電験3種 令和元年度 法規

(ア) 小売供給は「一般の需要に応じ電気を供給すること」である。相手を限らず広く需要に応じる、という意味で「一般」が入る。特定の需要に応じるのは特定卸供給など別の類型である。 (イ) 小売電気事業を営むには経済産業大臣の登録を受ける。小売は2016年の全面自由化で参入が自由になった分野で、参入の枠は登録である。許可より緩い。 (ウ) 小売電気事業者に求められるのは供給能力の確保である。自分で発電する必要はなく、市場や他社から調達してもよい。 (エ) 一般送配電事業は、自らの送配電設備により託送供給及び電力量調整供給を行う事業である。託送供給とは、他社の電気を自分の送配電網で運ぶことをいう。 (オ) 一般送配電事業を営むには経済産業大臣の許可を受ける。送配電網は地域に一つしかない設備なので、参入は厳しく管理される。 一般／登録／供給／託送／許可となり答(1)。 (イ)と(オ)の対比がこの問題の要である。小売は登録、一般送配電は許可。自由化された分野は登録、独占的な設備を持つ分野は許可、と覚える。発電事業は届出である。 参入規制の強さは 許可＞登録＞届出 の順になっている。

(ア) 使用前自主検査の対象となる需要設備は、受電電圧1万V以上のものである。電気事業法施行規則の別表で工事計画の届出が必要な需要設備として定められている区分と同じで、容量ではなく受電電圧で線を引いている。 (イ) 電気事業法48条は、一定の工事について工事計画の届出を求めている。申請ではなく届出である。届出は「あらかじめ知らせる」もので、認めてもらう必要はない。 (ウ) 使用前自主検査に係る体制の審査を行うのは主務大臣である。実務では登録安全管理審査機関が代行するが、条文上の主体は主務大臣である。電気主任技術者は事業者側の人なので、自分の体制を自分で審査することにはならない。 (エ) 審査は「事業用電気工作物の安全管理を旨として」行われる。自己確認は、電気事業法51条の2に定める別の制度（太陽電池発電設備などについて技術基準への適合を自ら確認する）で、ここでの語ではない。 受電電圧1万V／届出／主務大臣／安全管理となり答(3)。 使用前自主検査は「工事計画を届け出た設備について、使えるようになる前に自分で検査し、その体制を国が審査する」という三段構えになっている。届出・自主検査・体制審査の三つの言葉の関係を押さえると迷わない。

電気設備技術基準5条1項のただし書は「異常が発生した際の危険を回避するための接地その他の保安上必要な措置を講ずる場合は、この限りでない」である。設問は「便宜上必要な措置」としており、ここが誤っている。したがって(2)が答になる。 一文字違いだが意味は大きく変わる。接地を認めるのは安全のためであって、都合がよいからではない。中性点接地や避雷器の接地は、異常電圧が入ったときに人と設備を守るために行うもので、あくまで保安上の措置である。 他の記述を確かめる。(1)4条（電気設備における感電、火災等の防止）。(3)8条（電気機械器具の熱的強度）で、通常の使用状態で発生する熱に耐えることを求めている。(4)16条（電気設備の電気的、磁気的障害の防止）。(5)18条（電気設備による供給支障の防止）で、需要家の設備が壊れて一般送配電事業者の供給に支障を与えないようにする、という趣旨である。 電技の総則は条文が短く、言葉が一つ差し替えられる形で出題されやすい。「保安上」「技術上」「便宜上」のような似た言い回しに注意する。

電気設備技術基準32条（支持物の倒壊の防止）の条文である。 (ア) 支持物を倒そうとするのは、電線が横に引っ張る力である。したがって引張荷重。重量荷重は電線の重さで下向きに押す力で、倒壊とは結びつかない。 (イ) 風速40 m/sである。これは日本で通常想定される最大級の風速として定められた値で、電技の各所で共通して使われる。60 m/sではない。 (ウ) 通常想定されるのは気象の変化である。温度だけでなく、風・雪・氷など気象全般を指す。 (エ) 人家が多く連なっている場所では、風が建物にさえぎられて弱まるので、40 m/sの風圧荷重の2分の1を考慮すればよいとされている。 引張荷重／40／気象／2分の1となり答(3)。 40 m/sという数値は覚えてしまってよい。電気設備技術基準の解釈58条が定める甲種風圧荷重も、この風速40 m/sを前提に「電線1 m²あたり980 Pa」などと決められている。 人家が多く連なっている場所での2分の1は、解釈58条2項でも同じ扱いになっている。省令と解釈で数字がそろっていることを確かめておくと記憶が固まる。

