2026年版・3-9

構内：電力品質（高調波・瞬時電圧低下・フリッカ）の一問一答

1級電気工事施工管理技士（第一次検定）「電気設備（構内電気設備・情報通信・防災）」から、構内：電力品質（高調波・瞬時電圧低下・フリッカ）に関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

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問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。本試験には五肢択一の問題も含まれますが、ここでは4択で出題しています。

問13-9

構内の電気設備で、高調波電流の主な発生源となる機器として、最も適当なものはどれか。

①インバータなど整流回路をもつ機器
②白熱電球などの抵抗だけの負荷
③商用周波数で運転する電熱ヒーター
④直列リアクトル付きの進相コンデンサ

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正解 ①インバータなど整流回路をもつ機器

解説
高調波電流は、電圧に対して電流の波形がひずむ「非線形負荷」から発生します。インバータ、整流器、無停電電源装置（UPS）、LED照明の電源回路などは、交流を整流して平滑コンデンサに充電するため、電圧の山の付近だけで電流が流れ、ひずんだ電流（第5次・第7次などの高調波を多く含む電流）が流れます。

他の選択肢について
・白熱電球などの抵抗負荷：電流は電圧と同じ正弦波になり、高調波はほとんど発生しません。
・電熱ヒーター：同じく抵抗負荷で、高調波の発生源にはなりません。
・直列リアクトル付きの進相コンデンサ：高調波を発生させる機器ではありません。直列リアクトルは、高調波の拡大を抑える対策として設けるものです。

覚え方のポイント
「高調波の発生源＝整流回路をもつ機器（インバータ・整流器・UPS）」。抵抗負荷は発生源になりません。

問23-9

高調波電流が構内の電気設備に与える影響として、最も適当なものはどれか。

①進相コンデンサのインピーダンスが増し電流が減る
②進相コンデンサや直列リアクトルが過熱する
③中性線では第3次高調波の電流が打ち消し合う
④受電点の総合力率がよくなり、損失も減る

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正解 ②進相コンデンサや直列リアクトルが過熱する

解説
進相コンデンサは周波数が高いほどインピーダンスが小さくなるため、高調波電流が流れ込みやすく、コンデンサや直列リアクトルの過熱・異音・焼損の原因になります。そのほか、変圧器の損失の増加、保護継電器の誤動作、通信線への誘導障害なども高調波の影響です。

他の選択肢について
・コンデンサのインピーダンスが増して電流が減る：逆です。コンデンサのリアクタンスは1／(2πfC)で、周波数が高いほど小さくなるため、高調波の電流はかえって流れ込みやすくなります。
・中性線で第3次高調波が打ち消し合う：三相4線式では、各相の第3次高調波の電流は同じ位相になるため、中性線で打ち消されずに加わり合い、中性線の電流がかえって大きくなることがあります。
・総合力率がよくなり損失も減る：高調波は総合力率を悪化させ、変圧器や電線の損失を増やします。

覚え方のポイント
高調波の影響は「コンデンサ・リアクトルの過熱」「変圧器の損失増加」「継電器の誤動作」「中性線の過電流（第3次）」。コンデンサは周波数が高いほど電流を通しやすい、と覚えます。

問33-9

周波数50Hzの電力系統で、第5次高調波の周波数として、正しいものはどれか。

①300Hz
②350Hz
③250Hz
④150Hz

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正解 ③250Hz

解説
第n次高調波は、基本波の周波数のn倍の周波数の成分です。基本波50Hzの第5次高調波は、50×5＝250Hzです。三相の整流回路からは、主に第5次・第7次・第11次・第13次などの高調波が発生します。

他の選択肢について
・300Hz：60Hz系統の第5次高調波（60×5）の値です。
・350Hz：第7次高調波（50×7）の値です。
・150Hz：第3次高調波（50×3）の値です。次数と周波数の対応を取り違えないようにします。

覚え方のポイント
「第n次高調波＝基本周波数×n」。東日本（50Hz）と西日本（60Hz）で値が変わる点に注意します。

問43-9

高圧受電設備の高調波対策として、最も不適当なものはどれか。

①高調波を打ち消すアクティブフィルタを設ける
②特定の次数を吸収する受動フィルタを設ける
③整流回路を多パルス化して高調波を減らす
④進相コンデンサの直列リアクトルを取り外す

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正解 ④進相コンデンサの直列リアクトルを取り外す

解説
進相コンデンサに直列リアクトル（一般にコンデンサ容量の6％）を組み合わせるのは、第5次以上の高調波に対して回路を誘導性にし、高調波電流の流入と拡大を防ぐためです。直列リアクトルを取り外すと、コンデンサに高調波電流が流れ込んで過熱したり、系統の高調波を拡大させたりするおそれがあるため、不適当です。

