平成26年度 電験三種 解答・解説
解答一覧
理 論
理 論
電 力
電 力
機 械
機 械
理 論
電 力
機 械
法 規
法 規
法 規
問 1 問 2 問 3 問 4 問 5 問 6 問 7 問 8 問 9 問 10 問 11 問 12 問 13 問 14 問 15（a） 問 16（a） 問 17（a） 問 18（a） 4 5 5 1 3 3 5 5 5 5 4 4 4 2 4 3 1 1 1 2 4 2 （b） （b） （b） （b） 問 1 問 2 問 3 問 4 問 5 問 6 問 7 問 8 問 9 問 10 問 11 問 12 問 13 問 14 問 15（a） 問 16（a） 問 17（a） 1 1 5 1 5 3 2 5 3 4 2 5 5 2 4 4 2 3 4 3 （b） （b） （b） 問 1 問 2 問 3 問 4 問 5 問 6 問 7 問 8 問 9 問 10 問 11 問 12 問 13 問 14 問 15（a） 問 16（a） 問 17（a） 問 18（a） 4 4 1 3 1 2 1 5 1 2 2 1 3 3 3 3 4 2 2 3 5 1 （b） （b） （b） （b） 問 1 問 2 問 3 問 4 問 5 問 6 問 7 問 8 問 9 問 10 問 11（a） 問 12（a） 問 13（a） 5 5 3 3 4 2 3 1 2 1 4 3 3 4 2 1 （b） （b） （b）
理 論
Ａ問題（配点は 1 問当たり 5 点） 問 1 答(4)
解説 ① AP 間及び QB 間の静電容量を C1，C2とする。PQ 間は導体であるから同電位で静電容量は存在 しない。 ② C : : d S C d S C C 2 4 1 2 r r 1= f f0 2= f f0 ` 1 2= （ただし，S は極板面積） ③ 問題図は C1と C2のコンデンサの直列接続と考えられる。 コンデンサの直列接続の場合，電位差と静電容量は反比例する。 ④ AP 間及び QB 間の電位差を V1，V2とする。 ⑤ V V: : 2 :1 C C V V V V 1 1 3 2 3 1 1 2 1 2 1 0 2 0 ` = = = = ⑥ 導体の電位 =V V V 3 2 3 1 0- 0= 0 （又は，導体はＢよりV V 3 1 0 2= 電位が高いとも考えられる。） 問 2 答(5)
解説 静電誘導作用とは，帯電体 A に近い導体 B の端 c に A とは逆の電荷が表れ，A に遠い B の他端 dに A と同種の電荷が表れる。 問 3 答(5)
解説 電気回路と磁気回路の相間関係 電流 ↔ 磁束 起電力 ↔ 起磁力 電気抵抗 ↔ 磁気抵抗 問 4 答(1)
解説 ① 図 1 に，電流 Ixによる磁界と電流 Iyによる磁界を表示している。（アンペア右ネジの法則より） ② 両磁界が打ち消し合うのは第１象限と第 3 象限である。 ③ いま，第１象限において，Ixによる磁界の大きさは y I 2 x r ， Iyによる磁界の大きさは I x 2 y r解 答
平成 26 年度
④ 両磁界が打ち消し合うとき Iy I Iy Ix y I I x x 2 2 x x y y x y " ` r = r = = （第 3 象限でも同様） 問 5 答
(3)
解説 ① 重ね合わせの定理により解く。 ② 電源 20〔V〕のみが存在する時，各コンデンサは図 １のように帯電し，電圧が生じる。 ③ 電源 10〔V〕のみが存在する時，各コンデンサは図 2 のように帯電し，電圧が生じる。 ④ 図 1，2 は図 3，4 のように置き換えられる。 xI
による磁界 による磁界 による磁界 による磁界 による磁界 による磁界 図１ Iy Iy Iy Ix による磁界 による磁界 Iy Ix Ix Iy Ix x〔m〕 x〔m〕 x〔m〕 x〔m〕 y〔m〕 y〔m〕 y〔m〕 y〔m〕 20〔V〕 10〔V〕 10〔nF〕 10〔nF〕 20〔nF〕 + − − + − + a b 図１ a b 図２ V’3 V’2 V’1 10〔nF〕 10〔nF〕 20〔nF〕 + − − + − + V’’3 V’’2 V’’1⑤ 図 3 の 30〔nF〕は図１の ab 間より下の部分の合成容量 コンデンサの直列接続の場合，静電容量と電圧は逆比例するから 20 5 V V V V 10 30 10 ab= 2= 3= # + = l l
] g
（矢印右方向で b の方が a より 5〔V〕電位が高い） ⑥ 図 4 の 30〔nF〕は図 2 の ab 間より上の部分の合成容量 0 .5 V V V V 10 30 10 2 1 ab= 1 = 2 = # + = m m] g
（矢印左方向でａの方がｂより 2.5〔V〕電位が高い） ⑦ ⑤と⑥を重ね合わせると b の方が a より 2.5〔V〕電位が高い 問 6 答(3)
解説 ① 回路全体の合成抵坑は R= 10 m10 V]
]
Ag
g
=1000]
Xg
② R1と R2の部分の合成抵坑は 1000-200=800〔X〕で R R R R 800 1 2 1# 2 = + …… ① ③ 電流は抵抗に逆比例して流れる。 II 21 RR 12 2 1 2 1 ` = = …… ② ④ R1=2R2 の関係を①式に代入すると R2 =1200〔X〕=1.2〔kX〕が求められる。 問 7 答(5)
解説 ① 抵抗 15〔X〕に流れる電流を I とする。 ② 抵抗 10〔X〕に流れる電流は 1.5I となる。（電流は抵抗に反比例して流れる。） ③ したがって，抵抗 5〔X〕に流れる電流は I+1.5I =2.5I となる。 ④ 抵抗 5〔X〕で消費される電力を P1，15〔X〕で消費される電力を P2とすると ⑤ P1 : P2 = 5#(2.5I)2 : 15#I2 = 31.25 : 15≒ 2.08 : 1 ≒ 2.1 : 1 20〔V〕 10〔V〕 10〔nF〕 10〔nF〕 30〔nF〕 30〔nF〕 V’2 V’1 V’’3 V’’1 a b 図３ a b 図４問 8 答
(5)
解説 ① XL 2rfL 100r , XC 2 1fC 1001 C r r X X = =]
g
= =]
g
② R － L 回路に流れる電流 I A j V 100 100 L r = + o] g
C 回路に流れる電流 IoC=-j100rCV] g
A ③ したがって，電源を流れる電流 I・ は Io= 100+Vj100r+j100rCV 100 100 100 V j j C j C V j j C V j C V j 100 100 1 100 1 1 1 1 100 100 1 1 1 100 1 100 1 1 1 2 2 2 2 # r r r r r r r r r r r r = + + = + - + + = + + - + = + + d d]
