第二種電気工事士の過去問
令和5年度上期 午後
一般問題 問25
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問題
第二種 電気工事士試験 令和5年度上期 午後 一般問題 問25 （訂正依頼・報告はこちら）
図のような単相3線式回路で、開閉器を閉じて機器Aの両端の電圧を測定したところ150Vを示した。この原因として、考えられるものは。
- 機器Aの内部で断線している。
- a線が断線している。
- b線が断線している。
- 中性線が断線している。
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この過去問の解説 （3件）
01
電気回路の電線が切れてしまい、想定外の電圧が流れてしまう場合の問題となっております。
答えは決まっているので、パターンを把握しておきましょう。
電圧は100Vとなるため、誤っています。
電圧は0Vとなるため、誤っています。
電圧は100Vとなるため、誤っています。
中性線が断線していることが原因です。
単相3線式回路で中性線が断線した場合は、軽負荷のほうに過大な電圧がかかります。
また、重負荷の方には定格より低い電圧がかかります。
この場合、機器AとBの直列接続となり、機器の抵抗値によって電圧の値が変わってきます。
中性線が断線した場合は、機器AとBの直列接続となり、それぞれの機器の抵抗値によって指し示す電圧の値が変わります。
単相3線式回路で中性線が断線した場合は、軽負荷のほうに過大な電圧がかかります。
また、重負荷のほうには定格より低い電圧がかかります。
中性線にヒューズや過電流遮断機を設置してはいけない理由を整理しておきましょう。
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02
断線時の電圧に関する問題です。
単相3線式の1線断線時発生する電圧は、
①0V
②100V
③それ以外
になります。
a線-電圧計‐中性線で閉回路が出来るため、100Vになります。
閉回路がないため0Vになります。
測定範囲に影響がないため100Vです。
中性線がなくなった場合、機器の内部抵抗によって電圧が変化します。
今回150Vとなるパターンはこの場合のみです。
断線時の回路の考え方について覚えておきましょう。
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03
単相3線式回路の開閉器を閉じた時の2次側の電圧に関する問題です。
問題文より機器Ａの両端の電圧が150[Ｖ]とありますが、もし電路が正常な状態であるならば、機器Ａの電圧は100[Ｖ]となります。なのでなんらかのトラブルが生じている事が回路図からも分かります。二次側のａ線、中性線、ｂ線の相電圧を見ていきます。
①ａ線の相電圧＝100[Ｖ]
②中性線の相電圧＝0[Ｖ]
③ｂ線の相電圧＝100[Ｖ]
次に線電流の流れに対する正常時の線間電圧を見ていきましょう。
①ａ線から中性線の線間電圧＝100+0＝100[Ｖ]
②ｂ線から中性線の線間電圧＝100+0＝100[Ｖ]
③ａ線からｂ線の線間電圧＝100+100＝200[Ｖ]
この結果、中性線には電流が流れず接地の役目をし単相100[Ｖ]を生み出し、バランスを取っていることが分かります。
もし、中性線が断線していると機器Ａに流れる電流は接地を失っているので機器Ｂの方へ行き電圧200[Ｖ]を機器Ａと機器Ｂで分け合う形となります。(分圧の法則)
なのでこの回路は中性線が断線しているといえます。
機器Aの内部で断線した場合、機器Ａの両端に電圧は発生しないので不適切です。
a線が断線した場合は電流が流れないので電圧0[Ｖ]となります。なので不適切です。
b線が断線した場合の電圧は100[Ｖ]になり、いわゆる単相2線式回路の状態となります。なので不適切です。
上記解説の冒頭の内容と一致するので適切です。
単相3線式の中性線はかなり重要です。中性線を失ってしまうと安定した電圧を供給する事ができません。なので住宅などの主開閉器の配線用遮断器には中性線欠相保護付きの遮断器を採用するケースが多いです。
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