(ア) ケーブルは絶縁物とシースで覆われているので、弱電流電線や水管等と触れなければよい。求められるのは「接触しないように施設すること」で、離隔距離の数値までは定められていない。離隔距離が定められるのは、がいし引き工事のように電線がむき出しになる工事のほうである。 (イ)(ウ) 高圧屋内配線は、原則としてケーブル工事による。がいし引き工事も使えるが、乾燥した場所であって展開した場所に限られる。高圧の電線がむき出しになる工事なので、目の届く場所でしか認めない、という趣旨である。隠ぺい場所では点検できないので使えない。 金属管工事は低圧屋内配線の工事方法で、高圧屋内配線には使えない。 接触しないように／展開／ケーブル工事となり答(4)。 「展開した場所」とは、点検できるかどうかではなく、電線が露出して見える場所という意味である。天井裏や壁の中は隠ぺい場所で、点検できる隠ぺい場所であってもがいし引きの高圧配線は認められない。 高圧はケーブル工事が原則、と押さえておけば(2)(5)は外せる。

電気設備技術基準の解釈17条・18条の数値を一つずつ当てる問題である。 (4)が正しい。解釈18条は、鉄骨造・鉄骨鉄筋コンクリート造の建物について、鉄骨等の一部を地中に埋設するとともに等電位ボンディングを施すなどの条件を満たせば、その鉄骨等をA種・B種・C種・D種の接地極に使用できるとしている。 他の記述の誤りを確かめる。 (1) C種接地工事を省略できるのは、接地する金属体と大地との間の電気抵抗値が10 Ω以下の場合である。80 Ωでは省略できない。（D種なら100 Ω以下で省略できる。） (2) D種接地工事の接地抵抗値は100 Ω以下。地絡時に0.5秒以内に自動遮断する装置を施設する場合でも500 Ω以下までしか緩和されない。1 200 Ωは超えている。 (3) D種接地工事の接地線は直径1.6 mm以上の軟銅線でなければならない。1.2 mmでは細すぎる。 (5) 金属製水道管路を接地極に使用できるのは、大地との間の電気抵抗値が3 Ω以下の場合である。5 Ωでは使えない。 数値は「10（C種省略）」「100（D種の値・D種省略）」「500（0.5秒遮断時のC種・D種の緩和）」「1.6 mm（接地線）」「3 Ω（水道管路）」と並べて覚える。どれも一段ずらした値が選択肢に置かれている。

電気設備技術基準の解釈47条は、水力発電所に随時巡回方式を採用できるのは出力2 000 kW未満の場合に限る、としている。3 000 kWでは採用できないので(3)が誤りで、これが答になる。 水力発電所については、随時巡回方式が2 000 kW未満、随時監視制御方式が5 000 kW未満、遠隔常時監視制御方式は制限なし、と出力によって段階が分かれている。人がその場にいる度合いが低い方式ほど、扱える出力が小さくなる。 他の記述を確かめる。(1)随時巡回方式は、技術員が適当な間隔をおいて発電所を巡回し、運転状態を監視する。(2)遠隔常時監視制御方式は、技術員が制御所に常時駐在して、遠隔で監視と制御を行う。常時人がいるので最も手厚い。(4)風力発電所は、方式にかかわらず出力の制限が設けられていない。(5)太陽電池発電所も出力の制限はない。 水力だけに出力の制限があるのは、ダムや水路といった設備を持ち、異常時の影響が大きいためである。風力や太陽光は発電機そのものが止まれば済むので、制限が置かれていない。