d n ng
n ( ( ( ( 2 2 2 2 ④ 電流が最小になるのは虚数部が零になるときで，そのとき有効電流しか存在しないから力率は 1 となる。 問 9 答(5)
解説 ① 回路 A と回路 B を直列接続した回路の合成インダクタンスは 3L で合成静電容量は 0.5C である。 ② 各回路の共振周波数 f 2 LC Hz f LC Hz f L . C Hz 1 2 2 1 2 0 5 1 3 A B AB # r r r =]
g
=]
g
=]
g
③ 共振周波数の分母は2r 2LC22r 1 5. LC22r LCであるから fB1fAB1fA 問 10 答(5)
解説 直列回路のインピーダンス，電力等を用いた力率及び無効率は下記のように表される。 cos Z sin R S P Z S X Q i= = i= = 問 11 答(4)
解説 ① S1のみを閉じたとき，コンデンサは電源電圧 E で充電され，定常状態では電流が流れないので あるから t=t〔s〕でコンデンサの端子電圧も E となる。2② 次に，t=t〔s〕で S2 1を開放し S2を閉じたとき，コンデンサの端子電圧は E であるが，コンデン サは -E の電圧で充電されるから，その端子電圧は低下してゆき，定常状態では電流が流れない のであるからコンデンサの端子電圧も -E となる。 問 12 答
(4)
解説 定電圧ダイオードとは，ダイオードに加える逆電圧を大きくしていくと，降伏現象が起きる。この 降伏電圧付近では，ダイオードに流れる電流が変化しても電圧は，ほぼ一定に保たれるという性質を 利用したもの。 問 13 答(4)
解説 ① 非反転端子（+）の電圧は 5〔V〕であるから，反転端子（－）の電圧も 5〔V〕となる。 （注 オペアンプでは負帰還をかけると非反転端子と反転端子の電位は等しくなる） ② したがって，20〔kX〕の抵抗に流れる電流 I は I V 0.1 mA 20 5 20 5 3 in = - = - =]
g
③ 上記で求めた 0.1〔mA〕の電流は 10〔kX〕の抵抗を流れる。 （注 オペアンプの入力インピーダンスは非常に大きいので，反転端子に電流が流入しない。） ④ したがって， Vout=5 V]
g
+10 k]
Xg
#0.1 mA]
g
=6 V]
g
問 14 答(2)
解説 ① Δ結線の負荷抵抗の大きさを求める。線電流が 1.73〔A〕であるから相電流は 1〔A〕となる。 したがって，1〔A〕× R〔X〕＝ 200〔V〕 ∴ R ＝ 200〔X〕 ② 負荷での消費電力 =3I2R=3#12#200=600〔W〕 ＋ − inV
V
out 10〔kX〕 20〔kX〕 5〔V〕③ 電力計の電流コイルに流れる電流は IC，電圧コイルにかかる電圧は Vca ④ 電圧・電流の関係を表すベクトル図を描き I・ c，V ・ caの位相関係を調べる。 ・抵抗負荷であるから線間電圧と相電流は同相である。 ・線電流は相電流より位相が 30°遅れ，大きさは 1.73 倍である。 ・ I・c = I ・ ca-I ・ bcより I ・ cと V ・ caの位相差は 30°である。（図参照） ⑤ ∴電力計の指示値 I Voc$ ca$cos30c=I V$ $cos30c= 3 #200 23 =300
] g
W Ｂ問題（配点は 1 問題当たり (a) 5 点，(b) 5 点，計 10 点） 問 15 答 (a)…(4)
， (b)…(3)
解説 (a) ① 図のような回路の有効電力P I R R V R2 2 = = 無効電力 Q I XR2 VX 2 = = ② 題意より回路の有効電力 P =2250〔W〕，皮相電力 VI =300#12.5 =3750〔V・A〕 したがって，無効電力Q= 37502-22502=3000] g
var (b) ③ Q 3000 30 X V X V Q 3002 2 2 X = より = = =] g
問 16 答 (a)…(1)
， (b)…(1)
解説 (a) ① S を投入しないとき，負荷は Y 接続で１線と中性点間を描くと図１のような回路になる。問 15 の問題と同様に求められる。ただし，１線と中性点間の電圧は相電圧で V 3 200] g
となる。 bc V ca V 30 ab V c I bc I ca I bc I ab I -R X V R I IX三相電力 P W kW R V 3 3 1 3 200 40 000 40 2 2 # # = = = = e o
]
g
]
g
三相無効電力 Q var kvar X V 3 3 3 4 3 200 30 000 30 2 2 # # = = = = e o]
g
]
g
(b) ② 次に S を投入したとき，負荷コンデンサ回路を Y 接続に等価変換する。 Δ回路において静電容量 C の負荷は，Y 回路に変換すると静電容量が 3C になる。 そのときの容量性リアクタンスを XC〔X〕とする。 X 2 f C3 6 fC 1 1 C r r =] g
= ③ 誘導性リアクタンスを32] g
Xにしたときの三相無効電力 Q' は var kvar Q 3 3 2 3 200 60 000 60 2 # = = = l e o]
g
]
g
そのとき，コンデンサを接続しても無効電力が変化しなかったから，コンデンサの無効電力 QC は 30〔kvar〕と考えられる。QC =30〔kvar〕 ④ S 投入後の負荷１線と中性点間は図 2 のような回路になる。 ⑤ Q X V X Q V 3 3 3 30 000 3 200 3 4 c c c c 2 2 2 # ` # # = = = = e o ⑥ X F F fC C fX 6 1 6 1 6 50 3 4 1 796 800 c c " # # ] r r r n n = より = =]
g
]
g
となる。 問 17 答 (a)…(1)
， (b)…(2)
解説 (a) 題意より 2 物体間の電気力（吸引力） ＞ 重力 2 物体間の電気力 = r q q 4 A B 0 2 ` rf 重力＝ mBg r q q m g 4 A B B 0 2 ` 2 rf 3 200〔V〕 1〔X〕 3 4〔X〕 図１ 3 200〔V〕 1〔X〕 3 2〔X〕 図２ C 3(b) 物体Ｂを初速度 vbで放つのであるから，その物体が有するエネルギ―（仕事量）は 2 m v 1 B B2 導物体 B が吸引力によって A に近づく場合の仕事量は 電気力×距離 題意より r q q r m v r q q m v 4 2 1 4 2 1 A B B B A B B B 0 2 2 0 2 # 2 ` 2 rf rf 問 18 答 (a)…
