2026年版・4-2

電源設備(蓄電池・UPS・発電機)の一問一答

1級電気通信工事施工管理技士(第一次検定)「関連分野(電気設備・機械・土木・建築)」から、電源設備(蓄電池・UPS・発電機)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。本試験と同じく4択で出題しています。

問14-2

鉛蓄電池に関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①1セルあたりの公称電圧は2Vで、電解液には希硫酸を用いる。
  • ②1セルあたりの公称電圧は1.2Vで、電解液には水酸化カリウムを用いる。
  • ③制御弁式鉛蓄電池は、定期的な補水が欠かせない蓄電池である。
  • ④放電すると電解液の比重が大きくなり、充電すると小さくなる。
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正解 ①1セルあたりの公称電圧は2Vで、電解液には希硫酸を用いる。
解説
鉛蓄電池は、正極に二酸化鉛、負極に鉛、電解液に希硫酸を用いる蓄電池で、1セルあたりの公称電圧は2Vです。通信設備の直流電源や非常用電源に広く使われています。

他の選択肢について
・1.2V・水酸化カリウム:アルカリ蓄電池(ニッケル・カドミウム蓄電池など)の説明です。
・制御弁式は補水が必要:制御弁式鉛蓄電池(MSE形など)は、ガスを内部で吸収するため補水が不要です。
・放電で比重が大きくなる:放電すると硫酸が消費されて比重は小さくなり、充電すると大きくなります。

覚え方のポイント
「鉛=2V・希硫酸」「アルカリ=1.2V・水酸化カリウム」「リチウムイオン=約3.6〜3.7V」。
問24-2

無停電電源装置(UPS)の給電方式に関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①常時インバータ給電方式は、停電時に数秒間の瞬断が生じる方式である。
  • ②常時インバータ給電方式は、停電時も切替えの瞬断がなく、電源の品質も高い。
  • ③常時商用給電方式は、平常時もインバータを通して給電するため、効率が低い。
  • ④常時商用給電方式は、停電時でも蓄電池からの給電に切り替わることはない。
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正解 ②常時インバータ給電方式は、停電時も切替えの瞬断がなく、電源の品質も高い。
解説
常時インバータ給電方式は、平常時から整流器とインバータを通して負荷に給電し、停電時は蓄電池からインバータに給電を続けるため、切替えによる瞬断がありません。電圧や周波数の変動も吸収でき、電源の品質が高い方式です。

他の選択肢について
・数秒間の瞬断:常時インバータ給電方式には切替えの瞬断がありません。
・常時商用給電方式が平常時もインバータを通す:常時商用給電方式は、平常時は商用電源をそのまま給電するため効率は高いですが、停電時の切替えにごく短い時間がかかります。
・停電時も蓄電池に切り替わらない:停電時はインバータによる給電に切り替わります。

覚え方のポイント
「常時インバータ=瞬断なし・高品質」「常時商用=高効率・安価・切替時間あり」。
問34-2

通信設備の直流電源装置で用いられる蓄電池の浮動充電方式に関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①蓄電池を負荷から切り離して保管し、停電時に切り替えて接続する方式である。
  • ②蓄電池が完全に放電してから、まとめて充電することを繰り返す方式である。
  • ③蓄電池に自己放電を補う程度の電流を流し続け、常に満充電の状態に保つ。
  • ④蓄電池を大きな電流で充電し続け、過充電の状態に保って停電に備える。
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正解 ③蓄電池に自己放電を補う程度の電流を流し続け、常に満充電の状態に保つ。
解説
浮動充電方式は、整流装置に蓄電池と負荷を並列に接続し、平常時は整流装置から負荷に給電しながら、蓄電池にも自己放電を補う程度の電流で常に充電しておく方式です。停電すると、蓄電池から負荷へ瞬断なく給電されます。

他の選択肢について
・切り離して保管:停電時に切り替えるまでに瞬断が生じ、蓄電池も自己放電で弱ります。
・完全に放電してから充電:浮動充電方式の説明ではありません。
・大きな電流で過充電の状態に保つ:過充電は電解液の減少や電極の劣化を早めます。浮動充電は自己放電を補う程度の小さい電流で満充電を保ちます。

