2026年版・4-3

構内:高圧受電設備と保護協調の一問一答

2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・防災・情報通信)」から、構内:高圧受電設備と保護協調に関する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14-3

キュービクル式高圧受電設備のうち、主遮断装置に高圧限流ヒューズと高圧交流負荷開閉器を組み合わせて用いる形式(PF・S形)の受電設備容量の上限として、「高圧受電設備規程」上、正しいものはどれか。

  • ①300kVA
  • ②500kVA
  • ③1,000kVA
  • ④4,000kVA
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正解 ①300kVA
解説
高圧受電設備規程では、キュービクル式高圧受電設備の主遮断装置の形式を、遮断器を用いるCB形と、高圧限流ヒューズと高圧交流負荷開閉器を組み合わせるPF・S形に分け、PF・S形の受電設備容量は300kVA以下としています。CB形は4,000kVA以下です。

他の選択肢について
・500kVA:PF・S形の上限ではありません(避雷器の施設などで出てくる500kWと混同しやすい値です)。
・1,000kVA:PF・S形の上限ではありません。
・4,000kVA:CB形のキュービクルの上限です。

覚え方のポイント
「PF・S形=300kVA以下(小規模・安価)」「CB形=4,000kVA以下(遮断器+継電器で本格的な保護)」。小さな設備ほど簡単な保護で済ませられる、と考えると覚えやすくなります。
問24-3

CB形の高圧受電設備における主遮断装置に関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①限流ヒューズと、負荷開閉器を組み合わせて用いる。
  • ②遮断器と、過電流・地絡継電器を組み合わせる。
  • ③断路器だけを用いて、短絡電流を遮断する。
  • ④高圧カットアウトだけで、受電設備全体を保護する。
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正解 ②遮断器と、過電流・地絡継電器を組み合わせる。
解説
CB形は、主遮断装置に遮断器(一般に真空遮断器)を用い、過電流継電器で短絡・過負荷を、地絡継電器で地絡を検出して遮断器を開く形式です。保護の精度が高く、比較的大きな容量の受電設備に使われます。

他の選択肢について
・限流ヒューズと負荷開閉器:PF・S形の主遮断装置の構成です。
・断路器だけで短絡電流を遮断:断路器は電流を遮断できません。
・高圧カットアウトだけで保護:高圧カットアウトは主に変圧器などの個別の保護に使うもので、主遮断装置にはなりません。

覚え方のポイント
「CB=Circuit Breaker(遮断器)」「PF=Power Fuse(電力ヒューズ)、S=Switch(開閉器)」。略号の意味から構成を思い出せます。
問34-3

高圧受電設備の保護協調に関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①事故点から最も遠い電源側の保護装置が、最初に動作するようにする。
  • ②事故時には、上位と下位の保護装置が同時に動作するようにする。
  • ③事故点に最も近い電源側の保護装置が、最初に動作するようにする。
  • ④需要家の保護装置は、配電用変電所の保護装置より遅く動作させる。
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正解 ③事故点に最も近い電源側の保護装置が、最初に動作するようにする。
解説
保護協調は、事故が起きたときに、事故点に最も近い電源側の保護装置だけが動作して事故箇所を切り離し、それより上位(電源側)の保護装置は動作しないように、動作電流や動作時間を調整することです。これにより、停電の範囲を最小限にできます。

他の選択肢について
・最も遠い保護装置が最初に動作:停電の範囲が広がってしまいます。
・すべてが同時に動作:事故と無関係な部分まで停電します。
・需要家の保護装置を遅く:需要家の保護装置が先に動作しないと、配電線全体が停電する波及事故になります。

覚え方のポイント
「下流(負荷側)ほど早く・小さく、上流(電源側)ほど遅く・大きく」。電流と動作時間の特性曲線が、互いに交わらないように調整します。
問44-3

高圧の地絡事故の検出に用いられ、三相の電線を一括して貫通させて零相電流を検出する機器として、最も適当なものはどれか。

  • ①計器用変圧器
  • ②計器用変流器
  • ③断路器
  • ④零相変流器
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正解 ④零相変流器
解説
零相変流器(ZCT)は、三相の電線をまとめて貫通させ、各相の電流の合計(零相電流)を検出する機器です。正常時は三相の電流の合計がほぼ0ですが、地絡事故が起きると大地に電流が流れて合計が0にならず、これを地絡継電器で検出します。