(4)
， (b)…(2)
解説 (a) スイッチング周期を変えることによって，インダクタンスや静電容量の大きさが変わることはない。 (b) インダクタンス L〔H〕に流れる電流が Dt〔s〕間に DI〔A〕変化した時，L に生じる誘導起電力 DV〔V〕は e L t V I V V V =] g
問題図 2 よりVe= -E V0, Vt=TON, VI=VI1 T T E V L I I L E V ON ON 0 V 1 1 0 V V - = =]
-g
題意より出力電圧 V0のリプルは十分小さく，一定としているから時間と出力電流及び出力電圧は 下図のように表される。 E V0 1 I I2 2 1 I I = ON OFF ON ON T TOFF TON V〔V〕 I 〔A〕 平均出力電圧を V0とすると T T T T T T V V E E ON O ON ON ON FF OFF 0 0 # ` # + = + =]
g
電 力
問 1 答(1)
解説 調速機は，水車への流入水量を加減して水車の回転速度，出力を調整するためのもので，電力系統 への並列時に回転速度を調整して系統の周波数と一致させ，さらに系統に並列した後における 出力 や周波数変化の調整を行うとともに，事故等で負荷が急激に減少したり，並列が解けた場合には異常 な回転速度の 上昇 を抑え，速やかに平常状態に復帰させる機能が要求される。回転速度の検出と 作動方式により，機械式と電気 ( 電子 ) 式に分けられる。 衝動水車のペルトン水車は ニ一ドル弁 を動かしてノズルの断面積を変え，フランシス水車など の反動水車は ガイドベーン の開度を変え，水車の流入水量を調整する。 問 2 答(1)
解説 題意の図は T-s 線図で，Ａ→Ｂの過程は，給水が 給水ポンプによりボイラ圧力まで高められる断熱圧 縮の過程である。(1) が誤っている。 蒸気サイクルの基本であるランキンサイクルは， 図に示すような系統を循環し，その過程は T-s 線図 および P-v 線図で次のように表される。解 答
平成 26 年度
G A 水 給水ポンプ B C 飽和蒸気 ボ イ ラ 過 熱 器 過熱蒸気 D ター ビン E 復水器 エントロピー s 温 度 T A B D E C 等圧冷却（復水器） 断熱圧縮 （給水ポンプ） 等圧加熱（ボイラ） 断熱膨張 （タービン） 等圧過熱（過熱器） 体 積 v 圧 力 P A B D E 等圧加熱（ボイラ） 断熱膨張 （タービン） 等圧冷却（復水器） 断熱圧縮 （給水ポンプ） P-v 線図 T-s 線図問 3 答
(5)
解説 コンバインドサイクル発電はガスタービン発電と蒸気タービン発電を組み合わせた発電方式で，図 に示すように高温部にガスタービンを適用し，その排気エネルギーを排熱回収ボイラに導き，蒸気タ ービンを駆動して総合熱効率の向上を図っている。 高効率化の方法には，ガスタービンの入り口ガス温度を 高く （1100℃から 1500℃へ）することや， 空気圧縮機の出口と入り口の 圧力 比を増加させることにより，ガスタービンの出力増加を図っている。 このため，ガスタービン 耐熱 材料の開発、ガスタービンの蒸気冷却などの技術革新と同時に高 温燃焼に伴う 窒素酸化物 の低減が必要となる。 問 4 答(1)
解説 核分裂によって原子エネルギーを取り出せる物質には，ウラン、プルトニウム及びトリウムがある。 プルトニウムは，ウラン鉱石中にごく微量が存在するが、問題になる量ではなく，地球上にあるもの はすべて人工物とみてよい。（自然界には存在しないと見なせる）。 原子炉を運転すると，238U が中性子を吸収したり，電子を放出したりしてプルトニウムに転換さ れている。 問 5 答(5)
解説 回復充電は，停電によって蓄電池が放電した分を，速やかに充電して，次の異常時に備えなければ ならない。そこで回復充電では，充電装置の出力電圧を高くし，充電電流を大きくして行う。 → (5) が誤り 給水ポンプ 蒸気 蒸気タービン 復水器 空気 空気圧縮機 燃焼器 ガスタービン 発電機 燃料 排ガス 排熱回収ボイラ 給水 排熱回収方式コンバインドサイクル発電図に停電から回復充電を経て浮動充電 ( 充電器に負荷電力を供給できる容量を保持させ，負荷に電 力を供給しながら蓄電池の容量減少分を同時に充電する方法 ) に切り替わるパターンを示す。 問 6 答
(3)
解説 故障発生前の変電所の最大負荷を P〔MW〕とすると，故障時の供給体制は，次の式で表せる。 25 2 1.25 . . . . . . MW P P 0 95 0 9 0 9 25 2 1 25 0 95 65 97 # # # # # ] = =]
g
問 7 答(2)
解説 ・電圧降下率が 5〔%〕を超えない，線路の電圧降下の値 v〔V〕は， 6600 330 V v 100 5 # E =] g
・この線路の電圧降下 v は，線路の１線当たりの抵抗を R〔X〕，リアクタンスを X〔X〕，負荷電力の 最大値を P〔kW〕，遅れ力率を cosi とすると， . . . . . . . . . . Vcos sin cos sin
cos sin v I R X V P R X V RP XP P P P P P 3 3 3 6 6 0 45 2 0 25 2 0 85 1 0 85 6 6 0 9 0 31 6 6 1 21 r r 2 # # # i i i i i i = + = + = + = + -= + =
]
g
]
g
] g
となる。この値が 330〔V〕を超えない P の値は， . . 330 . . 1800 kW P P 6 6 1 21 1 21 330 6 6# E E =] g
→ 1799〔kW〕となる。 12 浮動充電 2.18〔V〕 2.18〔V〕 2.30〔V〕 停電 （放電） 定電流 定電圧 回復充電 浮動充電 タイマ駆動 放電電流 回復充電電流 浮動充電電流 浮動充電電流 0 24 36 〔時〕 蓄 電 池 電 圧 ﹁ 蓄 電 装 置 の 出 力 電 圧 ﹂ 充 電 電 流 放 電 電 流問 8 答
(5)