前半は解釈68条（低高圧架空電線の高さ）、後半は解釈74条（低高圧架空電線と他の低高圧架空電線路との接近又は交差）の数値である。 a・b 適切。道路を横断する場合の高さは、低圧も高圧も路面上6 m以上で同じである。 c 適切。横断歩道橋の上に低圧架空電線を施設する場合は、歩道橋の路面上3 m以上である。 d 不適切。高圧の場合は歩道橋の路面上3.5 m以上が必要である。低圧より0.5 m高い。 e・f 不適切。高圧架空電線がケーブルであっても、他の低圧架空電線・高圧架空電線との離隔距離は0.4 m以上が必要である。0.3 mでは足りない。ケーブルでない場合は0.8 m以上なので、ケーブルにすることで半分に緩和されるが、零にはならない。 a適切・b適切・c適切・d不適切・e不適切・f不適切となり答(5)。 高さの数値は「道路横断は低圧も高圧も6 m」「横断歩道橋の上は低圧3 m・高圧3.5 m」と対にして覚える。低圧と高圧で同じところと違うところが混ざっているのがこの問題の狙いである。 離隔距離は「0.8 m、ケーブルなら0.4 m」を押さえる。0.3 mは低圧架空電線どうしがケーブルの場合の値で、別の組合せの数字である。

(2)は自立運転の説明になっている。単独運転とは、分散型電源を連系している電力系統が事故等で系統電源から切り離された状態において、当該分散型電源が発電を続け、その電力系統の線路負荷にも電力を供給している状態をいう（解釈220条）。自分の構内負荷にだけ供給しているのは自立運転で、系統から切り離されて安全な状態である。したがって(2)が誤りで、これが答になる。 二つの違いは「系統の線路に電気を送り出しているかどうか」である。単独運転が危険なのは、一般送配電事業者が停電させたはずの線路に電気が残り、復旧作業をする人が感電するおそれがあるためである。だから単独運転は検出して直ちに解列しなければならない。 他の記述を確かめる。(1)逆潮流は構内から系統側へ向かう有効電力の流れである。(3)単相3線式で中性線に大きな電流が生じるおそれがあるときは、並列点よりも系統側に3極に過電流引き外し素子を有する遮断器を施設する（226条）。(4)低圧連系では異常時に自動的に解列する装置を施設する（227条）。(5)高圧連系では技術員駐在箇所と一般送配電事業者の事業所との間に、停電時でも通話できる電話設備を施設する（225条）。 用語の定義を入れ替える出題なので、「単独運転＝系統の線路にも送っている」「自立運転＝自分の構内だけ」と、送り先で覚え分ける。

(ア) 電気は大量に貯めておけないので、発生と消費が同時に行われる。これが電気の最大の特徴で、常に需要と供給を一致させ続けなければならない理由である。発電と蓄電では「貯める」ことになり、同時的という説明と食い違う。 (イ) 供給力は、その時々の需要の山に応えられなければならない。したがって見合わせる相手は最大電力である。使用電力量は一定期間に使った量の合計で、瞬間の山を表さない。1日の電力量が同じでも、山が高ければより大きな供給力が要る。 (ウ) 発電設備の事故や渇水、天候の変化に備えて余分に持っておく供給力を供給予備力という。送電容量は送電線が運べる電力の上限で、需給バランスの余裕とは別の話である。 発生と消費／最大電力／供給予備力となり答(3)。 供給予備力は一般に最大電力の8〜10 %程度を目安とする。設問が挙げている「発電設備の事故」「河川流量の豊渇水」「天候による変化」「定期検査」は、いずれも予備力が要る理由の具体例である。 電力広域的運営推進機関（広域機関）は2015年に設立され、全国の需給バランスの評価と監視を担っている。この段落は空欄になっていないが、制度の名前として押さえておく。

