第一種電気工事士 過去問
令和5年度(2023年) 午前
問43 (配線図問題 問3)

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問題

第一種電気工事士試験 令和5年度(2023年) 午前 問43(配線図問題 問3) (訂正依頼・報告はこちら)

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。

③で示す装置を使用する主な目的は。
問題文の画像
  • 計器用変圧器を雷サージから保護する。
  • 計器用変圧器の内部短絡事故が主回路に波及することを防止する。
  • 計器用変圧器の過負荷を防止する。
  • 計器用変圧器の欠相を防止する。

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この過去問の解説 (2件)

01

③の機器は高圧限流ヒューズ(Power Fuse)です。③から分かれる回路は配電線の電圧を監視するためのものです。このことは、この回路の先端に電圧計(V)が接続されていることからわかります。 ③の機器は、主回路から枝分かれした直後、計器用変圧器の前に置かれています。この機器は、計器用変圧器が短絡してケーブルに過電流が流れたとき、内部のヒューズエレメントが溶断して、変圧器を主回路から切り離し、過電流が主回路に流出するのを防ぐために設けられています。

選択肢1. 計器用変圧器を雷サージから保護する。

雷サージからの回路の保護には、SPD(Surge Protective Device、サージ保護デバイス) が使用されます。SPD は落雷による電流を検出して、大地に逃がすものです。

選択肢2. 計器用変圧器の内部短絡事故が主回路に波及することを防止する。

正解です。

選択肢3. 計器用変圧器の過負荷を防止する。

高圧受電設備を過電流から守る手段として、遮断器 (Circuit Breaker)、開閉器 (Switch)、高圧限流ヒューズ (Power Fuse) が適宜用いられます。しかし、計器用変圧器の2次側は固定された回路で構成されるため、負荷の変動は一般に小さく、その過負荷を防止する意義は小さいです。

選択肢4. 計器用変圧器の欠相を防止する。

欠相とは、3相のうち1つ以上の相が機能していない状態です。高圧限流ヒューズは、変圧器の欠相を防止するために設けられたものではありません。

まとめ

③の限流ヒューズは、計器用変圧器を守るためではなく、主回路を守るために設けられています。これは、計器用変圧器に対するダメージよりも、主回路に対するダメージの方がはるかに大きいからです。選択肢の中で3つは変圧器、1つは主回路を守るものとなっていますが、主回路を守るものが正解です。

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02

高圧受電設備の単線結線図に関する問題です。

③の装置は高圧限流ヒューズ(電力ヒューズ)です。

過電流や短絡で溶断されて電路を断ちます。

溶断時に瞬間的にアークを治めて、事故電流を限流抑制する機能があります。

他の機器の保護性能が高いです。

真空遮断器は短絡電流の数サイクルで作動しますが、限流ヒューズは最初の班サイクルで作動します。

選択肢1. 計器用変圧器を雷サージから保護する。

誤:計器用変圧器を雷サージから保護する機器は避雷器です。

低圧では、絶縁性を持っており、ある程度の電圧を超えると急激に電気抵抗がなくなる粒子を充填しています。

雷によって流れた大電流を大地に逃がす役割をしています。

選択肢2. 計器用変圧器の内部短絡事故が主回路に波及することを防止する。

正:計器変圧器の内部短絡事故から主回路を保護する役割があるのが限流ヒューズです。

 

選択肢3. 計器用変圧器の過負荷を防止する。

誤:計器用変圧器の過負荷を防止するのは、高圧交流負荷開閉器です。

定格に負荷電流が流れている状態で電路を遮断できます。

しかし、これのみですと、定格電流を超えた電流が流れてしまうと開閉が出来ないので限流ヒューズを附属させます。

選択肢4. 計器用変圧器の欠相を防止する。

誤:計器用変圧器の欠相を防止するものは、単相3線中性線欠相保護付遮断機です。

三相電線の中性線が切れると両側の線に大電圧がかかり、機器を焼損させます。

この遮断機を予め中性線に接続させておくと切れた時の高電圧を検出して電路を遮断します。

まとめ

選択肢のすべてが電路を保護する機器に違いはありませんが、その補剛方法を問いている問題でした。

それぞれの機器についてまとめておきましょう。

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