他の選択肢について
・計器用変圧器(VT):高電圧を低い電圧に変成して、計器や継電器に送る機器です。
・計器用変流器(CT):各相の電流を小さな電流に変成する機器で、過電流の検出などに使います。
・断路器:無負荷で回路を切り離す機器です。

覚え方のポイント
「過電流はCT+過電流継電器、地絡はZCT+地絡継電器」。漏電遮断器の中にも、小さな零相変流器が組み込まれています。
問54-3

高圧限流ヒューズに関する記述として、最も不適当なものはどれか。

  • ①小さな過負荷電流を確実に遮断するのに適している。
  • ②短絡電流を限流して、短時間で遮断できる。
  • ③遮断の際に、大きな音やアークを外部に出さない。
  • ④溶断した後は、新しいヒューズと交換する必要がある。
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正解 ①小さな過負荷電流を確実に遮断するのに適している。
解説
高圧限流ヒューズは、短絡電流のような大きな電流を、電流が最大値に達する前に限流して遮断する能力に優れています。一方で、定格電流を少し超える程度の過負荷電流では溶断しにくく、確実な遮断には向いていません。そのため、PF・S形では、過負荷の保護を他の機器と組み合わせて考えます。

他の選択肢について
・短絡電流を限流して短時間で遮断:限流ヒューズの最大の特徴です。
・音やアークを外部に出さない:密閉した容器の中で遮断します。
・溶断した後は交換:ヒューズは一度溶断すると再使用できません。

覚え方のポイント
「限流ヒューズは短絡に強く、過負荷に弱い」。小形・安価で遮断能力が大きい反面、溶断後の交換が必要で、欠相の原因になることもあります。
問64-3

高圧架空電線路から電気の供給を受ける需要場所の引込口に、避雷器を施設しなければならない受電電力の容量として、「電気設備の技術基準とその解釈」上、正しいものはどれか。

  • ①300kW以上
  • ②500kW以上
  • ③100kW以上
  • ④50kW以上
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正解 ②500kW以上
解説
電気設備の技術基準の解釈第37条では、高圧架空電線路から電気の供給を受ける受電電力の容量が500kW以上の需要場所の引込口(またはその近く)に、避雷器を施設することを定めています。500kW未満の需要場所でも、雷の多い地域などでは避雷器を設けるのが一般的です。

他の選択肢について
・300kW以上:PF・S形の受電設備容量(300kVA)と混同しやすい値ですが、避雷器の基準ではありません。
・100kW以上:避雷器の施設の基準ではありません。
・50kW以上:自家用電気工作物となる太陽光発電設備などの区分で出てくる値と混同しやすい値です。

覚え方のポイント
「避雷器の義務は受電500kW以上の引込口」。数値の似た規定(PF・S形の300kVAなど)と区別して覚えます。
問74-3

CB形の高圧受電設備の主な機器を、電源側から負荷側の順に並べたものとして、最も適当なものはどれか。

  • ①断路器 → 地絡継電装置付き負荷開閉器 → 変圧器 → 遮断器
  • ②遮断器 → 変圧器 → 断路器 → 地絡継電装置付き負荷開閉器
  • ③地絡継電装置付き負荷開閉器 → 断路器 → 遮断器 → 変圧器
  • ④変圧器 → 遮断器 → 断路器 → 地絡継電装置付き負荷開閉器
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正解 ③地絡継電装置付き負荷開閉器 → 断路器 → 遮断器 → 変圧器
解説
CB形の受電設備では、電源側から、責任分界点の地絡継電装置付き高圧交流負荷開閉器(GR付PAS)、引込みケーブル、断路器(DS)、計器用変成器、遮断器(CB)、そして変圧器などの負荷設備の順に並びます。断路器は遮断器の電源側に置き、遮断器を点検するときに電源から切り離せるようにします。

