一方、１０分間の発熱量Ｈ〔Ｊ〕は、1〔Ｊ〕＝ １〔Ｗｓ〕、１０〔分〕は６００〔ｓ〕から ０.８１〔ｋＷ〕X６００〔ｓ〕＝４８６〔ｋＷｓ〕＝４８６〔ｋＪ〕 答え ハ ４８６ Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 １２ 図はある変圧器の鉄損と銅損の損失曲線である。この変圧器の効率が最大となるのは 負荷が何％のときか。 銅損 損失 鉄損 〔W〕 0 解 25 負 50 75 荷〔％〕 100 説 ① 変圧器の損失は、２種類に大別される。 鉄損 ： 負荷に関係なく一定である。無負荷損とも言う。 さらに、鉄損はヒステリシス損（鉄心の磁気飽和のひずみによるもの） うず電流損（鉄心に発生し、熱・振動・音となる）に分かれる。 銅損 ： 負荷損または、抵抗損とも言う。 巻線自体の銅線の抵抗によるジュール熱（Ｉ２・ｒ）が発生する。 つまり負荷（負荷電流Ｉ）の２乗に比例する。 ② 変圧器の効率 η は η＝ 解 出力 出力 出力 ＝ ＝ 入力 出力＋損失 出力＋鉄損＋銅損 答 ③ 上式の効率 η が最大となるのは、損失が最小になるとき、つまり鉄損＝銅損 である。 ④ 題意のグラフから読み取ると、負荷が５０〔％〕のときが鉄損＝銅損で効率が最大である。 答え １３ ロ ５０ 図Ａのような光源から１〔ｍ〕離れた a 点の照度が１００〔Ｌｘ〕であった。 図Ｂのように光源の光度を４倍にし、光源から２〔ｍ〕離れたｂ点の照度〔Ｌｘ〕は。 光度４Ｉ 光源 光度Ｉ 光源 ２ｍ 100〔Lx〕 a 点 解 １ｍ b点 ● ● 図 Ａ 図 Ｂ 説 Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 点光源の光度Ｉ〔ｃｄ〕カンデラ、その被照面の垂直面の照度Ｅ〔Ｌｘ〕 、２点間の距離ｈ〔ｍ〕 の間には、次の式の関係がある Ｅ＝ Ｉ ｈ２ 〔Ｌｘ〕 照度Ｅ〔ルックス〕は、光度Ｉ〔カンデラ〕に比例し、２点間の距離ｈ〔ｍ〕 に反比例する。 解 答 図 Ａでは １４ Ｅ＝ Ｉ ｈ２ ＝１００ 〔Ｌｘ〕 ， 図 Ｂでは Ｅ＝ ４Ｉ ２ｈ ２ ＝ Ｉ ｈ２ ＝１００ 写真の単相誘導電動機の矢印で示す部分の名称は。 ロ 固定子鉄心 ニ 回転子鉄心 ニ 解 答 １５ 解 〔Ｌｘ〕 答え 全体を回転子 イ 固定子鉄心 写真に示す照明器具に関する記述として、適当なものは。 答 天井埋込型照明器具は、このＳＢ形として規格、照明器具自体に天井内との断熱・遮音効果を 負担させ、天井断熱材等をカットせずに施工でき、省エネや遮音効果に適している。 答え ニ １６ 解 ディーゼル発電装置に関する記述として、誤っているものは。 説 近年の自家発電設備の種類として、 Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 ① ディーゼル機関による発電設備 ④ ② 太陽光発電設備 ③ 風力発電設備 燃料電池による発電設備 等があり、それぞれ用途により非常用電源または保安用電源として設備されるものと 近年のエコ対策の一環として常用電源の一部として脚光を集めているものがあり、研究開発の途上に あるものもある。 それぞれには、発電規模の大きさや目的に応じた性能を生かせながら、初期設備コストや運転維持コスト （ランニングコスト）さらに保守・耐用年数等を、また地下資源エネルギーの枯渇を考慮しながら、 発電設備そのものの技術開発や周辺機器の高度開発技術を早め、導入していく必要がある昨今である。 ① ディーゼル機関による発電設備のシステム （小規模発電設備として、多く用いられている。 ） 排気ガス：熱損失 機械損失 7～9〔%〕 30～35〔%〕 フライホイール：回転ムラを滑らかにする 燃料 （軽油） ディーゼルエンジン 冷却水 発電機 冷却水（排水）：熱損失 20～25〔%〕 ディーゼルエンジン発電装置システム ディーゼルエンジンの動作工程 ① 吸気 ： シリンダー内に空気を吸入する。 ② 圧縮 ： 吸気した空気を圧縮して高温化する。 ③ 爆発 ： 高温･圧縮し噴霧状にした燃料をシリンダー内へ噴射して、急速燃焼（爆発）させ（点 火プラグが不要）、シリンダーと連結したピストンにより回転運動に変換する。 ④ 排気 ： 燃焼ガスを排気する。 答え １７ 解 イ イ 送電線路に関する記述として、誤っているものは。 説 配電線や送電線に電流を流すと、 電線路の電線自体の抵抗と線路リアクタンスの影響を受け、電圧降下が発生し、線路抵抗と 電流によりジュール熱が発生し、電力損失しなる。 この電力損失を軽減するため、同一送電容量の場合、電圧を高くし電流を少なくする。 ロ 長距離送電線路には、抵抗、リアクタンス以外に対地間静電容量が無視できない程度に大きくなり、 負荷の末端側では軽負荷時や無負荷時には、送電端電圧が上昇することがある。 Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 ハ 交流回路と直流回路の相違・特徴は色々有るが 直流 ： 送・配電線路では、リアクタンスが発生しない。 ⇒ 送電路の電圧降下が軽減される。 ： 負荷設備は、交流機器が大半であるので、交・直流変換装置が必要となる。 （ただし、近年のエコ対策として直流送電・配電し、直流負荷設備の開発を進めている。 ） ニ 電線に交流電流を流すと、その電流が導体断面に均一に流れるのでなく、電線の中心部より外側の 方が単位面積当りの電流が大きく流れる。 （この現象を表皮効果といい、直流では発生しない。） 電線サイズが２５０ｍｍ２以下程度ではほとんど無視しても支障が無い。 答え １８ イ 燃料電池の発電原理に関する記述として、誤っているものは。 電流 解 説 電流 負荷設備 水素 Ｈ2 － ＋ 水 Ｈ 2Ｏ 燃料 電解質 空気中の酸素 Ｏ2 燃料電池発電設備 原理図 燃料電池は、水の電気分解と逆の反応を利用した方式で、燃料から取り出した水素（燃料）と空気中 から取り出した酸素（酸化剤）を化学反応させて電気と水を発生させる。 このため、発電時は低騒音で、負荷の変動に対する即応性がよい。 また、排出物や騒音等の公害に対して環境にやさしく、発電効率は３５～６０％と高い。 燃料電池の電解質の種類により、小規模型（家庭用）、大規模用（業務用）に大別される。 りん酸型 ， 固体高分子型 ： 小型で家庭用や自動車用として、利用が期待できる。 溶融炭酸塩型 ，固体電解質型 ： 大規模用（業務用）分散型として開発が進んでいる。 解 答 １９ 答え ニ 内燃力発電装置の排熱を給湯等に利用することによって、総合的な熱効率を向上させる システムの名称は。 解 説 答え欄 イ：再熱再生システム ： 大容量火力発電設備で多く採用されている。 ロ：ネツトワークシステム ： 配電方式で、電路の事故時や計画停電時に対して停電に速やかに対応できる 配電網である。 Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 ハ：コンバイントサイクル発電システム ： ガスタービンの排熱を回収して蒸気を発生させ、それにより蒸気タービンにて 発電する。 ニ：コージェネレーションシステム ： 熱電併給ともいい、ディーゼル発電設備により発電を行い、エンジン等からの 排熱を回収し給湯や冷暖房に利用することにより、総合的熱効率を向上させる。 解 答 ２０ 答え ニ 公称電圧６.６〔ｋＶ〕、周波数５０〔Ｈｚ〕の高圧受電設備に使用する高圧交流遮断器（定格電圧 ７.２〔ｋＶ〕 、定格遮断電流１２.５〔ｋＡ〕 、定格電流６００〔Ａ〕の遮断容量〔ＭＶＡ〕は。 解 説 三相短絡電流Ｉｓ〔ｋＡ〕 ：送配電線路において、三相短絡事故点から電源側のインピーダンスに よって流れる三相短絡電流。 三相短絡容量Ｐｓ〔ＭＶＡ〕 ：送・配電線路において、線間電圧Ｖ〔Ｖ〕と三相短絡電流Ｉｓの関係 で表され、 Ｐｓ＝ 3 Ｖ・Ｉｓ〔ＭＶＡ〕 解 答 Ｐｓ＝ 3 Ｖ・Ｉｓ＝ 3 ・７.