他の選択肢について
・アクティブフィルタ：高調波電流と逆位相の電流を流して打ち消す装置で、有効な対策です。
・受動フィルタ：LC回路で特定の次数の高調波を吸収する装置で、有効な対策です。
・整流回路の多パルス化：12パルスなどにすると、第5次・第7次などの高調波の発生を抑えられます。

覚え方のポイント
高調波対策は「出さない（多パルス化・高調波の少ない機器）」「吸収する（フィルタ）」「拡大させない（直列リアクトル）」。高圧・特別高圧で受電する需要家には、国の高調波抑制対策のガイドラインが示されています。

問53-9

瞬時電圧低下（瞬低）に関する次の記述のうち、最も適当なものはどれか。

①系統事故が遮断器で除去されるまでの短時間に生じる
②需要家の力率改善コンデンサの投入で長時間続く現象
③事故点から遠い地域ほど、電圧の低下が大きくなる
④停電を伴わないので、電子機器が止まることはない

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正解 ①系統事故が遮断器で除去されるまでの短時間に生じる

解説
瞬時電圧低下は、送電線や配電線への落雷などで短絡・地絡事故が起きたとき、保護継電器と遮断器が事故を除去するまでのごく短い時間（0.1秒程度など）、事故点の周辺の系統で電圧が低下する現象です。短時間でも、パソコンや制御装置の停止、電磁接触器の開放による電動機の停止などの影響が出ることがあります。

他の選択肢について
・コンデンサの投入で長時間続く：コンデンサの投入は電圧を上げる方向に働き、瞬低の原因ではありません。
・事故点から遠いほど低下が大きい：逆です。電圧の低下は事故点に近いほど大きく、遠くなるほど小さくなります。
・停電ではないので機器は止まらない：短時間の電圧低下でも、パソコンや制御装置、電磁接触器で保持している電動機などが停止することがあります。

覚え方のポイント
「瞬低＝雷などの事故→遮断器で除去されるまでの一瞬の電圧低下」。夏の雷の多い時期に多く発生します。

問63-9

瞬時電圧低下から重要な負荷を守る対策として、最も適当なものはどれか。

①受電設備の進相コンデンサの台数を増やしておく
②重要な負荷にUPSや瞬低補償装置から給電する
③漏電遮断器の定格感度電流を大きくしておく
④変圧器のタップを最も高い電圧側にしておく

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正解 ②重要な負荷にUPSや瞬低補償装置から給電する

解説
瞬時電圧低下の対策として、重要な負荷には、蓄電池などのエネルギーで電圧を補う無停電電源装置（UPS）や瞬低補償装置から給電します。そのほか、電磁接触器に遅延釈放機能をもたせる、制御電源を直流化する、といった対策もあります。

他の選択肢について
・進相コンデンサを増やす：力率改善の設備で、瞬間的な電圧の低下を補うことはできません。軽負荷時の電圧上昇の原因にもなります。
・漏電遮断器の感度電流を大きくする：地絡保護の設定で、瞬低とは関係がなく、感電防止の性能を下げてしまいます。
・タップを高い電圧側にする：常時の電圧が変わるだけで、瞬間的な電圧低下は防げません。

覚え方のポイント
瞬低対策は「エネルギーをためて補う（UPS・瞬低補償装置）」と「負荷側を強くする（遅延釈放・制御電源の直流化）」の2つの方向で考えます。

問73-9

電圧フリッカ（照明のちらつきの原因となる電圧の変動）の主な発生源として、最も適当なものはどれか。

①白熱電球の照明
②抵抗形の電熱器
③製鋼用のアーク炉
④進相コンデンサ

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正解 ③製鋼用のアーク炉

解説
電圧フリッカは、負荷の電流が短い周期で不規則に大きく変動することで、系統の電圧が変動し、照明がちらつく現象です。製鋼用のアーク炉は、アークの状態が激しく変化して無効電力が大きく変動するため、代表的な発生源です。大型の溶接機なども発生源になります。

他の選択肢について
・白熱電球の照明：電圧の変動でちらつく側（影響を受ける側）で、発生源ではありません。
・抵抗形の電熱器：電流の変動が小さく、主な発生源ではありません。
・進相コンデンサ：一定の容量で運転されるもので、フリッカの主な発生源ではありません。