解説 送電線に直接落雷するとその膨大な電圧のため､ 各相の碍子連がすべてフラッシオーバしたり、２ 回線鉄塔では両回線事故になり､ また損傷も大きく再送電が不能になる場合もある｡ この対策として塔頂に架空地線を設置して送電線を遮へいし、鉄塔を通じて雷電圧を大地に放電し ている｡ 一般には１条布設し､ 遮へい角と呼ぶ架空地線の地上への垂線と架空地線と電線を結ぶ線の作る角 度を 45°程度以下にしている｡ 高電圧主要送電線では塔高も高く、また遮へい効果を上げるため２条 布設し､ 遮へい角を 15°以下にしている｡ 架空地線による遮へいが十分でも塔脚の接地抵抗が大きいと過大な鉄塔の電位上昇により､ 逆フラ ッシオーバが発生し雷異常電圧が送電線に進入する｡ このため鉄塔塔脚の接地抵抗を低減させる。電 力線への雷撃には効果はない。普通基礎の建設時に接地用アングルを埋め込み､ 塔体と接続している が、山岳地帯では接地抵抗が大きくなることがある｡ この場合に鉄塔から線路に平行または放射状に 4本程度の亜鉛めっき鉄線を深さ 30 ～ 40cm，こう長 40 ｍぐらい埋設する｡ これを埋設地線とう｡ 問 9 答(3)
解説 コロナ放電は，電線表面から外の電位の傾きは，電線の表面で最大となり，ある電圧 ( コロナ臨界 電圧 ) 以上になると空気の絶縁力が失われてジージーという低い音や薄白い光を発生するようにな る。この現象をコロナ放電という。 コロナ放電が起こると，コロナ損という電力損失の発生，消弧リアクトル接地系統での消弧不能， 通信線への誘導障害，電線の腐食，ラジオの受信障害などの影響が出るが，送電線路の異常電圧進行 波の波高値を減衰させる利点もある。 コロナ放電を防止する対策としては次のような方法がある ① 多導体方式は電線表面の電位傾度が低下し，コロナ臨界電圧が 15 ～ 20〔％〕上昇するため，コロ ナが発生しにくくなる。→ (3) が誤り ② がいし装置ヘシールドリングを取付ける。 問 10 答(4)
解説 地中ケーブルの布設方式には，直接埋設式，管路式および暗きょ式がある。 それぞれの特徴を次頁に示す。直接埋設式 管路式 暗きょ式 工事費・工期 小 大 非常に大 増設・引替え 困難 容易 最も容易 事 故 復 旧 困難 容易 容易 外 傷 被 害 受けやすい 比較的少ない 少ない 電 流 容 量 大 ( 熱放散良好 ) 小 ( 条数が多いほど ) 大 ( 熱放散良好 ) 管路式ではケーブルの接続を一般にマンホールで行うことから，布設設計や工事の自由度に制約を 生じる場合がある。 問 11 答
(2)
解説 配電用変電所の変圧器は Y －Δ結線で，高圧配電線は 非接地方式 が採用されている。 常時の対地電圧は， 3 線間電圧 であるが，１線地絡事故が発生すると，健全な他の 2 線の対地電圧は 線間電圧まで上昇（事故前の対地電圧の√3 倍）する。高圧配電系統に非接地方式が採用される理由は， １線地絡事故時には健全相の対地電圧が√3 倍の線間電圧まで上昇するが，電圧が低いので線路絶縁 等問題にならないのに対して，地絡電流は 数十アンペア 以下と小さく，通信線への 誘導障害 も 小さい。また，高低圧混触時の低圧線の電位上昇も小さいという利点がある。 問 12 答(5)
解説 平衡三相負荷（遅れ力率角 30°）電流 I〔A〕と単相3 負荷 ( 力率１) 電流 I〔A〕とは，ベクトル図に示す1 ように同位相となる。 線間電圧を V〔V〕とし，単相負荷を P〔kW〕，三1 相負荷を P〔kW〕とすると，3 ① 専用変圧器の容量 S3は， P3= 3 VI3cosiより 30 kV A cos S VI P 3 3 45 3 90 30 3 3 3 3 $ # c = = = = =]
g
土冠 （どかむり） ケーブル トラフ 川砂 道路面 管 ケーブル 管路 電力ケーブル 電話ケーブル 水道管 下水管 ガス管 a V b V c V Vab 30 30 ab V 30 c I b I a I 3 I 1 I② 共用変圧器の容量 S は，単相負荷容量 S1と三相負荷容量 S3の和となる。 kV A cos S P S 201 30 50 1 1 3 $ i = + = + =
]
g
問 13 答(5)
解説 配電線路用区分開閉器は，おもに作業停電などの停電範囲の縮小や高圧配電線路の事故時の事故区 間切離しを目的に使用するもので，現地で手動操作する「手動開閉器」と自動制御で、遠隔操作する「自 動開閉器」がある。→ (5) が誤っている。 また，消弧媒体で区別すると，気中開閉器，真空開閉器，ガス開閉器に分けられ，一般的には気中 形と真空形が使用されている。開閉器は一般的に三極構造で，定格電流は 100 ～ 600〔A〕程度である。 問 14 答(2)
解説 SF6ガスは，次のような特性を有しているため，ガス遮断器，ガス絶縁開閉装置 (GIS)，変圧器な どの電力用機器の絶縁材料や消弧媒体として多用されている。絶縁性が高い ( 同一圧力では空気の 2 ～ 5 倍，0.3 ～ 0.4〔MPa〕では絶縁油以上の絶縁耐力を有している。 ・無色，無臭，無毒・腐食性，爆発性，可燃性がない。 ・化学的に安定した不活性な気体→ (2) が誤っている。 ・価格もあまり高価でない。 ・比重は空気に対して約 5 倍と大きい。 ・アークの消弧能力は空気よりも高い。 しかし SF6ガス中に水分があるとこれらの生成物と反応して絶縁物や金属を劣化させる原因とな り，また，SF6ガスはオゾン層を破壊させる原因となるため機器の点検時には SF6ガスの回収を確実 に行うなどの対策が必要である。 問 15 答 (a)…(4)
， (b)…(4)
解説 (a) Ａ点の流量（ぺルトン水車の流量）は，連続の定理 Q=Av より， 0.6 5.3 6 m s Q=Av=rr v2 =r# 2# ]]
3g
(b) 有効落差 H〔m〕は，ベルヌーイの定理から， . . . 307.5 m H g P g v 2 1000 9 8 3000 10 2 9 8 5 3 2 3 2 # # # ] t = + = +] g
水車出力 P は，P=9.8QHht=9.8 6 307.5 0.885# # # ]16000 kW
] g
問 16 答 (a)…(2)
， (b)…(3)
解説 (a) 3 線一括して測定した時の等価回路は，図のようになる。 ここで，Y は 1 相のアドミタンス〔S〕，V は線間電圧〔V〕，ICは 全充電電流〔A〕を表す。 Y V I 3 3 c # = より， 115 1.01 10 S 1.00 ms Y V I 3 3 3 66000 3 c 3 # # ] # ] = = -]
g
]
g
(b) １線地絡時の等価回路から，地絡電流 Igが零になるのは，IL=ICのときで， 3 333 L V Y V L Y 3 3 3 1 3 1 10 1 3 1000 3 # # ] ~ = ~ = = - =] g
X 問 17 答 (a)…(4)
， (b)…(3)
解説 (a) 定格出力を P〔kW〕，石炭の消費量を B〔kg/h〕，発熱量を H〔kJ/kg〕とすると，発電端熱効率ηは， HB P 3600 h= で表される。これより，石炭の消費量は， 00 . 3600 00 10 kg/h t/h B 3600H P 280 200 100 36 3 2028 3 200028 # # # # h = = =]
