【令和5年度（午前）】第一種電気工事士 筆記試験の問題と解答・解説

正解：イ

直流の定常状態ではコンデンサに電流は流れないので、10 A は L と R を流れます。W_L＝½LI²＝½×4×10⁻³×10²＝0.2 J。C には R の両端電圧 2×10＝20 V がかかるので、W_C＝½CV²＝½×2×10⁻³×20²＝0.4 J です。

正解：ハ

3 Ω の電圧は 3×4＝12 V なので、4 Ω の電圧は 36−12＝24 V、全電流は 24÷4＝6 A。R には 6−4＝2 A が流れ、消費電力は 12×2＝24 W です。

正解：ハ

抵抗の電流は 96÷12＝8 A、リアクタンスの電流は 96÷16＝6 A で、両者は直角なので全電流は √(8²＋6²)＝10 A。皮相電力は 96×10＝960 V·A です。

正解：ロ

抵抗は R＝800÷10²＝8 Ω、合成リアクタンスは 16−10＝6 Ω、インピーダンスは √(8²＋6²)＝10 Ω。電源電圧は 10×10＝100 V です。

正解：ロ

1相のインピーダンスは √(8²＋6²)＝10 Ω、相電圧は 200/√3≒115.5 V なので、線電流は約 11.5 A です。「10 A」とした(ロ)が誤りです。消費電力は 3×11.55²×8≒3 200 W、無効電力は 3×11.55²×6≒2 400 var で正しい記述です。

正解：ロ

三相の電圧降下の近似式は ΔV＝√3I(R cosθ＋X sinθ) ですが、進み力率ではリアクタンスの項が負になります。ΔV＝√3×20×(0.8×0.9−1.0×0.436)＝√3×20×0.284≒9.8 V なので、送電端電圧は 6 700＋9.8≒6 710 V です。

正解：ハ

A（50 Ω）と B（25 Ω）は、それぞれ外線と中性線の間につながっていて、C（20 Ω）は両方の外線の間（210 V）につながっています。中性線が断線すると、A と B が直列になって 210 V がかかるので、A の電圧は 210×50÷(50＋25)＝140 V になります。

正解：イ

変圧器の一次電流は 300×210÷6 300＝10 A。変流比 20/5 A の変流器では二次側の電流は一次の 1/4 になるので、I＝10×5÷20＝2.5 A です。

正解：ハ

負荷Aの無効電力は 100×0.6＝60 kvar、負荷Bは 50×0.8＝40 kvar（どちらも遅れ）。合成力率を1にするには、合計 100 kvar の進みの無効電力をコンデンサで補います。

正解：イ

物体を引き上げる仕事率は W×v [kW]（W は kN、v は m/s）。巻上機の効率 η [%] で割ると、電動機の出力は W·v÷(η/100)＝100W·v/η [kW] です。

正解：ハ

V結線の出力は 1台の容量の √3 倍で、2台分の容量に対する利用率は √3/2（約0.866）です。

正解：ハ

照度は被照面 1 m² あたりに入射する光束で、1 m² に 1 lm が当たるときの照度が 1 lx です。(ハ)が正しい記述です。照度は被照面の色には関係せず、光束が2倍になれば照度も2倍、距離が2倍になると照度は 1/4 倍になります（逆2乗の法則）。

正解：ロ

りん酸形燃料電池では、負極に水素（H₂）、正極に酸素（O₂）を送り、正極側で水（H₂O）ができて排出されます。負極側から H₂ が入り、正極側に O₂ が入って H₂O が出ていく(ロ)が正しい原理図です。

正解：ハ

写真は、フリーアクセスフロア（OAフロア）の床下に配線を通すときに使う、差込形のジョイントボックス（フロアボックス用の分岐ユニット）です。床下などの隠ぺい場所でケーブルを差し込むだけで分岐・接続できます。

正解：イ

低圧電路の地絡を検出して自動的に遮断するのは漏電遮断器です。テストボタンが付き、定格感度電流（30 mA など）が表示されている(イ)が漏電遮断器です。(ロ)(ハ)は配線用遮断器、(ニ)は電磁開閉器です。

正解：ロ

コージェネレーションシステム（熱併給発電）は、発電と同時に出る排熱を給湯や冷暖房に利用し、電気と熱を併せて供給するシステムです。

正解：ロ

一般に使われているプロペラ形風車は、回転軸が水平な水平軸形風車です。「垂直軸形風車」とした(ロ)が誤りです。垂直軸形にはダリウス形などがあります。

正解：ロ

多導体方式は、1相を複数の電線に分けるので電線表面の電位の傾きが小さくなり、コロナ放電は発生しにくくなります。「コロナ放電が発生しやすい」とした(ロ)が誤りです。インダクタンスは減少し、静電容量は増加し、送電容量は大きくなります。