覚え方のポイント
「フリッカ＝アーク炉・溶接機」「対策＝SVC（静止形無効電力補償装置）などで無効電力の変動を打ち消す」。

問83-9

アーク炉などによる電圧フリッカを抑制する対策として、最も適当なものはどれか。

①短絡容量のより小さい系統から受電すること
②固定容量の進相コンデンサを増設すること
③受電点に地絡方向継電器を追加すること
④静止形無効電力補償装置（SVC）の設置

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正解 ④静止形無効電力補償装置（SVC）の設置

解説
電圧フリッカは、主に無効電力の急激な変動による電圧の変動で起こります。静止形無効電力補償装置（SVC）や自励式の無効電力補償装置（STATCOMなど）は、無効電力を高速に調整して変動を打ち消し、電圧の変動を抑えます。また、電源側のインピーダンスを小さくする（短絡容量の大きい系統から受電する）ことも有効です。

他の選択肢について
・短絡容量の小さい系統から受電：逆です。短絡容量が小さい（電源側のインピーダンスが大きい）ほど、同じ負荷の変動でも電圧の変動は大きくなります。対策は短絡容量の大きい系統からの受電です。
・固定容量の進相コンデンサの増設：容量が一定のコンデンサは、無効電力の激しい変動に追従できないため、フリッカの抑制にはなりません。
・地絡方向継電器の追加：地絡事故の保護装置で、フリッカの抑制とは関係ありません。

覚え方のポイント
「フリッカ対策＝無効電力を速く補償（SVC）＋電源を強くする（短絡容量の大きい系統）」。変動に追従できない固定の設備では抑えられません。

問93-9

三相電源の電圧不平衡が三相誘導電動機に与える影響として、最も適当なものはどれか。

①逆相電流が流れて損失が増え、温度が上昇する
②逆相電流は流れず、正相電流だけがわずかに減る
③損失は変わらず、発生するトルクだけが増える
④すべりが小さくなり、効率がわずかに上がる

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正解 ①逆相電流が流れて損失が増え、温度が上昇する

解説
三相電圧が不平衡になると、正相分のほかに逆相分の電圧が生じます。誘導電動機は逆相分に対するインピーダンスが小さいため、わずかな電圧の不平衡でも比較的大きな逆相電流が流れ、損失が増えて巻線の温度が上昇します。逆相分は回転を妨げる向きのトルクも生じます。単相負荷を三相の各相にできるだけ均等に配分して、不平衡を小さくします。

他の選択肢について
・逆相電流は流れない：電圧が不平衡になると逆相分の電圧が生じ、逆相電流が流れます。これが過熱の原因です。
・損失は変わらずトルクだけが増える：逆相電流で損失は増え、逆相分は回転を妨げる向きのトルクを生じるため、トルクはむしろ減ります。
・すべりが小さくなり効率が上がる：逆相分のトルクが回転を妨げるため、すべりはむしろ大きくなり、損失の増加で効率は下がります。

覚え方のポイント
「電圧不平衡→逆相電流→損失増・過熱・トルク減」。単相負荷の各相への均等な配分と、スコット結線などによる対策があります。

問103-9

変圧器を無負荷で電源に投入したときに流れる励磁突入電流に関する次の記述のうち、最も適当なものはどれか。

①定格電流よりも小さく、正弦波の電流が流れる
②定格電流の数倍以上流れ、第2高調波を多く含む
③定格電流の数倍以上流れるが、高調波はほぼ含まない
④定格電流程度の大きさで、数時間流れ続ける

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正解 ②定格電流の数倍以上流れ、第2高調波を多く含む

解説
変圧器を投入する瞬間の電圧の位相や鉄心の残留磁束によっては、鉄心が磁気飽和して、定格電流の数倍から十数倍もの大きな励磁電流（励磁突入電流）が短時間流れます。この電流は波形がひずんでおり、第2高調波を多く含みます。比率差動継電器が突入電流で誤って動作しないよう、第2高調波の含有率を検出して動作を抑える方式が用いられます。

他の選択肢について
・定格より小さい正弦波：定常状態の励磁電流は小さいですが、投入時の突入電流は非常に大きく、ひずんだ波形になります。
・数倍以上流れるが高調波はほぼ含まない：大きさは合っていますが、鉄心の飽和で波形が大きくひずむため、第2高調波などの高調波を多く含みます。
・定格電流程度で数時間流れ続ける：突入電流は定格電流の数倍以上と大きく、時間とともに減衰して、通常は短時間で小さな励磁電流に落ち着きます。

覚え方のポイント
「励磁突入電流＝大きい・短時間で減衰・第2高調波が多い→比率差動継電器は第2高調波で誤動作を防ぐ」。

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※本ページの問題・解説は、生成AI（人工知能）を活用して作成しています。