g
=]
g
1 日 24 時間運転したときの消費量は， B 24 24 1714 t 28 2000 # = # ]] g
となる。 (b) 1 日の炭素 C の消費量は，C=1714#0.7=1199.8〔t〕C+O2→ CO2より C の原子量 =12 O の原子量 =16 で，CO2=12+16#2=44の関係から C の
12に対し CO2が 44 発生する。 したがって，１日の炭素消費量から， Y Y Y 3 V C I Y 3 3 V C I L I g I L 有効落差H 〔m〕 上水槽 水圧鉄管 A点 発電機 ペルトン水車
機 械
問 1 答(4)
解説 直流分巻電動機は界磁回路と電機子回路とが並列に接続されており，端子電圧及び界磁抵抗を一定 にすれば，界磁磁束は一定である。機械的負荷が増加すると，電機子電流が増加し回転数はわずかに 減少するが，ほぼ一定に保たれる。また直流分巻電動機の界磁磁束を一定にして運転した場合，電機 子反作用等を無視すると，トルクは電機子電流にほぼ比例する。 直流直巻電動機は界磁回路と電機子回路とが直列に接続されており，界磁磁束は負荷電流によって 作られる。界磁磁束は負荷電流にほぼ比例し，トルクは負荷電流の 2 乗にほぼ比例する。 問 2 答(4)
解説 直流他励発電機のときの負荷電流 I〔A〕は，出力 P=20〔kW〕で端子電圧が V=100〔V〕より，g I V 200 A P 100 20 10 g 3 # = = =] g
誘導起電力 E〔V〕は，電機子回路の抵抗が rg a=0.05〔X〕より， Eg= +V r Ia g=100 0.05 200+ # =110 V] g
直流他励電動機にして回転数が Nm=1200〔min－１〕のときの逆起電力 Em〔V〕は，界磁電圧が同じ で磁束φ〔Wb〕 および比例定数 K が発電機のときと同じだから， EE K NK N NN g m g m g m z z = = から E 110 88 V N N E 1500 1200 m g m g # = = =] g
電動機のときの負荷電流 Im〔A〕は，V=Em＋ raI mから， . 240 A I r V E 0 05 100 88 m a m = - = - =] g
問 3 答(1)
解説 三相かご形誘導電動機は，定格負荷時の効率を高めるため二次抵抗値は小さく設定されている。滑 り周波数が大きい始動時には，かご形回転子の導体電流密度が不均一となるような導体構造，たとえ ば深溝形にして始動トルクを大きくする。 定格負荷時は，無負荷時より回転数が若干低下するが，その差は小さく，このことから三相かご形 誘導電動機は定速度電動機と言われる。解 答
平成 26 年度
問 4 答
(3)
解説 定格電圧 V〔V〕，定格周波数 f1 1〔Hz〕の定格運転のとき，二次抵抗 r〔X〕以外を省略して，滑りを2 s1とすると，電流 I1=100〔A〕の記号式は次のようになる。 I r s s r V s r V 1 3 3 1 2 1 1 2 1 1 2 1 = + -= この定格運転時のトルク T1〔N･m〕の記号式は，極数を p として， N m T P N s I s s r f s r s V s s r f r pV s p 2 60 1 3 1 2 12060 1 3 3 1 4 s 1 1 1 1 12 1 1 2 1 1 2 1 1 2 1 1 2 1 2 12 1 $ # $ $ $ $ ~ r r r = = -= -=]
]
eg
g
o]
g
10％下げた電圧 V2=0.9V〔V〕と周波数 f1 2=0.9f〔Hz〕のときのトルク T1 〔N･m〕の記号式は，滑り2 を s2として， 3 . . . N m T P N s I s s r f s r s V s f r pV s f p V f r pV s p s r r s 2 60 1 3 1 2 60 120 1 3 4 4 0 9 0 9 4 0 9 1 s 2 2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 2 2 $ # $ $ $ $ ~ r r r r r = = -= -= = =-]
]
e]
]
g
g
og
g
]
g
トルク一定負荷であるから，T1=T2から滑り s1と s2の関係は，0.9s2=s1になる。 電圧 V2=0.9V〔V〕 ，周波数 f1 2=0.9 f〔Hz〕のときの電流 I1 〔A〕 は，2 . . 100 A I r s s r V s r V s r V s r V I 1 3 3 0 9 0 9 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 = + -= = = = =] g
問 5 答(1)
解説 力率 1 の電機子電流が流れている場合の電機子反作用を示す問題図 1 において，電機子電流による 磁束は，図の各磁極の右側では界磁電流により磁束を減少させ，反対側では増加させる交差磁化作用 が起きる。 遅れ力率 i の電機子電流が流れた場合，磁極と電機子電流との関係は問題図 2A のようになる。こ のとき，N 及び S 両磁極の磁束はいずれも減少する。 進み力率 i の電機子電流のときには，遅れ力率 i のときとは逆になる。 電機子反作用によるこれらの作用は，等価回路において電機子回路に直列に接続されたリアクタン スとして扱うことができる。 問 6 答(2)
解説って電圧 V 及び周波数 f を同時に変化させるインバータで運転したときの磁束，トルクの特性を明 らかにすることができる。 問題図のような T 形等価回路において，始動電流が定格電流と同じだけ流れると，一次抵抗によ る電圧降下の一次電圧に対する比率が定格時よりも大きくなるので，磁束が減少し，発生トルクが減 少することが明らかである。 誘導電動機を定格周波数，定格電圧で運転するとき，電圧降下による計算誤差が小さく，計算が簡 単になるので，励磁回路を図の左端の端子側に移した簡易等価回路を使う。 問 7 答
(1)
解説 一次側換算の等価回路 一次側換算の絶対値表示等価回路は図のようになり，この等価回路から以下のことが明らかである。 二次電圧を一次側に換算したものは， Vo2l=a V$o2 ← ( ア ) 二次電流を一次側に換算したものは， I a I 1 2l= $ 2 o o ← ( イ ) 二次抵抗を一次側に換算したものは， r2l=a r2$ 2 ← ( ウ ) 二次漏れリアクタンスを一次側に換算したものは，x2l=a2$x2 ← ( エ ) 負荷インピーダンスを一次側に換算したものは，ZoLl=a2$ZoL ← ( オ ) 問 8 答(5)