２・１２.５≒１５６〔ＭＶＡ〕 答え ２１ ニ キュービクル式高圧受電設備を開放型高圧受電設備と比較した場合の利点として、誤っている ものは。 解 説 キュービクル式高圧受電設備は、工場生産・現地据付の工程になり現場における施工期間が短縮される。また、 機器の配置・取付等はコンパクトに金属製の函体に収められており、外部からの影響による安全性が高い。 反面、細部を点検やチェックするのが困難な場合が多々ある。 答え ２２ ニ 写真に示す矢印の部分の用途は。 Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 解 説 （平成２４年類似問題） 変圧器は高圧から低圧に変換し、電力を出力するものであるが、その出力容量が大きくなると 低圧側の電流が多くなり、それに対応するために低圧側の配線（＝導体）も次第に太いものに する必要がある。 その導体の材質として、小さな電流の範囲であれば絶縁電線を使用するが、 大容量・大電流になると導体に銅帯を使用する。 この銅帯と変圧器二次側導体と接続する場合、直接ボルトにて接続すると地震等により変圧器の ブッシングに荷重が加わる。これを緩和・軽減するための緩衝材として役目をするもので、 写真に示すような可とう導体を使用する。 答え イ ２３ 写真に示す矢印の部分の主な役割は。 解 説 この写真の全体は、高圧気中負荷開閉器（ＬＢＳ）である。その用途は、高圧の負荷電流を開閉する。 負荷電流を切る際、開閉接点部にアークが生じる。このアークは手動開閉速度ではカットが困難で、 ＬＢＳのスプリングの素早い速度でアークを切る。また発生したアークを抑制しやく消す（切る）ため の目的でこの写真で示すいわゆる消弧バリアを取付ける。 答え ２４ 解 ニ 住宅に施設する配線器具の取り付け工事において、誤っているものは。 説 配線器具のうち、コンセントのシンボルはその用途により多種類が有る。下記にそれを示す。 （単相 １２５Ｖ１５Ａ 100V） １２５Ｖ１５Ａ 接地極付 解 答 （単相 ２５０Ｖ１５Ａ 200V） ２５０Ｖ１５Ａ ２５０Ｖ２０Ａ 接地極付 答え ハ Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 ２５ 解 答 ２６ 解 写真で示す工具の用途は。 答え ハ 引込柱の支線工事に使用する材料の組み合わせとして、正しいものは。 説 支線バンド 支線 亜鉛メツキ鋼より線 玉がいし 支線アンカー 解 答 答え イ Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 ２７ 解 接地工事において、誤っているものは。 説 接地線を鉄柱等金属体沿って施設する場合は、 絶縁電線（ＯＷ電線を除く）、キャブタイヤケーブル またはケーブルを使用する 2m 以上 合成樹脂管等（CD 管を除く） で覆う 埋設深さ 0.75m 以上 接地極 埋設深さ 0.75m 以上 金属製柱等の場合 1m 以上離す 解 答 ２８ 解 答え ハ 地中電線路の施設において、誤っているものは。 説 土冠 １.２ｍ以上 (重量の圧力を受ける恐れの ケーブル埋設表示シート 無い場所は０.６ｍ以上) 物件の名称、管理者名 フタ 電圧を明記。約２ｍごと トラフ トラフ トラフ 砂 ケーブル ケーブル ケーブル 地中電線路の施設制限 ① イ 直接埋設式 ロ 暗きょ式 ハ 管路式 により施設すること。 ② 電線にケーブルを使用すること。 ③ 直接埋設式により施設する場合は、コンクリート製の堅牢な管またはトラフ収めて、さらに上図の様に 施設すること。 Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 ④ 低圧地中電線が地中弱電電線と３０ｃｍ以内に接近または交叉する場合は、堅牢な耐火性の ある隔壁を設けるか、地中電線を不燃性の管に納め、直接接触しないようにすること。 ⑤ 管路式により施設する場合は ◎ 管にはこれに加わる車両その他の重量物の圧力に耐えるものを使用しなければ成らない。 （電技１３４条） ◎ 需要場所に施設する場合は、ＪＩＳに適合するポリエチレン被覆鋼管等を使用する場合は、 埋設深さを地表面（舗装下面）から０.３ｍ以上に出来る （日本電気協会－高圧受電設備規程による） 解 答 ２９ 解 答え ロ 使用電圧３００Ｖ以下のケーブル工事による低圧屋内配線において、誤っているものは。 説 ケーブル工事は、基本的には施設場所制限が無く配線できるが、キャブタイヤケーブルを除く 使用制限がある。 キャブタイヤケーブルの内ビニルキャブタイヤケーブルの施設場所制限として 使用電圧が３００Ｖ以下の低圧屋内配線を展開した場所または、 点検できる隠ぺい場所に限る。 解 答 答え イ 問い３０から問い３４までは、下の図に関する問いである。 図は、高圧配電線路から自家用需要家構内柱を経由して屋外キュービクル式高圧受電設備（JIS C 4620 適 合品）に至る電線路及び見取り図である。この図に関する各問いには、４通りの答え（イ、ロ、ハ、ニ）が 書いてある。それぞれの問いに対して、答えを１つ選びなさい。 〔注〕 図において、問いに直接関係のない部分等は、省略又は簡略化してある。 Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 ３０ 解 ①に示すケーブル終端接続処理に関する記述として、不適切なものは。 説 高圧ケーブルの端末では、大別すると下図に示すような方法で処理をしなければならない。 イ 絶縁テープ巻方式（屋内型及び屋外型） ロ ゴムとう管形方式（屋内型及び屋外型） ハ 耐塩害形方式 高圧ケーブルの端末処理の目的・意味は上記各方式において基本的には同様である。 下図の絶縁テープ巻き方式について、各部の意味を説明する。 ① ストレスコーン ： 定格電圧における電位傾度のヒズミを均一化・緩和する。 ② 遮へい銅テープ・鉛テープ・導電性テープ ： イ 電位傾度のヒズミを緩和し絶縁強度の低下を防止する。 絶縁テープ巻方式（屋外型） ③自己融着テープ巻(防水用) 銅管端子 芯線 絶縁体 ①ストレスコーン 鉛テープ 雨おおい ②銅テープ (屋外用) 三叉管 ケーブ外装 左図点線○部の拡大図 ブラケット イ (ケーブルを固定) ロ ゴムとう管形方式（屋内型） ハ 耐塩害形方式 Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 ３１ ②に示す地中電路を施設する場合、使用する材料と埋設深さ（土冠）として、不適切なものは。 （材料はＪＩＳ規格に適合するものとする） 解 説 （平成２３年類、２５年同一問題） 問い２８の解 説を参照のこと。 ポリエチレン被覆鋼管は、舗装下面から０.３ｍ以上に埋設する。 解 答 答え イ ３２ ③に示す引込ケーブルの保護管の最小の防護範囲の組合せとして、正しいものは。 解 説 高圧地中ケーブル引込み線において、ケーブルの立下げ及び立ち上がりの地上露出部分及び地表付近は、 損傷のおそれがない位置に施設し、かつこれを堅牢な管などで防護すること。 防護範囲は、地表から２ｍ以上、地表下０.２ｍ以上とすること。 （日本電気協会：高圧受電設備規定１２０節による。） 解 答 答え ニ ３３ ④に示すケーブルの屋上部分の施設方法として、不適切なものは。 ただし金属製の支持物にはＡ種接地工事が施されているものとする。 解 説 「高圧屋上電線路の施設」電技解釈第９５条により、ケーブルを使用する他 ① 電線を展開した場所において、造営材に堅牢に取付けた支持柱または支持台により支持し、 かつ、造営材との離隔距離を１.２ｍ以上として施設すること。 ② 電線に造営材に取付けた堅牢な管またはトラフに収め、かつ、トラフには取扱者以外のもの が容易にあけることが出来ないような構造を有する鉄製または鉄筋コンクリート製その他 堅牢なふたを設けること。 ③ 高圧屋上電線路の電線が他の工作物と接近し、または交叉する場合は、離隔距離は６０ｃｍ 以上でなければならない。 ④ 高圧屋上電線路の電線は、植物に接触しないように施設しなければならない。 解 答 答え ロ Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 ３４ 解 ⑤に示す高圧受電設備の絶縁耐力試験に関する記述として、不適切なものは。 説 「電路の絶縁耐力」電技解釈第１４条により、高圧電路・機器の絶縁耐力試験は ① ケーブル及び機器の場合 電路と大地間（多芯ケーブルの場合は芯線相互間）に、試験電圧が交流で 最大使用電圧の １.５倍 の電圧を連続して １０分間 印加しこれに耐えること。 ② ケーブルのみの場合 試験電圧を直流電圧で印加してもよい。 交流電圧の２倍の電圧を連続して１０分間印加しこれに耐えること。 解 答 答え ロ ３５ 高圧受電設備の定期点検で通常用いないものは。 解 説 高圧受電設備の定期点検には色々な点検項目があるが、基本的には安全のため構内を全停電する。 停電後も高圧ケーブル及び高圧機器には、残留電圧が有り感電する恐れがあります。 その残留電圧の有無を確認したり、放電したりするための安全確認器具が必要です。 イ 高圧検電器 ： 残留電圧の有無を確認するための安全確認器具 ロ 短絡接地器具： 停電・放電後、誤って再投入した場合に作業者が感電しないよう、電源側の 上位の保護装置が作動するように、停電作業範囲の電源に近い場所に取り付ける。 ハ 絶縁抵抗測計： 停電し、高圧・低圧電路や機器の絶縁抵抗値を測定する。 ニ 検 相 器 ： 電路の相順（相回転）を確認するときに用いる。 ３相の配線工事をするときに使用する。点検作業では必要がない。 解 答 ３６ 解 答え ニ 平均力率を求めるのに必要な計器の組み合わせは。 説 力率＝ 有効電力 で表さる。 皮相電力 また （皮相電力）２＝（有効電力）２＋（無効電力）２の関係がある。 ∴（有効電力）２＝（皮相電力）２－（無効電力）２ 電力量計 ⇒ 皮相電力 、 解 答 無効電力量計 ⇒ 無効電力 を導かれる。 答え ニ Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 ３７ 変圧器の絶縁油の劣化診断に直接関係の無いものは。 解 説 変圧器の絶縁油は ① 絶縁効果を高める ： 変圧器内の巻線間（低圧・高圧・大地）の絶縁強度を増加させる。 ② 放熱作用の促進 ： 巻線（コイル）及び鉄心の熱を油の循環により、放熱効果をよくする。 変圧器は、負荷をかけるとコイルから発生する銅損と、電圧を印加すると鉄心から出る鉄損がある。 いずれも熱となり、変圧器全体を加熱する。これを軽減するため絶縁油を使用する。 絶縁油効力の劣化診断を、定期的に採油して試験・確認する必要があります。その方法は、 ① 絶縁破壊電圧試験 ② 全酸価試験 ③ 油の色のにごり（加熱・過熱や自然劣化による） 。 真空度測定は、真空遮断器（ＶＣＢ）の真空バルブの真空度を確認する。 解 答 答え ロ ３８ 電気設備に関する技術基準において、交流電圧の高圧の範囲は。 解 説 電気設備に関する技術基準では、式の表のように区分・規程されている 低 圧 高 圧 特 別 高 圧 交 流 ６００〔Ｖ〕以下 ６００〔Ｖ〕を超え７,０００〔Ｖ〕以下 直 流 ７５０〔Ｖ〕以下 ７５０〔Ｖ〕を超え７,０００〔Ｖ〕以下 解 答 答え ３９ 解 ７,０００〔Ｖ〕超過 ロ 電気用品安全法の適用を受ける特定電気用品は。 説 「電気用品安全法の目的は、電気用品の製造、販売を規制するとともに、電気用品の安是性の確保につき 民間事業者の自主的な活動を促進することにより、電気用品による危険及び障害の発生を防止する」こと にある。 電気用品は、２つに分類されている。 ① 特定電気用品 ： 一般の使用者が、直接手に触れたり使用したりして、特に危険や障害の 発生を起こす可能性多い電気用品。 ： ② ＰＳ 表示（マーク） 特定電気用品以外の電気用品 E ＰＳ Ｅ 解 答 答え ハ Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 ４０ 電気工事業の業務の適正化に関する法律において、電気工事業者の業務に関する記述として、 誤っているものは。 解 説 （平成２４年同一問題） 電気工事業者の義務 ① 主任電気工事士の設置 ： 各営業所ごとに第１種電気工事士または、第２種電気工事士として ３年以上の実務経験のある者をおく。 ② 業務の登録及び変更 : 都道府県知事への登録（営業所が２以上の場合は経済産業大臣） 。 ： ５年ごとに登録を更新する。 ③ 標識の掲示 ： 営業所及び電気工事施工場所ごとに標識を掲示する。 ④ 帳簿の備付 ： 営業所ごとに帳簿を備え、必要事項を記載し５年間保存する。 ⑤ 測定器具の備付 ： 絶縁抵抗計（メガ）、回路計（テスタ）、接地抵抗計（アーステスタ） 注）：電気主任技術者は、自家用電気工作物設置場所に選任するもので、電気主任技術者第３種以上の 資格が必要である。主任電気工事士と混同しないよう。 解 答 問題２．配線図 答え イ （問題数１０、配点は１問当たり２点） 図は、高圧受電設備の単線結線図である。この図の矢印で示す１０箇所に関する各問いには、４通りの答え （イ、ロ、ハ、ニ）が書いてある。それぞれの問いに対して、答えを１つ選びなさい。 〔注〕 図において、問いに直接関係のない部分等は、省略又は簡略化してある。 Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 ４１ 解 ①で示す機器の役割は。 説 単線結線図の最初に設置される高圧機器で、 ① 電力会社との保安上の責任分界及び財産上の分界点として、区分開閉器を設置する。 ② 保安上の責任分界として、構内における高圧地絡事故発生時は、速やかに構内のみ停電させるため、 この区分開閉器には地絡事故電流の検出装置(零相変流器ＺＣＴ) 及び地絡電圧を検出する零相電 圧検出装置（ＺＰＤ）が内蔵され、さらに事故時速やかに回路を開放(トリップ)させる機構が高圧 地絡継電器と連動されている。 地絡事故電流の検出範囲は、零相変流器ＺＣＴ取付け点より負荷側であり、電源側は検出しない。 ただし、零相電圧検出装置（ＺＰＤ）はこの高圧配線全域の地絡電圧を感知する。 ③ この開閉装置は、高圧気中負荷開閉器(ＰＡＳまたはＡＳ)いう。断路器(ＤＳ)でも遮断器(ＶＣＢ) でもない。 解 答 ４２ 解 答え イ ②の端末処理の際に、不要な工具は。 説 図は、高圧ケーブルの端末部であるが、その加工詳細は下図のようにする。そのための工具で 必要なもの : 不必要なもの ： 解 答 ４３ ロ) 金切ノコニ ニ) ハンダゴテ は使用する。 ハ) ビニルパイプカッター、 答え ハ ③に設置する機器は。 Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 解 説 単線結線図の機器配置の順序からは、変電設備内に入って先ず、取引用の電力計量装置(ＶＣＴ)になる。その ＶＣＴの二次側からの配線は電力量計に至る。 ① 答え欄の写真、 イ、積算電力量計（デジタル式） ロ 積算電力量計（誘導型）30A,100V が読める。低圧用の電力量計 高圧用の電力量計は 電流は変流器(ＣＴ)の２次側から取出すため 電流は○○／5Ａ、の表示がある。 電圧は計器用変圧器(ＶＴ)から取出すため 6,600／110V 表示がある ハ、力率計 : COSΦ 記号が見える。 ニ、無効電力計 : LEAD,LAG,単位 MVar で判定する。 ② 電力量計への配線接続端子の数は電流端子４ケ、電圧端子３ケである。 イ 電力量計(高圧用) 解 ロ 電力量計(低圧用) 答 ４４ 解 答え イ ④の部分の電線本数(心線数)は。 説 上記、問い４３の解 説で示したとおり。 解 答 ４５ 解 答え ハ ⑤に設置する単相機器の必要最小数量は。 