正解：ロ

インバータは、半導体素子のスイッチングで電圧や電流の波形をつくるため、高調波の発生源になります。「発生源にならない」とした(ロ)が誤りです。

正解：ハ

断路器は負荷電流を開閉する能力がないので、遮断器が閉じて負荷電流が流れている状態で断路器を開いてはいけません。必ず遮断器を開いてから断路器を操作します。(ハ)が誤りです。

正解：ハ

電気設備技術基準第1条では、調相設備を「無効電力を調整する電気機械器具」と定義しています。電力用コンデンサ、分路リアクトル、同期調相機などがこれに当たります。

正解：イ

写真は、計器用変圧器と変流器を1つの箱に収めた電力需給用計器用変成器（VCT）です。上部の端子箱から電力量計に電圧と電流を送ります。

正解：ニ

写真は、レバーで手動操作する引出形の高圧真空遮断器で、文字記号は VCB です。上部に並ぶ円筒は真空バルブを覆う絶縁筒です。

正解：イ

絶縁電線の許容電流は、電流による発熱で絶縁物が著しく劣化しないようにするための限界の電流値です。(イ)が適切です。周囲温度や電線管に収める本数によって補正します。

正解：ハ

シーリングフィッチングの内部には、ガラス繊維などでシーリングダムをつくったうえで、シーリングコンパウンドを充てんします。管内をガスや炎が伝わらないように密封するためです。

正解：ロ

(ロ)の材料は、ボルトとナットで電線を締め付けて接続するボルト形コネクタ（割りボルト形）で、スパナなどで締め付けて使います。圧着ペンチのような工具で圧着するものではないので、組合せが誤りです。(イ)は張線器とケーブルハンガー、(ハ)はボードアンカー取付工具とボードアンカー、(ニ)はリングスリーブ用圧着ペンチ（黄色の柄）と圧着スリーブです。

正解：イ

高圧架空電線が道路を横断する場合は、路面上 6 m 以上とします。「5 m 以上」とした(イ)が不適切です。横断歩道橋の上は低圧で 3 m 以上、高圧で 3.5 m 以上、ケーブルを使った対地電圧 150 V 以下の屋外照明用の低圧架空電線は地表上 4 m 以上でよいとされています。

正解：ニ

合成樹脂管工事には絶縁電線を使いますが、屋外用ビニル絶縁電線（OW）は使えません。屋外用ビニル絶縁電線は絶縁性能が低く、架空引込線などに使う電線です。

正解：ニ

可燃性ガスが存在する場所の金属管工事では、電動機の端子箱との可とう性を必要とする接続部に、耐圧防爆型または安全増防爆型のフレキシブルフィッチングを使います。金属製可とう電線管を使った(ニ)が不適切です。

正解：ロ

重汚損を受けるおそれのある塩害地区では、屋外の終端接続部に、がい管の沿面距離が長い耐塩害屋外終端接続部（がい管形）を使います。ゴムとう管形の屋外終端処理は塩害に強くないので、(ロ)が不適切です。

正解：ニ

避雷器の電源側には限流ヒューズを施設しません。ヒューズがあると、雷サージを大地に流す動作をヒューズが妨げたり、溶断して避雷器が切り離されたりするためです。(ニ)が不適切で、断路器を介して接続し、A種接地工事を太く短く施します。

正解：ロ

CT の二次側電路にヒューズを入れると、溶断したときに二次側が開放され、二次側に高電圧が発生して危険です。CT の二次側にヒューズを設けた(ロ)が不適切です。

正解：イ

ケーブルシールドの接地線は、ZCT の負荷側のシールド端から取り出す場合、ZCT を貫通させずに接地します。電源側の端から取り出す場合は、接地線を ZCT にくぐらせて戻してから接地し、シールドを流れる地絡電流が ZCT を2回通って打ち消し合わないようにします。電源側から取り出した接地線を ZCT に通して接地している(イ)が正しい方法です。

正解：ニ

高圧進相コンデンサに設ける直列リアクトルは、第5調波に対して回路を誘導性に保つため、コンデンサリアクタンスの 6 %のものが標準です。「5 %」とした(ニ)が不適切です。開閉には高頻度開閉に適した高圧交流真空電磁接触器を使い、一次側に限流ヒューズを設けます。