覚え方のポイント
「浮動充電=並列接続で常に満充電を保つ(瞬断なし)」。
問44-2

放電電流 10A を 5時間供給するために必要な蓄電池の容量として、最も近いものはどれか。ただし、保守率は 0.8 とし、その他の条件は考えないものとする。

  • ①50Ah
  • ②40Ah
  • ③12.5Ah
  • ④62.5Ah
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正解 ④62.5Ah
解説
必要な放電量は 10A×5h=50Ah です。蓄電池は使っているうちに容量が低下するため、保守率で割って余裕を見込みます。50÷0.8=62.5Ah になります。

他の選択肢について
・50Ah:保守率を考えていない値です。
・40Ah:保守率で割るところを掛けてしまった値(50×0.8)です。
・12.5Ah:放電時間の5時間を掛け忘れ、10A÷0.8 とした値です。

覚え方のポイント
「必要容量=放電電流×時間÷保守率」。実際の設計では、放電時間と温度などから決まる容量換算時間を使って計算します。
問54-2

非常用の発電設備に関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①ガスタービン発電機は、冷却水が不要で、振動が少ないのが特徴である。
  • ②ガスタービン発電機は、ディーゼル発電機より燃料消費率が小さい。
  • ③ディーゼル発電機は、冷却水が不要で、振動もほとんど発生しない。
  • ④発電機は、商用電源が停電しても自動では始動しないのが一般的である。
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正解 ①ガスタービン発電機は、冷却水が不要で、振動が少ないのが特徴である。
解説
ガスタービン発電機は、燃焼ガスでタービンを回す回転運動だけの機関のため、振動が少なく、冷却水が不要で、小型軽量です。一方、燃料消費率はディーゼル発電機より大きく、吸排気の量も多くなります。

他の選択肢について
・燃料消費率が小さい:燃料消費率はディーゼル発電機のほうが小さく(効率が良く)なります。
・ディーゼルは冷却水不要・振動なし:ディーゼル発電機はピストンの往復運動のため振動が大きく、多くは冷却水を必要とします。
・自動では始動しない:非常用発電設備は、停電を検出して自動で始動し、給電を始めるのが一般的です。

覚え方のポイント
「ガスタービン=振動小・冷却水不要・燃費は悪い」「ディーゼル=燃費が良い・振動大」。
問64-2

リチウムイオン蓄電池に関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①鉛蓄電池に比べて、1セルあたりの電圧が低く、約1.2Vである。
  • ②鉛蓄電池より、体積や質量あたりに蓄えられるエネルギーが大きい。
  • ③過充電や過放電をしても、性能や安全性に影響することはない。
  • ④電解液に希硫酸を用いるため、定期的な補水が必要な電池である。
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正解 ②鉛蓄電池より、体積や質量あたりに蓄えられるエネルギーが大きい。
解説
リチウムイオン蓄電池は、1セルあたりの電圧が約3.6〜3.7Vと高く、鉛蓄電池に比べて体積や質量あたりに蓄えられるエネルギー(エネルギー密度)が大きいのが特徴です。

他の選択肢について
・1.2V:ニッケル水素蓄電池などの値です。
・過充電や過放電の影響がない:過充電や過放電は劣化や発熱の原因となるため、充放電を管理する保護回路(BMS)が必要です。
・希硫酸で補水が必要:鉛蓄電池の説明です。リチウムイオン蓄電池は有機電解液を使います。

覚え方のポイント
「リチウムイオン=高電圧・高エネルギー密度・充放電の管理が必須」。
問74-2

太陽光発電設備に関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①太陽電池モジュールは、交流の電力を直接発電して出力する装置である。
  • ②太陽電池の出力は、日射の強さや温度に関係なく、ほぼ一定の値である。
  • ③パワーコンディショナは、太陽電池が出す直流電力を交流電力に変換する。
  • ④パワーコンディショナは、交流を直流に変換して太陽電池に送る装置である。
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正解 ③パワーコンディショナは、太陽電池が出す直流電力を交流電力に変換する。
解説
太陽電池モジュールは直流の電力を発電します。パワーコンディショナは、この直流電力を交流電力に変換するとともに、最大の電力を取り出す制御(最大電力点追従)や系統との連系の保護を行う装置です。

他の選択肢について
・交流を直接発電:太陽電池が発電するのは直流です。
・出力がほぼ一定:出力は日射の強さで大きく変わり、温度が高いと低下します。
・交流を直流に変換して太陽電池に送る:変換の向きが逆です。