解説 百分率抵抗降下 p〔％〕 は，二次側換算抵抗が r21=1.0#10-3〔X〕，定格二次電圧が V2n=100〔V〕， 定格二次電流が I2n=1〔kA〕より， 100 . 100 1 % p V r I 100 1 0 10 1 10 n n 2 21# 2 3 3 # # # # # = = =-] g
百分率リアクタンス降下 q〔％〕 は，二次側換算リアクタンスが x21=3.0× 10-3〔X〕より， 100 . 100 % V r I q 100 0 10 1 10 3 3 n n 2 21# 2 3 3 # # # # # = = =-] g
負荷の力率が遅れの cosi=0.8 のとき，電圧変動率 f〔％〕は， 1 0.8 3 . 2.6 % cos sin p q # # 1 0 82 f= i+ i= + - =] g
V1 I1 I2 Ig Ib I0 r1 x1 a2r2 a2x2 a2ZL g b a 1 aV2問 9 答
(1)
解説 他励直流電動機の速度制御には，界磁回路の直流電流を増減する方法のほかに，電機子回路に印加 する直流電圧を増減する方法がある。これは，磁束一定の条件で，誘導起電力が回転数に比例してい る特性を利用したものである。 誘導電動機の速度制御には，一次電圧制御や，巻線形誘導電動機の二次抵抗による比例推移を利用 する方法がある。しかし，滑りを利用する方法は，速度が定格速度に比べて低くなるほど二次効率が 低下するので，巻線形誘導電動機の二次励磁という制御は，二次回路に電力変換器を接続して二次抵 抗損に相当する電力を交流電源に返還する。 問 10 答(2)
解説 問題図 1 の単相半波ダイオード整流回路のスイッチ S を開いて運転したときに，負荷力率に応じ て負荷電圧 edの波形は問題図 2 の波形 1 のようになり，負荷電流 idの波形は問題図 2 の波形 5 のよ うになる。 スイッチ S を閉じ，環流ダイオードを接続して運転したときには，負荷電圧 edの波形は問題図 2 の波形 2 のようになり，負荷電流の流れる期間は，スイッチ S を開いて運転したときよりも長くなる。 問 11 答(2)
解説 市販されている電子レンジには，主に数 GHz の電磁波が使われている。この電磁波が電子レンジ の加熱室に入れた被加熱物に照射されると，被加熱物は主に電磁波の交番電界によって被加熱物自体 に生じる誘電損によって被加熱物自体が発熱し加熱される。被加熱物が効率よく発熱するためには， 被加熱物は水などの有極性分子を含む必要がある。また，一般に，誘電損は電磁波の周波数に比例し， 被加熱物への電磁波の浸透深さは電磁波の周波数が高いほど小さくなる。 問 12 答(1)
解説 燃料電池には固体高分子形やりん酸形があり，固体高分子形燃料電池は 80 ～ 100℃程度で動作し， 家庭用などに使われている。燃料には都市ガスなどが使われ，改質器を通して水素を発生させ，水素 は燃料極へと導かれる。燃料極において水素は電子を放出して水素イオンとなり，電解質の中へ浸透 し，空気極において電子を受け取って酸素と結合し，水が生成される。放出された電子が電流として 負荷に流れることで直流電源として動作する。また，発電時には発熱反応が起きる。問 13 答
(3)
解説 測定した電気炉内の温度と設定温度とを比較し，ヒータの発熱量を電力制御回路で調節して，電気 炉内の温度を一定に保つ制御はフィードバック制御である。 問 14 答(3)
解説 ① プログラムがスタートして，まず最初のステップ S1 で，10 を A，2 を B と定義する。 ② 次のステップ S2 では，ステップ S1 で A=10， B=2 と定義したものの A+B=10+2=12 を計 算し，結果を A=12 と定義する。 ③ 次のステップ S3 では，A が 40 以上かどうかを判断し，A=12 で 40 以下であるからステップ S4に進む。 ④ ステップ S4 では，ステップ S1 で定義された B=2 の B2+1を計算し，B2+1=22＋ 1=5 を新 たに B=5 と定義する。 ⑤ 次いでステップ S2 に戻り，A+B を計算し，A+B=12 ＋ 5=17 であるから，この 17 が今後は A=17と定義される。 ⑥ ステップ S3 では，A=17 が 40 以上かどうかを判断し，40 以下であるからまたステップ S4 に進む。 ⑦ ステップ S4 では，最新に定義された B=5 の，B2+1を計算し，B2+1=52+1=26を新たに B=26と定義してステップ S2 に戻る。⑧ ステップ S2 では，A=17，B=26 と定義されている A+B を計算し，A+B=17 ＋ 26=43 が今 度は A=43 と定義される。 ⑨ ステップ S3 では，A が 40 以上であるかどうかを判断し，A=43 は 40 以上であるからステップ S5に進む。 ⑩ ステップ S5 で，A=43，B=26 をプリントアウトしてプログラムは終了する。 終了 A：40 A，B を印字 B2+1→B A+B→A 10→A 2→B 開始 S1 S2 S4 S5 S3 ≦ >
問 15 答 (a)…
(3)
， (b)…(3)
解説 (a) 三相同期電動機の機械出力 P〔W〕は，端子の相電圧がV V 3 400 =] g
，電機子電流が IM=200〔A〕， 力率が cosi=1 より， W 200 1 138 564 cos p 3 V I 3 3 3 3 M 400 $ $ $ i # # # # = = =] g
周波数が f=60〔Hz〕 ，極数が p=4〔極〕の同期速度 n〔mins -1〕は， 1 800 min n p f 120 4 120 60 1 s # = = =]
-g
同期電動機のトルク T〔N・m〕 は，P=~T より， 1 800 735 N m T p n p 2 60 2 60 138 564 s # $ ] ~ r r = = =]
g
(b) 電機子電流が IM1〔A〕 は，力率が cosi= 2 3 に変化しているから A 231 cos I I 2 3 200 M1 M ] i = =] g
リアクタンス降下電圧 xsIM1〔V〕は， 1.00 231 231 V x Is M1= # =] g
1 相の誘導起電力 E〔V〕 は問題のベクトル図より， V 400 cos sin E E V x I x I 3 400 231 2 1 231 2 3 s M s M1 2 1 2 2 # # ] i i = = + = + + + o]
]
e eg
g
o o] g
問 16 答 (a)…(4)
