第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和3年度(2021年)
問77 (法規 問77)
問題文
高圧ケーブルの絶縁耐力試験を行う場合の記述として、正しいものを次の( 1 )〜( 5 )のうちから一つ選べ。
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問題
第三種電気主任技術者(電験三種)試験 令和3年度(2021年) 問77(法規 問77) (訂正依頼・報告はこちら)
高圧ケーブルの絶縁耐力試験を行う場合の記述として、正しいものを次の( 1 )〜( 5 )のうちから一つ選べ。
- 直流10350Vの試験電圧を電路と大地との間に1分間加える。
- 直流10350Vの試験電圧を電路と大地との間に連続して10分間加える。
- 直流20700Vの試験電圧を電路と大地との間に1分間加える。
- 直流20700Vの試験電圧を電路と大地との間に連続して10分間加える。
- 高圧ケーブルの絶縁耐力試験を直流で行うことは認められていない。
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この過去問の解説 (3件)
01
電気設備の技術基準の解釈第1条、第15条に基づいた絶縁耐力試験に関する問題です。
絶縁耐力試験の条件として適切なものを解答します。
はじめに、ケーブルの最大使用電圧Emを求めます。
Em = (1.15/1.1) × 使用電圧
= (1.15/1.1) × 6600
= 6900 [V]
※係数(1.15/1.1)は、電気設備の技術基準の解釈第1条に記載されている係数を用いています。
次に、交流試験電圧Vtを求めます。
Vt = 1.5 × Em
= 1.5 × 6900
= 10350 [V]
※係数1.5は、電気設備の技術基準の解釈第15条の15ー1表に記載されている係数を用いています。
この絶縁耐力試験は、試験をする交流回路に対して直流電圧を加えて試験することとなっています。
その場合、交流試験電圧の2倍の直流試験電圧を10分間加えることが電気設備の技術基準の解釈第15条に記載されています。
よって、直流試験電圧Vtdは
Vtd = 2 × Vt
= 2 × 10350
= 20700 [V]
となります。
よって、「直流20700Vの試験電圧を電路と大地との間に連続して10分間加える」が正解となります。
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02
正解は「4」です。
絶縁耐力試験に関する問題です。
絶縁耐力試験に関する条項は,以下の通りです。
◆電気設備技術基準の解釈【高圧又は特別高圧の電路の絶縁性能】第15条
・高圧又は特別高圧の電路は、 次の各号のいずれかに適合する絶縁性能を有すること。
1項.試験電圧を電路と大地との間に連続して10分間加えたとき、これに耐える性能を有すること。
2項.電線にケーブルを使用する交流の電路においては、試験電圧の2倍の直流電圧を電路と大地との間に連続して10分間加えたとき、これに 耐える性能を有すること。
・最大使用電圧が 7,000[V]以下の電路
a.交流の電路 最大使用電圧の1.5倍の交流電圧
b.直流の電路 最大使用電圧の1.5倍の直流電圧 又は1倍の交流電圧
◆使用電圧6,600[V],周波数50[Hz]の電路の絶縁耐力試験について
・50[Hz]と記述されていますので,交流となります。
・最大使用電圧は,使用(公称)電圧 × 1.15/1.1 となりますので,
*6,600 × 1.15/1.1 = 6,900[V]
・絶縁耐力試験で交流を使用する場合は,最大使用電圧の1.5倍となりますので
*6,900[V]× 1.5 = 10,350[V]
・絶縁耐力試験で直流を使用する場合は,交流試験電圧の2倍となりますので
*6,900[V]× 1.5 × 2 = 20,700[V]
よって,選択肢の中で該当するものは「4」になります。
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03
高圧ケーブルの絶縁耐力試験に関する問題です。
この問題のポイントは試験電圧として直流電圧と交流電圧を用いた時のそれぞれの規定の違いに気をつける事です。
まず問題の条件を整理していくと、「使用電圧6600V」、「周波数50Hz」の電路とありますが、これは電路に周波数成分が含まれている時点でこの高圧ケーブルは交流電路と読み解けます。さらに使用電圧が7000V以下となるので試験電圧は最大使用電圧の1.5倍の交流電圧となりますから、まずは使用電圧から最大使用使用電圧を求めていきたいと思います。
・最大使用電圧[V]=公称電圧×1.15‥①
上記①式より公称電圧は未知数となっているのでまずはそちらを以下のような形で求めていきます。
・公称電圧[V]=使用電圧×1/1.1‥②
上記②式に問題で与えられている条件を代入すると次のようになります。
・公称電圧[V]=6600×1/1.1=6000[V]
公称電圧が求まったので、①式を用いて最大使用電圧を求めます。
・最大使用電圧=6000×1.15=6900[V]
ここから交流電路の試験電圧の条件である最大使用電圧の1.5倍を乗じます。
・試験電圧=6900×1.5=10350[V]
よってこの高圧ケーブルには試験電圧、交流10350[V]を加えればよいのですが、各選択肢を見ていくと交流電圧ではなく、直流電圧となっております。
交流電路で用いる高圧ケーブルの試験電圧を直流で与える場合にもう一つ条件があり、それは「試験電圧の2倍の電圧を連続して10分間」加えた時に耐える性能を有する事となりますので、さらに直流試験電圧を求めていきます。
・直流試験電圧=10350×2=20700[V]
以上となり、下記選択肢から「試験電圧20700V」、「10分間」の条件に合う選択肢を選びましょう。
こちらが適切な解答となります。
電気主任技術者を目指される皆様にとっては、必須の知識となりますので必ず覚えておかなければいけません。この問題ではあまりなじみがない直流電圧を問われているので、若干ひっかけの要素はありますが学習されている方であれば落ち着いて取り組んだら理解できると思うので、繰り返しの学習で習得されることをお薦めいたします。
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