令和6年度下期第三種電気主任技術者試験 法規(電気技術者試験センター)問12(a)
法規
B種接地工事に関する問題
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図は三相3線式高圧電路に変圧器で結合された変圧器低圧側電路を示したものである。低圧側電路の一端子にはB種接地工事が施されている。この電路の一相当たりの対地静電容量をCとし接地抵抗をR_Bとする。
低圧側電路の線間電圧200 V,周波数50 Hz,対地静電容量Cは0.1 μFとして,次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし,
(ア)変圧器の高圧電路の1線地絡電流は5 Aとする。
(イ)高圧側電路と低圧側電路との混触時に低圧電路の対地電圧が150 Vを超えた場合は1.3秒で自動的に高圧電路を遮断する装置が設けられているものとする。
(a) 変圧器に施された,接地抵抗R_Bの抵抗値について「電気設備技術基準の解釈」で許容されている上限の抵抗値[Ω]として,最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
- 120
- 230
- 340
- 460
- 5100
答えと解説
✓ これが正解460
解説
1.3秒で遮断する装置があるので、300÷5=60 Ωが上限です。
B種接地工事は、変圧器の内部などで高圧側と低圧側が混触したとき、低圧側の対地電圧の上がり方を抑えるため、低圧側の一端子を大地につなぐ工事です。混触すると高圧電路の1線地絡電流I₁がこの接地を通って流れ、接地抵抗値R_Bとの積だけ低圧側の電位が上がります。そこで電気設備の技術基準の解釈第17条は、R_Bの上限を、許される電位の上がりをI₁で割った値で定めています。
その値は、混触時に対地電圧が150 Vを超えたとき高圧電路を自動的に遮断する時間で変わります。遮断装置がなければ150をI₁で割った値、1秒を超え2秒以内に遮断するなら300をI₁で割った値、1秒以内なら600をI₁で割った値です。遮断が速いほど、高い電圧を短い間だけ許すという考え方です。
問では遮断の時間が1.3秒で、1秒を超え2秒以内の区分に入ります。I₁は5 Aなので、R_B=300÷5=60 Ω が上限です。検算として、60 Ωに5 Aが流れたときの電位の上がりは60×5=300 Vで、この区分で許される300に一致します。
なお図の対地静電容量Cは小問(b)で使う条件で、上限の値には関わりません。遮断の秒数で150・300・600を選び、I₁で割る、の2段で解く問です。
ほかの選択肢の解説
- 120:20 Ωは、正しい上限60 Ωの3分の1で、150・300・600を5 Aで割った30・60・120 Ωのどれとも一致しません。1.3秒の遮断は300の区分なので、300÷5で求めます。
- 230:30 Ωは150÷5で、混触時に自動的に遮断する装置がない場合の上限です。問には1.3秒で高圧電路を遮断する装置があるので、許される値はその2倍になります。
- 340:40 Ωは、正しい上限60 Ωより小さく、係数を1線地絡電流5 Aで割った30・60・120 Ωのどれとも一致しません。装置が1.3秒で遮断する条件で使うのは300の係数です。
- 5100:100 Ωは、係数を5 Aで割った30・60・120 Ωのどれとも一致せず、正しい上限60 Ωを超えます。1秒以内の遮断なら600÷5=120 Ωとなりますが、1.3秒の遮断はその区分に入りません。
出典:令和6年度下期第三種電気主任技術者試験 法規 問12(a)(電気技術者試験センター)。1問ずつ解ける形に加工しています(B問題の共通の文と図を小問ごとに複写・図と式を問題冊子から切り出して画像で掲載・1行で書ける式を字に書き直し)。解説は当サイト独自のもので、電気技術者試験センターとは関係ありません。
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