， (b)…(2)
解説 (a) 周波数 f=500〔Hz〕の 1 周期の時間 T〔ms〕は， 2 10 2 ms T f 1 500 1 # 3 = = = - =] g
1 周期の中で Q1がオンになっている時間 t〔ms〕 は，電圧の平均値が V1 1=150〔V〕，電源電圧が E =200〔V〕より， V T t E 1= 1 から， t E 2 1.5 ms V T 200150 1= 1 = # =] g
(b) 1 周期の時間 T=2〔ms〕からオン時間 t2=0.4〔ms〕を引いた Q2のオフ時間に直流機から電源に電流 が流れるので，E(T-t2) =VTの関係が成立する。したがって，直流機の電機子電圧 V〔V〕 は， . 200 160 V V= T t- 2E= 2 0 4- # =] g
問 17 答 (a)…
(2)
， (b)…(3)
解説 (a) 球形光源直下の床面の水平面照度 Eh〔lx〕は，全光束 F=12000〔lm〕を，高さ h=3〔m〕を半径とす る球の面積 S〔m1 2〕で割って， 106 lx E S F h F 4 4 3 12 000 h 1 2 # 2 ] r r = = =] g
（b） 球形光源の光度 I〔cd〕は，全光束が F=12000〔lm〕で立体角が ~=4r〔sr〕より， 955 cd I F 4 12 000 ] ~ r = =] g
輝度 L〔cd/m2〕は，直径が d=0.3〔m〕より球形光源の投影面積を S 2 〔m2〕として . 13 500 cd m L S I d I kd I 2 4 0 3 4 955 2 2 2 2 2 # # ] r r = = = = d n]
g
問 18 答 (a)…(5)
， (b)…(1)
解説 (a) 論理回路 D は，NAND 回路で，出力 (CBA) が 2 進数でカウンタの最大数 (5)10=(101)2になった後， 次のクロック入力のによって出力 (CBA) を (0)10=(000)2にする。 (b) クロック入力によって 6 個のパルスが入力され，このカウンタは負論理であるから 6 個目のパルス のハイレベルからローレベル変化するとき， FFl の Q 出力は 1 から 0 へ変化する。また FFl の Q 出 力は 1 から 0 へ変化は， FF2 を 0 から 1 に変化させる。図の a 時点で FF2，及び FF3 の Q 出力はと もに 1 である。これら二つの 1 はは論理回路 D に入力され，論理積否定され 0 となる。この 0 は三 つの JK フリップフロップの CLR 入力端子に入って，b 時点において，クリアされる。 a 時点から b 時点までの FF2 の Q に現れるパルスは，パルス幅が非常に狭いため，カウンタの出 力 1 としてはカウントされない。クロック入力のパルス 6 が 1 から 0 に変化する時刻と，FF2 及び FF3が最終的に b 時点でクリアされる時刻とには時間遅れが生じている。これは論理回路 D とフリ ップフロップの入出力における信号の伝搬遅れによる。
法 規
問 1 答(5)
解説 電気事業法施行規則第 1 条「定義」の 2 項「送電線路」3 項「配電線路」からの出題である。 「送電線路」とは，発電所相互間，変電所相互間又は発電所と 変電所 との間の 電線路 （専ら通 信の用に供するものを除く。以下同じ。）及びこれに附属する 開閉所 その他の電気工作物をいう。 「配電線路」とは，発電所，変電所若しくは送電線路と 需要設備 との間又は 需要設備 相互間 の 電線路 及びこれに附属する 開閉所 その他の電気工作物をいう。 問 2 答(5)
解説 電気関係報告規則第 5 条（自家用電気工作物を設置する者の発電所の出力の変更等の報告）で，自家 用電気工作物（原子力発電工作物を除く。）を設置する者は，次の場合，遅滞なく，その旨を当該自家 用電気工作物の設置の場所を管轄する産業保安監督部長に報告しなければならない。 1. 発電所若しくは変電所の 出力 又は送電線路若しくは配電線路の 電圧 を変更した場合 2. 発電所，変電所その他の自家用電気工作物を設置する事業場又は送電線路若しくは電線路を 廃止 した場合 問 3 答(3)
解説 電気工事士法は，一般用電気工作物及び最大電力 500〔kW〕未満の自家用電気工作物の電気工事の 作業に従事する者の資格および義務を定めることによって電気工事の欠陥による災害の発生の防止に 寄与することを目的としている。電気工事士の資格と電気工事の範囲は表のように定められている。 第二種電気工事士 一般用電気工作物の工事 第一種電気工事士 最大電力 500〔kW〕未満の自家用電気工作物の需要設備 ( 特殊電気工事を除く ) および，一般用 電気工作物の工事 ) 特種電気工事資格者 ネオン工事 最大電力 500〔kW〕未満の需要設備のネオン工事 非常用予備発電工事 最大電力 500〔kW〕未満の非常予備発電装置工事 認定電気工事従事者 最大電力 500〔kW〕未満の需要設備の電線路を除いた電圧 600〔V〕以下の電気工事 (3)の非常用予備発電装置工事に係る特種電気工事資格者は，この商業ビルの非常用予備発電装置以 外の電気工作物を変更する電気工事の作業に従事することはできない。解 答
平成 26 年度
問 4 答
(3)
解説 電気工事業の業務の適正化に関する法律第 2 条（定義），第 3 条（登録）からの出題である。 第 2 条 1項 この法律において「電気工事」とは，電気工事士法に規定する電気工事をいう。 2項 「電気工事業」とは，電気工事を行なう事業をいう。 3項 「 登録 電気工事業者」とは第 3 条第１項又は第 3 項の登録を受けた者を，「通知電気工事業者」 とは第 17 条の 2 第１項の規定による通知をした者を，「電気工事業者」とは登録電気工事業者及 び通知電気工事業者をいう。 5項 「自家用電気工作物」とは電気工事士法第 2 項に規定する自家用電気工作物をいう。 第 3 条 電気工事業を営もうとする者は，二以上の都道府県の区域内に営業所を設置してその事業を営もう とするときは経済産業大臣の，一の都道府県の区域内にのみ営業所を設置してその事業を営もうとす るときは当該営業所の所在地を管轄する 都道府県知事 の 登録 を受けなければならない。 問 5 答(4)