他の選択肢について
・断路器 → 負荷開閉器 → 変圧器 → 遮断器:責任分界点の開閉器は最も電源側にあり、遮断器は変圧器の電源側にあります。
・遮断器が最も電源側:遮断器を点検するときに電源から切り離せません。
・変圧器が最も電源側:変圧器は受電した電気を下げる機器で、負荷側にあります。

覚え方のポイント
「入口の番人(GR付PAS)→ 切り離し(DS)→ 遮断(CB)→ 変圧(Tr)」。単線結線図を読む問題でよく問われる順番です。
問84-3

高圧電路と低圧電路を結合する変圧器の低圧側に施すB種接地工事の接地抵抗値として、「電気設備の技術基準とその解釈」上、正しいものはどれか。ただし、高圧側の電路の1線地絡電流は5Aとし、高圧側の電路と低圧側の電路の混触時に高圧電路を自動的に遮断する装置は設けていないものとする。

  • ①150Ω以下
  • ②10Ω以下
  • ③60Ω以下
  • ④30Ω以下
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正解 ④30Ω以下
解説
電気設備の技術基準の解釈第17条では、B種接地工事の接地抵抗値を、高圧側の1線地絡電流をI〔A〕として、原則として150/I〔Ω〕以下と定めています。
150÷5=30Ω以下 です。
混触時に1秒を超え2秒以内に自動的に遮断する装置がある場合は300/I、1秒以内に遮断する装置がある場合は600/Iになります。

他の選択肢について
・150Ω以下:1線地絡電流で割らずに150をそのまま使った値です。
・10Ω以下:A種接地工事の接地抵抗値です。
・60Ω以下:300/I(300÷5)で、混触時に1秒を超え2秒以内に自動的に遮断する装置がある場合の値です。

覚え方のポイント
「B種=150/I(遮断装置で300/I、600/I)」。B種接地は、高圧と低圧が混触したときに、低圧側の電圧が150Vを超えないようにするためのものです。
問94-3

誘導形の過電流継電器の反限時特性に関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①流れる電流が大きいほど、動作するまでの時間が短くなる。
  • ②流れる電流が大きいほど、動作するまでの時間が長くなる。
  • ③流れる電流の大きさにかかわらず、動作時間は一定である。
  • ④整定値以下の電流でも、時間がたつと動作する。
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正解 ①流れる電流が大きいほど、動作するまでの時間が短くなる。
解説
反限時特性は、電流が大きいほど速く、小さいほどゆっくり動作する特性です。短絡のような大電流には速く動作し、小さな過負荷には時間をかけて動作するため、電動機の始動電流などで不必要に動作することを防ぎつつ、上位・下位の保護装置との協調がとりやすくなります。

他の選択肢について
・電流が大きいほど時間が長い:関係が逆です。
・動作時間が一定:これは定限時特性です。
・整定値以下でも動作:整定値(タップ値)以下の電流では動作しません。

覚え方のポイント
「反限時=電流に反比例するように時間が短くなる」。過電流継電器は、反限時要素と、大電流で瞬時に動作する瞬時要素を組み合わせて使います。
問104-3

高圧受電設備の地絡保護協調に関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①配電用変電所の地絡保護が、需要家より先に動作するようにする。
  • ②需要家の地絡継電器が、配電用変電所より先に動作するようにする。
  • ③需要家の地絡継電器は、配電用変電所と同時に動作するようにする。
  • ④地絡事故は、需要家の過電流継電器だけで保護すればよい。
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正解 ②需要家の地絡継電器が、配電用変電所より先に動作するようにする。
解説
需要家の構内で地絡事故が起きたときは、需要家の地絡継電器が動作して事故を構内で切り離し、電力会社の配電用変電所の保護装置は動作しないようにする必要があります。そのため、需要家の地絡継電器は、配電用変電所の保護装置より動作電流を小さく、動作時間を短く整定します。

他の選択肢について
・配電用変電所が先に動作:配電線全体が停電し、他の需要家まで巻き込む波及事故になります。
・同時に動作:同時に動作しても、配電線全体が停電してしまいます。
・過電流継電器だけで保護:地絡電流は小さいため、過電流継電器では検出できないことが多くなります。

覚え方のポイント
「需要家が先、電力会社が後」。自分の構内の事故は自分で切り離す、というのが波及事故防止の考え方です。

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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。

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