き電線は、電車線に電気を送るための電線です。

そのき電線から電気を受けて、実際にパンタグラフと接するのがトロリ線です。き電線とトロリ線はき電分岐でつながっています。

そこに流す電気が直流か交流かで、設備の作り方が変わります。違いの出どころは、送る電圧の高さです。令和5年度1級No.44の問題文が、その数値を書いています。交流き電方式は単相交流20,000V、直流き電方式は直流1,500V。開きは10倍以上です。

同じ電力を送るとき、電圧が低ければ電流は大きくなります。直流き電の電流が大きいのはこのためで、平成26年度1級No.45の選択肢4も「負荷電流が大きいので、変電所を多く設置する必要がある」と、理由ごと書いています。

直流き電で起きることの多くは、この「電流が大きい」から辿れます。

直流と交流はどこが違うのか

直流と交流で並べ直すと、次のようになります。

電食と誘導障害は、ちょうど裏返しの関係で出ます。電食の話が出たら直流の側、電食が発生しないと書いてあれば交流の側です。漏れ電流をどう減らすかは、帰線の漏れ電流の側で問われます。

変電設備と高調波は、どちらも整流器の話です。直流き電の変電所は交流を直流に変換するので、その機器が要ります。整流器があるから、変電設備は簡単ではなく、高調波も出ます。どちらも整流器から来ています。整流器が高調波を出すことと、その抑え方は高調波の抑制で扱っています。変電所に何を置くかは屋外変電所の施工にまとめました。

隣接する変電所と並列にき電する方式が標準的である、という肢も平成27年度・平成30年度・令和8年度の3年度で正しい側に置かれています。き電方式そのものの分かれ方はき電方式の種類で扱っています。

例えば、肢に「直流き電方式は交流き電方式に比べて変電所の間隔を長くできる」とあれば、そこで切れます。直流は電圧が低いぶん電流が大きくなり、電圧降下も大きいので、変電所は多く置いて間隔を短くします。

言い換えると、「電圧が低い側ほど、変電所を詰めて置く必要がある」ということです。数値を覚えていなくても、電圧の高低から向きを出せます。

回生電力は3つの方法で使える

この論点だけは、2年度とも誤りの側で出ています。

どちらも「方法がない」で終わっています。では実際にどう使うのか。それは別の問題に書かれています。

令和元年度1級No.45は、回生失効の低減策として不適当なものを選ばせました。誤りは「12パルス整流器の設置」で、残る3つが正しい低減策です。

• サイリスタインバータの設置：回生電力を交流側へ戻します。
• 上下一括き電方式の導入：上下線をつないで、反対方向の列車に使わせます。
• 電力貯蔵装置の設置：使い道が無いぶんを貯めておきます。

令和8年度1級No.41も、選択肢3で「回生電力失効対策として、複線区間では上下線一括き電が有効である」を正しい側に置いています。

つまり「他の列車で消費する以外に方法がない」は、少なくとも3つの意味で誤りです。戻す、融通する、貯める。方法はこの3通りがあります。

なお12パルス整流器は、令和7年度1級No.41でも電圧降下の軽減対策として誤りの側に置かれています。2年度とも、別の目的の機器として誤りに使われています。

同じ形の引っかけは、電圧フリッカでも使われます。そちらではSVR（自動電圧調整器）が、電圧調整の機器として正しいのにフリッカ対策としては誤りの側に置かれます。機器が正しくても、相手にしている現象が違えば誤りになります。

過去問でどう問われたか

1級の第一次で、平成26年度No.45・平成27年度No.45・平成30年度No.45・令和5年度No.44・令和8年度No.41の5年度に出ています。誤りの作り方は2つです。

• ①「〜ない」で言い切る：高調波が発生しない（平成26年度）、回生電力を利用する方法がない（平成27年度）、他の列車で消費する以外に利用する方法がない（平成30年度）。5年度のうち3年度がこの形です。
• ②有利な側に寄せる：直流の変電設備が簡単であると書きます（令和5年度）。

令和8年度No.41だけは型が違い、「三相電力をシリコン整流器で直流電力に変成するため、三相回路の電圧不平衡対策が必要である」が誤りとされました。前半の整流の話は正しく、後半の「対策が必要」が誤りの側です。この年度も、後半まで読まないと切れません。

電食あり、変電所は多く、判別は難しい。この3つが直流の側です。

どこを確認すれば読み分けられるか

直流き電方式の肢は、次の順に見ます。

• 主語を読む：直流の話か交流の話かで、電食の有無が逆になります。
• 言い切りを疑う：「利用する方法がない」「発生しない」は誤りの側で出ています。
• 変電所の向きを読む：直流は多く設置、間隔は短くが正しい側です。
• 簡単・容易という語を疑う：変電設備が簡単と書いた肢は誤りとされています。

理解度チェック

まとめ

• 違いの出どころは電圧。直流1,500V・交流20,000Vで、直流のほうが電流が大きい。
• 電食＝直流の側で考慮する。交流は発生しないという肢が正しい側。
• 変電所＝多く設置して間隔を短く。並列にき電する方式が標準。
• 運転電流と事故電流の判別が難しい（2年度とも正しい肢）。
• 変電所には交流を直流に変換する半導体整流器などが用いられる。整流器があるので、変電設備が簡単・高調波が発生しないと書いた肢は誤り。
• 回生電力を利用する方法がないと書いた肢は2年度とも誤り。戻す（サイリスタインバータ）・融通する（上下一括き電）・貯める（電力貯蔵装置）の3つが正しい低減策。
• 12パルス整流器は、回生失効の低減策としても電圧降下の軽減対策としても誤りの側（令和元年度・令和7年度）。
• トンネル断面は小さくできる（令和5年度の正しい肢）。

※ この記事の規格・出題の確認日：2026年8月

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