電気設備技術基準の解釈148条は、低圧幹線に必要な許容電流I_Cを三つの場合に分けて定めている。 ① I_M≦I_H のとき：I_C≧I_M＋I_H ② I_M>I_H かつ I_M≦50 A のとき：I_C≧1.25 I_M＋I_H ③ I_M>I_H かつ I_M>50 A のとき：I_C≧1.1 I_M＋I_H 電動機は始動時に定格の何倍もの電流が流れるので、電動機の割合が大きいときだけ割り増しをする、という考え方である。 表の各行に当てはめる。 1行目 I_M=47，I_H=49：①なので 47＋49=96。表の96と一致し、規則の当てはめ方が正しいことが確かめられる。 (ア) I_M=48，I_H=48：等しいので①にあたる。48＋48=96。 (イ) I_M=49，I_H=47：I_M>I_H で I_M≦50 なので②。1.25×49＋47=61.25＋47=108.25 → 109。 (ウ) I_M=50，I_H=46：同じく②。1.25×50＋46=62.5＋46=108.5 → 109。 5行目 I_M=51，I_H=45：I_M>50 なので③。1.1×51＋45=56.1＋45=101.1 → 102。表の102と一致する。 (ア)96／(イ)109／(ウ)109となり答(3)。 端数の扱いは5行目が教えてくれている。101.1に対して表が102となっているので、必要な許容電流はその値以上、すなわち切り上げて整数にする。108.25も108.5も、切り上げれば109である。 50 Aという境目にも注意する。(ウ)のI_Mはちょうど50 Aで、「50 A以下」に含まれるので1.25倍のほうを使う。

電気設備技術基準の解釈148条は、低圧幹線を保護する過電流遮断器の定格電流I_Bについて次のように定めている。 I_B≦3 I_M＋I_H ただし、この値が電線の許容電流I_C′の2.5倍を超える場合は、2.5 I_C′とする。 電動機の始動電流で遮断器が動作しないよう3倍まで認める一方、電線を守るために2.5倍で頭打ちにする、という二段構えである。 まず頭打ちの値を出しておく。 2.5×88=220 A。 各行に当てはめる。 (エ) 3×60＋20=200。220以下なので、そのまま200。 (オ) 3×70＋10=220。ちょうど220で、超えていないので220。 (カ) 3×80＋0=240。220を超えるので、220に抑える。 (エ)200／(オ)220／(カ)220となり答(2)。 (カ)がこの問題の要点である。計算値240をそのまま答にすると(3)や(4)を選ぶことになるが、電線の許容電流88 Aに対して240 Aの遮断器では、電線が焼けても遮断されないおそれがある。だから2.5倍という上限が置かれている。 (オ)はちょうど境目の値になっている。「超える場合」に抑えるのだから、等しいときはそのまま使える。

直列リアクトルSRと三相コンデンサSCは直列につながっており、その両端に線間電圧6 600 Vがかかる。 直列回路全体のリアクタンスは、誘導性と容量性が打ち消し合うので X_C−X_L=X_C−0.06X_C=0.94X_C。 電圧は各素子のリアクタンスに比例して分かれるから、SCの端子電圧は V_C=6 600×X_C/(0.94X_C)=6 600/0.94≒7 021 V。答(5)。 コンデンサの端子電圧が電源電圧より高くなるところが要点である。直列リアクトルが逆向きの電圧を分担するため、その分だけコンデンサに余分な電圧がかかる。だから直列リアクトル付のコンデンサは、電路の電圧より高い定格電圧のものを選ぶ必要がある。 (1)の6 410は 6 600×0.94×… のように、6 %を引く向きに掛けた場合に近い値である（6 600×0.94=6 204）。分母に0.94が来るのであって、掛けるのではない。 リアクトルを6 %にする理由は第5次高調波にある。第5次では誘導性リアクタンスが5倍、容量性リアクタンスが1/5になるので、5X_L=5×0.06X_C=0.3X_C に対して X_C/5=0.2X_C となり、設備全体が誘導性になって系統と共振しない。6 %は「5 %を超えていれば誘導性になる」という条件に余裕を見た値である。