解説 電気事業法第 26 条 ( 電及び周波数 ) に，電気事業者 ( 卸電気事業者および特定規模電気事業者を 除く ) は，その供給する電気の電圧および周波数の値を経済産業省令で定める値に維持するように努 めなければならないと規定している。具体的には，電気事業法施行規則第 44 条 ( 電圧及び周波数の 値 ) に，その電気を供給する場所において次のようにその値を定めている。 標準電圧 維持すべき値 100〔V〕 101〔V〕の上下 6〔V〕を超えない値 200〔V〕 202〔V〕の上下 20〔V〕を超えない値 電気設備技術基準では，電気を供給する電気工作物の重要なものには電圧の高いものが多いことや， 電圧が高くなれば危険性も増大するために，次の表に示す種別を設け，電圧の区分により施設規制を 行っている。 低圧 高圧 特別高圧 交 流 600〔V〕以下 600〔V〕を超え 7000〔V〕以下 7000〔V〕を超えるもの 直 流 750〔V〕以下 750〔V〕を超え 7000〔V〕以下 周波数の値については，その者が供給する電気の 標準周波数に等しい値とする。問 6 答
(2)
解説 電気設備技術基準第 58 条（低圧の電路の絶縁性能）において，次のように規定している。 電気使用場所における使用電圧が低圧の電路の電線相互間及び 電路 と大地との間の絶縁抵抗は， 開閉器又は 過電流遮断器 で区切ることのできる電路ごとに，下表の左欄に掲げる電路の使用電圧 の区分に応じ，それぞれ同表の絶縁抵抗値以上でなければならない。 電路の使用電圧の区分 絶縁抵抗値 300〔V〕以下 対地電圧（接地式電路においては電線と大地 との間の電圧，非接地式電路においては電線間 の電圧をいう。）が 150〔V〕以下の場合 0.1〔M Ω〕 その他の場合 0.2〔M Ω〕 300〔V〕を超えるもの 0.4〔M Ω〕 問 7 答(3)
解説 電気設備技術基準の解釈第 1 条（用語の定義）からの出題 第 36 項 接触防護措置 次のいずれかに適合するように施設することをいう。 イ 設備を，屋内にあっては床上 2.3 m 以上，屋外にあっては地表上 2.5 m 以上の高さに , かつ， 人が通る場所から手を伸ばしても触れることのない範囲に施設すること。 ロ 設備に人が接近又は接触しないよう，さく，へい等を設け，又は設備を 金属管 に収める等 の防護措置を施すこと。 第 37 項 簡易接触防護措置 次のいずれかに適合するように施設することをいう。 イ 設備を，屋内にあっては床上 1.8 m 以上，屋外にあっては地表上 2 m 以上の高さに，かつ， 人が通る場所から容易に触れることのない範囲に施設すること。 ロ 設備に人が接近又は接触しないよう，さく，へい等を設け，又は設備を 金属管 に収める等 の防護措置を施すこと。 問 8 答(1)
解説 絶縁油の劣化の程度を把握するために行う保守・点検時の絶縁油の試験には， 絶縁耐力 試験と 酸価度試験が一般に実施されている。 絶縁油，特に変圧器油は使用中に次第に劣化して酸価が上がり 抵抗率 や耐圧が下がるなどの諸 ＊ 絶縁抵抗測定が困難な場合には，解釈第 14 条で電路の使用電圧の区分に応じて， そ れぞれ漏洩電流を 1〔mA〕以下に保つことを定めている。性能が低下し、ついには泥状のスラッジができるようになる。変圧器油の劣化の主原因は，油と接触 する 空気 が油中に溶け込み，その中の酸素による酸化であって，この酸化反応は変圧器の運転に よる 温度 上昇によって特に促進される。 ここで，絶縁油の酸価度とは , 油 1〔g〕中に含まれる酸性成分を中和するのに要する水酸化カリウ ムのミリグラム数〔mgKOH/g〕で表す。高圧受電設備規程では，使用中の油について，0.2〔mgKOH/ g〕以下は良好，0.4〔mgKOH/g〕以上は取替が必要と判定している。 問 9 答
(2)
解説 電気設備技術基準の解釈第 111 条（高圧屋側電線路の施設） 第 2 項 高圧屋側電線路は，次の各号により施設すること。 a. 展開した 場所に施設すること。 b. 電線は， ケーブル であること。 c. ケーブル には，接触防護措置を施すこと。 d. ケーブル を造営材の側面又は下面に沿って取り付ける場合は，ケーブルの支持点間の距離 を 2 m（垂直に取り付ける場合は， 6 m）以下とし，かつ，その被覆を損傷しないように取 り付けること。 問 10 答(1)
解説 電気設備技術基準の解釈第 148 条（低圧幹線の施設）第 5 項から１. ( ア )( イ )( ウ ) の出題である。 「当該低圧幹線を保護する過電流遮断器」は、その定格電流が、当該低圧幹線の許容電流以下のも のであること。ただし , 低圧幹線に電動機等が接続される場合の定格電流は、次のいずれかによるこ とができる。 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 下であること。 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 倍した値以下であること。 ハ 当該低圧幹線の許容電流が 100A を超える場合であって、上記イ又はロの規定による値が過電 流遮断器の標準定格に該当しないときは、上記イ又はロの規定による値の 直近上位 の標準 定格であること。 2．保護協調曲線の各特性は図に示すように③が電線の許容電流時間特性を表している。 ①と②曲線が③の電源配線の電線許容電流時間特性の下側にあることが必要である。① 過負荷継電器の動作特性 ② MCCB の動作特性 ③ 電線の許容電流時間特性 電動機の許容電流時間特性 電流 時 間 電動機電流 問 11 答 (a)…
(4)
， (b)…(3)
解説 電気設備技術基準の解釈 第 58 条 ( 架空電線路の強度検討に用いる荷重 ) で，氷雪の多い地方のうち， 海岸地その他の低温季に最大風圧を生じる地点では，高温季においては甲種風圧荷重，低温季におい ては「甲種風圧荷重又は乙種風圧荷重のいずれか大きいもの」を適用すると規定されている。 (a) 高温季：甲種風圧荷重を適用する。 電線 1〔m〕当たりの垂直投影面積 S〔m2〕は， S=10 10# -3#1=10 10# -3] g
m2 甲種風圧荷重 F〔N〕は , F=S]
m2g
#980]
N m2g
=10 10# -3#980=9.8]
Ng
(b) 低温季：甲種風圧荷重又は乙種風圧荷重 のいずれか大きいものを適用するので，乙 種風圧荷重を算出する。 電線 1〔m〕当たりの垂直投影面積 S'〔m2〕 は，電線に厚さ 6〔mm〕の氷雪が付着した 状態であるから， Sl=]
10 6 2+ # #g
10-3#1=22 10# -3] g
m2 乙種風圧荷重 F'〔N〕は， Fl=Sl]
m2g
#490 N m]
2g
=22 10# -3#490=10.78]
Ng
2〔mm〕 L 垂 直 投 影 面 積 S D ＝ 10〔mm〕 ＝1〔m〕 2〔mm〕 D ＝ 22〔mm〕 L ＝1〔m〕 2〔mm〕 2〔mm〕 6〔mm〕 垂 直 投 影 面 積 S問 12 答 (a)…
