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令和5年度 1級電気工事施工管理技士 No.10を解説、酸化亜鉛形にギャップは不要

令和5年度 1級電気工事施工管理技士 第一次検定 No.10は、変電所の構成機器に関する記述として、最も不適当なものを選ぶ問題です。

この問題のポイント

この問題は、酸化亜鉛形避雷器に直列ギャップが要るかどうかを分かっているかを問うものです。酸化亜鉛形はギャップレスが基本です

直列ギャップが必要だったのは、古い炭化けい素形です。

正解:選択肢1(酸化亜鉛形避雷器には直列ギャップが必要)

> この論点をやさしく解説:酸化亜鉛形避雷器とは?直列ギャップが不要な理由と変電所の構成機器を整理

> この論点をやさしく解説:計器用変流器の二次側を開放してよいか?VT・CT・ZCTで分かれる扱い

各選択肢の正誤

選択肢 内容 解説
1 酸化亜鉛形避雷器に直列ギャップが必要 ギャップレスが基本。不適当
2 断路器は負荷電流を開閉できない 無電圧・無負荷で操作する。適当
3 遮断器は事故電流を遮断できる 短絡・地絡電流を切る役目。適当
4 計器用変成器は大きい電圧・電流を小さくする VTとCT。適当

不適当なのは選択肢1です。

選択肢1のポイント(ここが答え)

引っかけの核心は、避雷器に直列ギャップという部品が実在するので、必要と書かれても違和感が出にくいところです。ギャップが要るかどうかは素子の材料で決まります

形式 直列ギャップ 理由
酸化亜鉛形(ZnO) 不要 常時電圧では電流がほとんど流れない
炭化けい素形(SiC) 必要 常時電圧でも電流が流れるので、ギャップで切り離す

酸化亜鉛の素子は、電圧が低いうちはほとんど電流を通さず、雷サージのような高い電圧がかかると急に通すという性質を持ちます。この非直線性が非常に強いので、素子だけで避雷器として成立します。

炭化けい素は非直線性が弱く、常時の電圧でも電流が流れてしまいます。だから普段は直列ギャップで回路から切り離しておき、サージが来たときだけ放電させて通すという作りが要りました。

選択肢2の断路器は、電流が流れていない状態でだけ開閉する機器です。点検のときに回路を目に見える形で切り離すのが役目で、消弧する仕組みを持っていません。

操作の順番は決まっています。

操作 順番
切るとき 遮断器を開いてから断路器を開く
入れるとき 断路器を閉じてから遮断器を閉じる

選択肢3の遮断器は、断路器と対になる機器です。短絡や地絡で流れる大電流を、アークを消しながら切ります。真空遮断器やガス遮断器が使われます。

選択肢4の計器用変成器は、計器や保護継電器に入れる値を扱える大きさに下げる機器です。電圧を下げるのが計器用変圧器(VT)、電流を下げるのが変流器(CT)です。

覚え方

  • 酸化亜鉛形はギャップレス。ギャップが要ったのは炭化けい素形
  • 断路器は無負荷でしか開閉できない。遮断器は事故電流を切れる
  • 計器用変成器はVTが電圧、CTが電流

理解度チェック

Q.

酸化亜鉛形避雷器に直列ギャップが要らないのはなぜか。

素子の非直線性が強く、常時の電圧ではほとんど電流が流れないためです。切り離しておく必要がありません。

Q.

回路を切るとき、遮断器と断路器はどちらを先に開くか。

遮断器を先に開きます。電流を止めてから断路器を開きます。入れるときは逆の順です。

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参考資料

  • 一般財団法人 建設業振興基金「令和5年度 1級電気工事施工管理技術検定 第一次検定問題(午前の部)」「同 正答肢」
  • JIS C 4620:2018「キュービクル式高圧受電設備」
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