正解：ニ

解釈第17条では、C種接地工事の接地抵抗値は 10 Ω 以下ですが、低圧電路で地絡が生じたときに 0.5 秒以内に自動的に遮断する装置を施設するときは 500 Ω 以下でよいとされています。

正解：ニ

最大使用電圧 7 000 V 以下の電路の交流の試験電圧は、最大使用電圧の 1.5 倍です。6 900×1.5＝10 350 V を連続して 10 分間加えて、絶縁に異常がないことを確認します。

正解：イ

正常なケーブルの直流漏れ電流は、充電電流が流れたあと時間とともに減少し、一定の値に落ち着きます。(イ)が正常を示すチャートです。時間とともに電流が増える、途中でキックが出るなどは絶縁劣化の兆候です。

正解：ニ

自家用電気工作物（最大電力 500 kW 未満の需要設備）の非常用予備発電装置工事は「特殊電気工事」で、特種電気工事資格者でなければ従事できません。第一種電気工事士の免状だけで従事した(ニ)が誤りです。

正解：ロ

電気便座は、電気用品安全法の特定電気用品に指定されています（(ロ)）。電力量計は計量法の対象、フロアダクトと進相コンデンサは特定電気用品以外の電気用品です。

正解：ニ

一般用電気工事のみを行う営業所に備え付けなければならない器具は、絶縁抵抗計、接地抵抗計、抵抗と交流電圧を測定できる回路計の3つです。低圧検電器は備え付けなくてもかまいません（自家用電気工事を行う営業所では、低圧・高圧検電器なども必要です）。

正解：ニ

①は SOG 機能付の GR付PAS です。需要家側の高圧電路で短絡事故が起きると、短絡電流を検出して開閉器の遮断命令を一旦記憶（過電流ロック）し、一般送配電事業者の遮断器が動作して配電線が無充電になったことを検知してから、自動的に負荷開閉器を開路します。(ニ)が正しい記述です。地絡のときは配電線を止めずに自ら開路します。

正解：ハ

②は高圧ケーブルの終端接続部（ケーブルヘッド）です。施工にはケーブルを切るケーブルカッタ(イ)、被覆をはぐ電工ナイフ(ロ)、収縮チューブを加熱する工具(ニ)などを使います。(ハ)は金属管を切るパイプカッタで、ケーブルの端末処理には使いません。

正解：ロ

③は計器用変圧器（VT）の一次側に設ける限流ヒューズです。VTの内部で短絡事故が起きたとき、ヒューズが溶断して事故が高圧の主回路に波及するのを防ぎます。

正解：イ

④の図記号（丸に×）は表示灯（パイロットランプ）です。計器用変圧器の二次側に接続して電源が入っていることを示すもので、写真(イ)の表示灯を使います。(ロ)は切換スイッチ、(ハ)(ニ)は押しボタンスイッチです。

正解：ニ

⑤は計器用変流器（CT）の二次側に設ける試験用端子（CTT）です。点検時などに試験器を接続して、過電流継電器の動作試験を行うために使います。

正解：イ

⑥は三相3線式の電路に設ける計器用変流器（CT）で、R相とT相の2台をV結線にして使います。2台の二次側の ℓ 端子どうしを共通線として結び、その共通線に D種接地工事を施した(イ)が正しい複線図です。

正解：ハ

高圧カットアウト（PC）で開閉できる変圧器の容量は 300 kV·A 以下です（高圧受電設備規程）。それより大きい変圧器には、限流ヒューズ付の高圧交流負荷開閉器（PF付LBS）などを使います。

正解：ニ

⑧は高圧進相コンデンサと直列に接続する直列リアクトル（SR）です。コンデンサ投入時の突入電流を抑え、第5調波などの高調波の拡大を防ぎ、電圧波形のひずみを改善します。コンデンサの残留電荷を放電するのは放電抵抗や放電コイルの役割なので、(ニ)が誤りです。

正解：ニ

⑨は、変圧器の B種接地工事の接地線に零相変流器（ZCT）を取り付け、地絡継電器で低圧電路の地絡電流を検出して警報する装置です。漏電遮断器を設けない低圧電路の地絡監視に使います。

正解：ニ

⑩は変圧器二次側（低圧）から動力制御盤までの幹線に使う 600 V CVTケーブルです。低圧用なので半導電層や銅シールドはなく、導体を架橋ポリエチレンで絶縁しビニルシースを施した単心3本をより合わせた(ニ)の構造です。(イ)(ロ)は高圧用の構造です。