構内電気設備

解答正解 1

主遮断装置の形式は、遮断器（CB）を用いるCB形と、高圧限流ヒューズ（PF）と高圧交流負荷開閉器（LBS）とを組み合わせるPF・S形の2種類である。PF・S形の「PF」がヒューズ、「S」が開閉器を表すと理解しておくと、CB形との取り違えを防げる。JIS C 4620は公称電圧6.6kV、受電設備容量4 000kV・A以下のキュービクルを対象とする。

解答正解 2

必要なコンデンサ容量は、改善前後の無効電力の差 Qc＝P（tanθ₁－tanθ₂）で求める。力率0.6のとき tanθ₁＝0.8/0.6、力率0.8のとき tanθ₂＝0.6/0.8 であるから、Qc＝60×(0.8/0.6－0.6/0.8)＝80－45＝35kvarとなる。皮相電力の差（100－75＝25kV・A）と混同しやすいが、コンデンサが補償するのは無効電力であって皮相電力ではない。

解答正解 4

保護協調は、事故が発生した回路の負荷側（事故点に最も近い）の保護装置が先に動作し、電源側の保護装置は後から動作するよう動作時間を整定して、健全回路の停電範囲を最小に抑える考え方である。「電源側が先に動作する」と整定すると、事故に関係のない回路まで停電し、上位系統への波及事故を招く。高圧ヒューズの性能規定は倍率と時間の組合せで覚える。

解答正解 1

低圧電路の絶縁抵抗は、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測定し、使用電圧300V以下で対地電圧150V以下の場合は0.1MΩ以上、300V以下でその他の場合は0.2MΩ以上、300Vを超える場合は0.4MΩ以上とされている。区分の第一段階が「使用電圧300V以下かどうか」、第二段階が「対地電圧150V以下かどうか」であり、この二段構えを取り違えやすい。

解答正解 1

非常電源としての自家発電設備は、常用電源が停電してから電圧確立及び投入までの所要時間が40秒以内であること、常用電源停電時に自動的に切り替えられることが求められる。また屋内消火栓設備の非常電源は当該設備を有効に30分間以上作動できる容量が必要である。40秒（切替時間）と30分（容量）はセットで押さえ、誘導灯の20分などと混同しないこと。

解答正解 3

UPSは交流を直流に変換する整流器（コンバータ）、エネルギーを蓄える蓄電池、直流を交流に戻すインバータ、及び装置故障時に商用電源へ切り替えるバイパス回路から成る。常時インバータ給電方式は通常時もインバータを通して給電するため電圧・周波数変動を吸収でき、常時商用給電方式は通常時は商用をそのまま流すため効率がよい。両者の説明が入れ替わる出題が多い。

解答正解 3

幹線の電線太さは、許容電流・電圧降下・機械的強度、さらに短絡電流に対する熱的強度を満たすように選定し、最も太い値を採用する。（ニ）の色温度は照明の見え方に関する光源の性質であり、電線の断面積の決定とは無関係である。「許容電流だけで決まる」と考えて電圧降下の検討を落とす誤りが最も多い。

解答正解 3

電線1条60m当たりの抵抗は5.0×(60/1000)＝0.3Ωである。単相2線式では行きと帰りの2条に負荷電流が流れるので、電圧降下は e＝2×I×R＝2×20×0.3＝12.0Vとなる。1条分だけで計算して6.0Vとする誤りと、三相3線式の√3倍の式をあてはめる誤りが典型的である。

解答正解 2

メディアコンバータは、メタルケーブルの電気信号と光ファイバの光信号を相互変換し、伝送距離を延長する用途に用いる。UTPは「Unshielded Twisted Pair」の名のとおり、しゃへいのないより対線である。テレビ共同受信設備では、複数の周波数帯の信号を1つの伝送路にまとめるのが混合器、逆に分けるのが分波器であり、名称が紛らわしいので対で覚える。

解答正解 3

電動機の始動電流は定格電流の数倍に達するが、これは異常ではないため、熱動過負荷継電器は始動時間中には動作せず、始動完了後の継続的な過負荷でのみ動作する特性に整定する。過負荷保護（熱動過負荷継電器）と短絡保護（配線用遮断器・ヒューズ）の役割分担、および両者を組み合わせて初めて電動機回路の保護が成立する点を押さえる。