説 ⑤に設置する機器は、取付位置及びそれに連結されている配線・行き先（電圧計等）から見て、高圧の３相 電圧を変換し低圧３相電圧を取出していることがわかる。いわゆる計器用変圧器である。 高圧の３相交流電圧を低圧に変換する方法として、単相の変圧器（単相コイル）を結線する方法には、 Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 変圧器の１次側コイル（高圧側）の結線方法と２次側コイル（低圧側）の結線方法の組み合わせにより、 次のような数通りがある。 ① 単相コイルを３台組み合わせる場合 Δ結線（三角結線またはデルタ結線と読む） Ｙ結線（星型結線またはスター結線とも言う） ② 単相コイルを２台組み合わせる場合 Ｖ結線 Δ結線の変形（応用）で結線の形から見てΔ（三角形）の一辺を無くした形である。 いわゆる、Ｖ結線であり単相変圧器（ＶＴ）２台で３相電圧を変換し低圧３相電圧を取出す。 解 答 答え ロ ４６ ⑥に設置する機器の組合せとして、正しいものは。 解 説 ⑥に設置する機器は、取付け位置及びそれに連結されている配線の状況から見て、計器用変圧器（ＶＴ）を 経由した電圧要素と変流器（ＣＴ）から電流要素が接続されている。 別の視点からすると、シンボルの基本形では は保護継電器、 は計器を示す。 したがって、高圧受電設備おいて測定器で、電圧要素と電流要素を必要な計測器は 電力計、力率計、電力量計がある。 解 答 ４７ 解 答え ニ ⑦に部分に設置する機器の記号は。 説 （平成１５、１９年同一問題） ◎ 高圧自家用変電設備によく用いられる保護継電器として、大別すると ① 電流継電器 ： ② 電圧継電器 異常電流にて作動するもの。 ： 異常電圧にて作動するもの。 ◎ 保護継電器のシンボルの基本は その 例 で表すが、 の中に記号でその用途を分類している。 Ｉ ： 電流で作動する。 Ｕ ： 電圧で作動する。 ： 方向性 ＞ ： 整定値より大きくなると作動する。 ＜ ： 整定値より小さくなると作動する。 ： 地絡現象で作動する。 解 答 答え ニ 設問の機器⑦へ入っている信号は、ＣＴからの電流である。 イ：不足電圧継電器，ロ：過電圧継電器，ハ：地絡継電器，ニ： 過電流継電器 Copyright Furumiya 平成２０年度 一般問題 ４８ 解 ⑧に設置する機器は。 設 （平成１８類似問題、２３年同一問題） イ． ロ． ハ． ニ． ⑧の示す位置は、３相変圧器の電源側（１次側＝プライマリー側）であり、変圧器の過負荷保護のため ヒューズを入れてある。また、この変圧器を分離・開放する場合にも使用できる。 イ．断路器（ＤＳ） 解 ハ．高圧気中負荷開閉器（ＬＢＳ） 答 ４９ 解 ロ．真空遮断器（ＶＣＢ） 答え ニ ⑨に設置する機器の役割として、誤っているものは。 説 ⑨に設置している機器は、電力用コンデンサの１次側にある。記号から直列リアクトルである。 その設置目的は、高調波によりコンデンサに異常電流が流れ過熱損傷する恐れがある。 ◎ これを防止・低減するためコンデンサ容量の６％あるいは１３％のリアクトルを、コンデンサ回路に 直列に接続する。高調波は、奇数は（第３、第５、第７と順次有る）商用周波数（５０，６０ＨＺ）に 対して、その３倍、５倍、７倍として重畳され、高次数の周波数に影響を受け易いコンデンサ等を 保護する。 ◎ その他、コンデンサの投入時に発生する突入電流や電圧波形のヒズミを抑制する効果がある。 コンデンサの残留電荷を放電する目的のコイル（放電コイル）は、コンデンサと並列に接続する。 解 答 ５０ 解 答え イ ⑩に入る正しい記号は。 説 高圧機器である変圧器の外函（金属製ケース）に取付ける接地線の種類は Ａ種接地工事（ＥＡ）である。 解 答 答え イ Copyright Furumiya
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