覚え方のポイント
「太陽電池=直流」「パワコン=直流→交流+最大電力の制御」。
問84-2

通信機器の電源の瞬時電圧低下(瞬低)とその対策に関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①瞬低は、電圧が一時的に定格より高くなる現象で、避雷器が対策に有効である。
  • ②瞬低は継続時間が短いため、コンピュータや通信機器には影響しない。
  • ③瞬低は、非常用発電機が自動で始動して補うため、UPSがなくても防げる。
  • ④瞬低は、落雷などで短時間電圧が下がる現象で、UPSが対策に有効である。
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正解 ④瞬低は、落雷などで短時間電圧が下がる現象で、UPSが対策に有効である。
解説
瞬時電圧低下(瞬低)は、送配電線への落雷などで、ごく短い時間電圧が下がる現象です。コンピュータや通信機器が停止・再起動する原因になるため、無停電電源装置(UPS)などで対策します。

他の選択肢について
・電圧が高くなる現象で避雷器:瞬低は電圧が下がる現象です。雷によるサージ(異常に高い電圧)から機器を守るのが避雷器(SPD)です。
・継続時間が短いので影響しない:時間が短くても、コンピュータや通信機器は停止や再起動を起こすことがあります。
・非常用発電機で防げる:発電機は始動してから給電できるまでに数十秒程度かかるため、瞬低や停電の瞬間には間に合いません。UPSで給電をつなぎます。

覚え方のポイント
「瞬低・停電の瞬間はUPS」「長時間の停電は発電機」。組み合わせて使います。
問94-2

通信用の直流電源装置に関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①整流装置は、商用の交流電力を直流電力に変換して、通信機器と蓄電池に供給する。
  • ②整流装置は、蓄電池の直流電力を交流電力に変換して、商用の電力系統に送り出す。
  • ③通信用の直流電源装置では、蓄電池を負荷と直列に接続し、常に放電させて給電する。
  • ④停電時は、蓄電池の電力をインバータで交流に変換し、通信機器に交流で給電する。
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正解 ①整流装置は、商用の交流電力を直流電力に変換して、通信機器と蓄電池に供給する。
解説
通信用の直流電源装置では、整流装置が商用の交流電力を直流電力に変換し、通信機器に給電するとともに蓄電池を充電します。蓄電池は負荷と並列に接続されており、停電時は蓄電池から通信機器に直流のまま瞬断なく給電を続けます。

他の選択肢について
・直流を交流に変換して系統に送る:インバータ(パワーコンディショナなど)の説明です。
・蓄電池を直列に接続して常に放電:蓄電池は負荷と並列に接続し、平常時は浮動充電で満充電に保ちます。
・インバータで交流に変換して給電:直流電源装置では、蓄電池の直流をそのまま通信機器に供給します。交流に変換して給電するのはUPSです。

覚え方のポイント
「整流装置=交流→直流」「インバータ=直流→交流」「直流電源装置の蓄電池=並列・浮動充電」。
問104-2

建物の電源設備に設ける力率改善用コンデンサに関する記述として、最も適当なものはどれか。

  • ①誘導性の負荷と直列に接続して有効電力を増やし、力率を悪化させる。
  • ②誘導性の負荷と並列に接続して遅れ無効電力を打ち消し、力率を改善する。
  • ③力率を改善すると、同じ有効電力を送るのに必要な電流は大きくなる。
  • ④軽負荷時にもコンデンサを接続したままにすると、力率はより1に近づく。
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正解 ②誘導性の負荷と並列に接続して遅れ無効電力を打ち消し、力率を改善する。
解説
電動機などの誘導性の負荷は遅れの無効電力を必要とします。力率改善用コンデンサを負荷と並列に接続すると、進みの無効電力で遅れの無効電力を打ち消し、力率を1に近づけることができます。

他の選択肢について
・直列に接続して悪化させる:並列に接続して改善します。
・必要な電流が大きくなる:力率を改善すると、同じ有効電力を送るための電流は小さくなり、線路の損失や電圧降下が減ります。
・軽負荷時も接続したままで1に近づく:軽負荷時にコンデンサを接続したままにすると、進み力率になって電圧が上昇することがあります。

覚え方のポイント
「コンデンサ=並列・遅れを打ち消す」「軽負荷時は進みすぎに注意」。

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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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