第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和6年度(2024年)上期
問80 (法規 問13(b))
問題文
ただし、次の条件によるものとする。
(ア)変圧器の高圧側の電路の1線地絡電流は5Aで、B種接地工事の接地抵抗値は「電気設備技術基準の解釈」で許容されている最高限度の1/3に維持されている。
(イ)変圧器の高圧側の電路と低圧側の電路との混触時に低圧電路の対地電圧が150Vを超えた場合に、0.8秒で高圧電路を自動的に遮断する装置が設けられている。
空調機に地絡事故が発生した場合、空調機の金属製外箱に触れた人体に流れる電流を10mA以下としたい。このための空調機の金属製外箱に施すD種接地工事の接地抵抗値[Ω]の上限値として、最も近いのは次のうちどれか。
ただし、人体の電気抵抗値は6000Ωとする。
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問題
第三種電気主任技術者(電験三種)試験 令和6年度(2024年)上期 問80(法規 問13(b)) (訂正依頼・報告はこちら)
ただし、次の条件によるものとする。
(ア)変圧器の高圧側の電路の1線地絡電流は5Aで、B種接地工事の接地抵抗値は「電気設備技術基準の解釈」で許容されている最高限度の1/3に維持されている。
(イ)変圧器の高圧側の電路と低圧側の電路との混触時に低圧電路の対地電圧が150Vを超えた場合に、0.8秒で高圧電路を自動的に遮断する装置が設けられている。
空調機に地絡事故が発生した場合、空調機の金属製外箱に触れた人体に流れる電流を10mA以下としたい。このための空調機の金属製外箱に施すD種接地工事の接地抵抗値[Ω]の上限値として、最も近いのは次のうちどれか。
ただし、人体の電気抵抗値は6000Ωとする。
- 10
- 15
- 20
- 30
- 60
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この過去問の解説 (2件)
01
人体に流れる電流の条件を確認します。
空調機の金属製外箱に触れた際、人体に流れる電流が10mA以下に抑えられる必要があります。
このため、人体抵抗値と接地抵抗値の合計に基づいて接地抵抗を計算します。
計算式を確認します。
接地抵抗 R の上限値を求める式は以下の通りです。
R=I・Rh/1–I
ここで、I:最大許容電流(10mA=0.01A)Rh:人体抵抗値(6000Ω)で計算します。
R=0.01・6000/1–0.01=60/0.99≈60.6Ω
最も近い選択肢は 60Ω です。
この選択肢は誤りです。
この選択肢は誤りです。
この選択肢は誤りです。
この選択肢は誤りです。
この選択肢は正しいです。
接地抵抗は、人体に流れる電流を制限するための重要な要素です。
人体の抵抗値と最大許容電流の関係から、接地抵抗値を計算します。
この問題では、安全基準を満たすためにD種接地工事の上限値を正確に設定する必要があります。
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02
この問題は、低圧電路に施設された空調機の金属製外箱の感電防止に関する計算問題です。
金属製外箱の対地電圧をVとします。
人体に流れる電流を10mA (0.01A)以下に抑えたいという条件と、人体の電気抵抗値Rが6000Ωであることから、0.01≥V/Rが成立します。
0.01[A]≥V/6000[Ω]
よって、
V≤60[V]・・・(*)
空調機の内部で地絡事故が発生すると、100Vの電路から地絡電流Iが流れます。
地絡電流Iは、電路電圧100Vを回路の全抵抗で割ったものです。
全抵抗はB種接地抵抗RBとD種接地抵抗RDの和であるので、
I=100/(RB+RD)
よって、金属製外箱の対地電圧Vは、
V=I x RD=100/(RB+RD) x RD
式(*)より、
V=100/(RB+RD) x RD≤60
これに前問で求めたB種接地抵抗RB=40[Ω]を代入して、
100/(40+RD) x RD≤60
よって、
RD≤60[Ω]
地絡事故時の接触電圧は、地絡電流と機器の接地抵抗の積であること、地絡電流は電路電圧、機器の接地抵抗を含む全体のインピーダンスで決まることを理解しておきましょう。
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