解答正解 1

電動機保護用継電器の「E」は保護する要素の数を表し、2Eは過負荷と欠相の2要素、3Eはこれに反相（逆相）を加えた3要素を保護する。地絡保護は漏電遮断器や地絡継電器が受け持つ別系統の保護であり、3Eリレーの要素ではない。反相は電源の相順が入れ替わって電動機が逆転する現象で、ポンプなどで重大な事故につながる。

解答正解 2

光束法による平均照度は E＝F×N×U×M／A で求める。F＝5 000lm、N＝10、U＝0.6、M＝0.8、A＝100m²を代入すると、E＝5 000×10×0.6×0.8／100＝240lxとなる。照明率Uは光源の光束のうち作業面に到達する割合、保守率Mは汚れや光束減退による低下を見込む係数で、どちらか一方を掛け忘れる誤りが多い。

解答正解 4

非常用の照明装置は直接照明とし、常温下で床面において水平面照度1lx（蛍光灯又はLEDランプを用いる場合は2lx）以上を確保しなければならず、予備電源は充電を行うことなく30分間継続して点灯させることができるものとされている。誘導灯の非常電源（20分間）と混同しやすいので、非常用照明＝30分、誘導灯＝20分と対で覚える。

解答正解 4

誘導灯の非常電源は蓄電池設備とし、原則として有効に20分間作動できる容量以上とするが、大規模な防火対象物などに設ける一定の誘導灯については60分間作動できる容量が求められる。20分を上限と思い込むと誤る。非常用の照明装置の予備電源（30分間）とも区別して覚えること。

解答正解 2

階段や廊下のように複数箇所から同じ照明を点滅させる場合、2箇所であれば3路スイッチ2個、3箇所以上であれば3路スイッチ2個の間に4路スイッチを必要数だけ入れる。「3路だから3箇所」という語感に引きずられる誤りが典型で、3路＝2箇所、4路を1個足すごとに1箇所増える、と整理しておく。

解答正解 4

A種は10Ω以下、C種は10Ω以下、D種は100Ω以下が原則で、C種・D種については低圧電路に地絡を生じた場合に0.5秒以内に自動的に電路を遮断する装置を施設するときに限り500Ω以下まで緩和される。B種は変圧器の高低圧混触時の低圧側電位上昇を抑えるためのもので、高圧側電路の1線地絡電流によって値が変わる。A種の10ΩとD種の100Ωを取り違えやすい。

解答正解 1

機械器具の金属製外箱等の接地は、300V以下の低圧用がD種、300Vを超える低圧用がC種、高圧用又は特別高圧用がA種と定められている。電圧が高いほどアルファベットが前（A種に近づく）と覚えると取り違えにくい。接地抵抗値もA種・C種が10Ω以下、D種が100Ω以下と対応づけて整理する。

解答正解 2

B種接地工事の接地抵抗値は、高圧側電路の1線地絡電流のアンペア数で150を除した値以下が原則であるが、混触時に低圧電路の対地電圧が150Vを超えた場合に1秒を超え2秒以内に高圧電路を自動遮断する装置を設けるときは300を、1秒以内に遮断するときは600を除した値以下とすることができる。本問は300÷5＝60Ωとなる。150／300／600の使い分けと遮断時間の対応を取り違えないこと。

解答正解 4

雷保護システムは、雷撃を受け止めて大地に導く外部雷保護システム（受雷部システム・引下げ導線システム・接地システム）と、建築物内部の電位差や電磁的影響を抑える内部雷保護システム（等電位ボンディング、安全離隔距離の確保など）から成る。捕捉・導通は外部、内部は電位差対策と役割が分かれている点を取り違えないこと。避雷設備の設置義務は高さ20m超である。

解答正解 3

階段及び傾斜路は煙感知器、取付け面の高さが20m以上の場所は炎感知器と定められており、（ロ）は誤りである。厨房のように正常時から煙や水蒸気が滞留する場所は煙感知器の非設置場所で、定温式など熱式の感知器を用いる。天井裏で天井と上階の床との距離が0.5m未満の場所は感知器を設けないことができる。「高い場所ほど熱では感知しにくい」という原理から、高さと感知器種別の対応を整理すると覚えやすい。