第二種電気工事士の過去問
令和3年度下期 午後
一般問題 問9
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問題
第二種 電気工事士試験 令和3年度下期 午後 一般問題 問9 （訂正依頼・報告はこちら）
図のような電熱器「H」1台と電動機「M」2台が接続された単相2線式の低圧屋内幹線がある。この幹線の太さを決定する根拠となる電流 IW［A］と幹線に施設しなければならない過電流遮断器の定格電流を決定する根拠となる電流IB［A］の組合せとして、適切なものは。
ただし、需要率は100%とする。
ただし、需要率は100%とする。
- IW 27［A］ ――― IB 55［A］
- IW 27［A］ ――― IB 65［A］
- IW 30［A］ ――― IB 55［A］
- IW 30［A］ ――― IB 65［A］
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この過去問の解説 （3件）
01
１：×
２：×
３：×
４：○
接続されている電熱器[H]は1台での定格電流は5A、電動機[M]は2台で定格電流は5Aと15Aなので、合計20Aです。
本問題はIM＞IHに該当し、IM≦50であることが分かります。
公式より、IW≧1.25IM+IHにIM=20A、IH=5Aを代入し
IW≧1.25×20+5
≧25+5
≧30[A]
となります。
続いて、IBを求めると、本問題は電動機が2台接続されています。また、2.5IW≧3IM+IHが成り立つ状態なので、公式IB≦3IM+IHが適用されます。
IB≦3×20+5
≦60+5
≦65[A]
よって、4が正解となります。
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02
この問題は出題科目「配電理論及び配線設計」からの出題です。
この問題では下記の知識を求められています。
＜必要知識＞
◯幹線の許容電流 IW が計算できる。
◯幹線の過電流遮断器の定格電流 IB が計算できる。
幹線の許容電流は、負荷の定格電流の総和によって決めますが、
負荷に電動機がある時は、電動機が動き出す時に大きな電流が流れるので、
その電流分を踏まえた計算式で計算します。
この必要知識に伴う計算式は下記です。
＜必要計算式＞
・電動機の定格電流の合計値 IM が、電動機以外の負荷の定格電流の
合計値 IH よりも小さいか等しい場合
IW ≧ IM ＋IH
・電動機の定格電流の合計値 IM が、電動機以外の負荷の定格電流の
合計値 IH よりも大きい場合
IM ≦ ５０［A］なら IW ≧１.２５ × IM ＋ IH
IM ＞５０［A］なら IW ≧１.１ × IM ＋ IH
幹線の過電流遮断器の定格電流 IBはWよりも小さいか等しく設定するのが原則です。
ただし電動機が接続されている場合は、電動機有りの計算式で計算します。
・２.５ × IW ≧３ × IM ＋ IH なら、 IB ≦３ × IM ＋ IH
・２.５ × IW ＜３ × IM ＋ IH なら、 IB ≦２.５ × IW
それでは上記の必要知識及び計算式を使って問題を解いていきます。
電熱器の定格電流の合計値 IH ＝５［A］
電動機の定格電流の合計値 IM ＝５［A］＋１５［A］＝２０［A］
よって電動機の定格電流値の合計値 IM が電熱器の
定格電流値の合計値 IHよりも大きく、かつ IM ≦５０［A］のため、
IW ≧１.２５ × ２０［A］＋５［A］＝３０［A］
幹線の過電流遮断器の定格電流 IB は、電動機ありの計算式に当てはめると、
２.５ × IW ＝２.５ × ３０［A］＝７５［A］
３ × IM ＋ IH ＝３ × ２０［A］＋５［A］＝６５［A］
２.５ × IW ≧３ × IM ＋ IH の条件に当てはまるため IB は、
IB ≦３ × IM ＋ IH ＝３ × ２０［A］＋５［A］＝６５［A］
上記の計算式から、
正解は、IW ≧３０［A］、 IB ≦６５［A］となります。
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03
本問は、幹線から分岐した負荷によって、幹線太さの根拠となる電流値と、過電流遮断器の定格電流を決める根拠を求める問題です。
幹線太さの根拠となる電流値、すなわち幹線の許容電流を IW [A]、分岐した負荷のうち電動機の定格電流の総和を IM [A]、電動機以外の負荷(問題ではヒータ)の総和を IH [A] とします。
図から、IM [A]＝20 [A]、IH [A]＝5 [A] です。
IM [A]＞IH [A] となるため、次に2つの選択肢から、IW [A] を求めます。
➀ IM [A] ≦ 50 [A]の場合 ⇒ IW [A] ＝ 1.25 × IM [A] ＋ IH [A]
② IM [A] ＞ 50 [A]の場合 ⇒ IW [A] ＝ 1.1 × IM [A] ＋ IH [A]
IM [A]＝20 [A] ≦ 50 [A] ですから、➀の方で、IW [A] を求めます。
IW [A] ＝1.25 × 20 [A] ＋ 5 [A] ＝ 30 [A]
となります。
次に、過電流遮断器の定格電流 IB [A]を求めます。
IB [A] は幹線の許容電流 IW [A] より小さくしますが、電動機が負荷にある場合は、次の2つの選択肢から、IB [A] を決めます。
③ 2.5 IW [A] ≧ 3 IM [A] ＋ IH [A] ⇒ IB [A] ≦ 3 IM [A] ＋ IH [A]
④ 2.5 IW [A] ＞ 3 IM [A] ＋ IH [A] ⇒ IB [A] ≦ 2.5 IW [A]
2.5 IW [A]＝2.5 × 30 [A] ＝ 75 [A]
3 IM [A] ＋ IH [A] ＝ 3 × 20 [A] ＋ 5 [A] ＝ 65 [A]
となり、③ の式が適用されます。
IB [A] ≦ 3 IM [A] ＋ IH [A] ＝ 65 [A]
×
誤りです。IWは30 Aです。
×
誤りです。IWは30 Aです。
×
誤りです。IW＝30Aはあっていますが、IBは誤りです。
○
正解です。
＜参考＞
本問の計算法については、「電技基準解釈」第148条に規定されています。
【 「電技基準解釈」第148条(低圧幹線の施設)
低圧幹線は、次の各号によること。
二 電線の許容電流は、低圧幹線の各部分ごとに、供給される電気使用機械器具の定格電流の合計値以上とする。ただし、当該低圧幹線に接続する負荷のうち、起動電流が大きい電動機等の定格電流の合計が、他の電気機械器具の定格電流の合計より大きい場合は、他の電気使用機械器具の定格電流の合計に次の値を加えた値以上であること。
イ 電動機等の定格電流の合計が50A以下なら、定格電流の合計の1.25倍
ロ 電動機等の定格電流の合計が50Aを超えるなら、定格電流の合計の1.1倍
五 低圧幹線の過電流遮断器の定格電流は、当該低圧幹線の許容電流以下とする。ただし、低圧幹線に電動機等が接続される場合、定格電流は次のイ、ロのいずれかによる。
イ 電動機等の定格電流の合計の3倍に、他の電気使用機械器具の定格電流の合計を加えた値以下。
ロ イの規定による値が当該低圧幹線の許容電流を2.5倍した値を超える場合は、その許容電流を2.5倍した値以下。 】
注) 規定文は、読みやすいように、書換え、余分なものの削除などの変更を加えています。
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