まず力率改善に必要な無効電力を求める。有効電力は300 kWで変わらない。 力率0.6のとき：tanθ₁=0.8/0.6 なので Q₁=300×0.8/0.6=400 kvar 力率0.8のとき：tanθ₂=0.6/0.8 なので Q₂=300×0.6/0.8=225 kvar 進相コンデンサ設備が供給すべき無効電力は Q=400−225=175 kvar。 ここで問われているのは設備全体ではなくコンデンサSC単体の容量である。設備全体は直列リアクトルを含むので、両者は一致しない。 設備全体の無効電力は、線間電圧6 600 Vが直列合成リアクタンス0.94X_Cにかかると考えて Q=6 600²/(0.94X_C)=175×10³。 一方コンデンサSCの容量は、その端子電圧7 021 VがX_Cにかかるものとして Q_SC=7 021²/X_C。 二式の比を取ると Q_SC/Q=(7 021²/X_C)÷(6 600²/(0.94X_C))=(7 021/6 600)²×0.94。 7 021/6 600=1/0.94 なので Q_SC/Q=(1/0.94)²×0.94=1/0.94。 したがって Q_SC=175/0.94≒186 kvar。答(3)。 (1)の170や(2)の180は、設備全体の175 kvarをそのまま答としたり、逆に0.94を掛けたりした場合に近い値である。コンデンサの容量は端子電圧で決まるので、電圧が高くなるぶん設備全体より大きくなる。 直列リアクトル付のコンデンサでは、必要な設備容量を0.94で割ったものがコンデンサの定格容量になる、と覚えておくと早い。

電気設備技術基準の解釈17条2項は、B種接地工事の接地抵抗値を高圧電路の1線地絡電流I_g[A]から次のように定めている。 ・原則：150/I_g [Ω] ・混触時に低圧電路の対地電圧が150 Vを超えた場合、1秒を超え2秒以内に自動的に高圧電路を遮断する装置があるとき：300/I_g [Ω] ・同じく1秒以内に遮断する装置があるとき：600/I_g [Ω] 遮断が速いほど危険な状態が続く時間が短いので、接地抵抗を大きくしてよい、という考え方である。 設問の遮断時間は1.3秒で、「1秒を超え2秒以内」に当たる。1線地絡電流は5 Aなので R_B=300/5=60 Ω。答(4)。 (1)の20や(2)の30は、分子を150や…と取り違えた場合に近い（150/5=30）。1.3秒という数字を見て「1秒以内ではないから原則の150」としてしまうと(2)の30になる。1秒を超え2秒以内という中間の区分があることを見落とさない。 (5)の100は 600/5×…ではなく別の取り違えで出る値だが、600/5=120 は選択肢に無いので、1秒以内の区分でないことは選択肢からも確かめられる。 150・300・600という三段は、遮断時間が短くなるごとに倍になっている。この並びで覚えると取り出しやすい。

接地抵抗R_Bは10 Ωと小さいので、接地された相の対地電圧はほぼ零とみなせる。残る二つの相は、接地された相との間に線間電圧200 Vがかかるので、それぞれ対地電圧200 Vになる。 この二つの相の対地静電容量を通って充電電流が流れ、それが接地線を通って戻ってくる。これがR_Bに常時流れる電流I_Bの正体である。 1相あたりの充電電流は I=2πfCV=2π×50×0.1×10⁻⁶×200 =3.1416×10⁻⁵×200≒6.28×10⁻³ A=6.28 mA。 二つの相の電流はベクトルで、互いに60°の角をなす（共通の接地相から見た二つの線間電圧の位相差が60°になるため）。したがって合成すると I_B=2×6.28×cos30°=2×6.28×0.866≒10.9 mA。 最も近いのは11で答(1)。 √3を使って I_B=√3×6.28≒10.9 mA と書いても同じである。 (2)の19は 3×6.28≒18.8 で、三つの相をそのまま足した場合の値である。接地された相の対地電圧はほぼ零なので、その相の静電容量には電流が流れない。流れるのは残り二つだけである。 (3)の33は二つの電流を単純に足して…ではなく別の取り違えだが、位相を考えずに 2×6.28=12.6 とするよりさらに大きい。ベクトルで合成すると2倍より小さくなる（√3倍＝1.73倍）ことを押さえる。 この電流は事故時ではなく常時流れている。低圧電路が長くなるほど対地静電容量が増え、この電流も増える。