【令和5年度（午後）】第一種電気工事士 筆記試験の問題と解答・解説

正解：ハ

磁気回路のオームの法則より、起磁力は F_m＝φ(R₁＋R₂)＝2×10⁻³×(8×10⁵＋6×10⁵)＝2 800 A です。

正解：ロ

左端の2つの 2 Ω は、それぞれ導線で並列に短絡されているので0 Ω です。中段は 2 Ω と「2 Ω の並列（1 Ω）」の直列で 3 Ω、下段は 2 Ω×3 で 6 Ω。この2つが並列なので、合成抵抗は 3×6÷(3＋6)＝2 Ω です。

正解：ハ

有効電力は抵抗だけで消費され P＝15²×8＝1 800 W、皮相電力は 120×17＝2 040 V·A。力率は 1 800÷2 040≒0.88、88 %です。

正解：ロ

各電流は I_R＝120÷20＝6 A、I_L＝120÷10＝12 A、I_C＝120÷30＝4 A。I_L と I_C は逆向きなので無効分は 12−4＝8 A。I＝√(6²＋8²)＝10 A です。

正解：ロ

Δ結線の 9 Ω のリアクタンスをY結線に変換すると 3 Ω になります。1相分は 4 Ω の抵抗と 3 Ω のリアクタンスの直列で 5 Ω。相電圧 200/√3 V なので、I＝(200/√3)÷5＝40/√3 A です。

正解：ハ

図aの供給電力は 2VI で電線は3本なので、1線あたり 2VI/3。図bは VI で電線2本なので、1線あたり VI/2。比は (2/3)÷(1/2)＝4/3 倍です。

正解：ロ

コンデンサで無効分を打ち消すと、線路電流は有効分だけになり、設置前の 0.8 倍になります。損失は電流の2乗に比例するので、2.5×0.8²＝1.6 kW です。

正解：ロ

変圧器の 21 %（30 MV·A 基準）を 10 MV·A 基準に直すと 21×10/30＝7 %。抵抗とリアクタンスの比が等しいので単純に足せて、2＋7＋3＝12 % です。

正解：イ

1相分は X_L と X_C の直列で、合成リアクタンスは X_C−X_L（容量性）。相電圧 V/√3 なので、無効電力は Q＝3×(V/√3)²/(X_C−X_L)＝V²/(X_C−X_L) [var] です。

正解：ハ

一般用のかご形誘導電動機のトルクは、始動時（回転速度0）にある程度の大きさがあり、回転速度が上がると最大トルクを経て、同期速度付近で急に0に下がります。この形の曲線は C です。

正解：イ

鉄損（ヒステリシス損＋渦電流損）は磁束密度が大きいほど増え、磁束は一次電圧に比例するので、一次電圧が高くなると鉄損は増加します。(イ)が正しい記述です。鉄損は2つの損失の和なのでどちらよりも大きく、周波数によっても変化します。

正解：ロ

JIS Z 9110（照明設計基準）では、学校の教室（机上面）の維持照度の推奨値を 300 lx としています。

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：ロ

写真は、銅やアルミの導体を絶縁物で支持して金属製のダクトに収めたバスダクトです。大電流の幹線に使われます。

正解：ニ

写真は、雷などによる過電圧（サージ）から低圧の電気設備を守るサージ防護デバイス（SPD）です。分電盤などで電路と大地の間に接続し、サージ電流を大地へ流します。

正解：ニ

ガスタービンで発電し、その高温の排ガスで排熱回収ボイラの蒸気をつくり、蒸気タービンでも発電する方式です。ガスタービンと蒸気タービンを組み合わせているので、コンバインドサイクル発電です。

正解：ハ

発電機出力は P＝9.8QHη＝9.8×20×100×0.85＝16 660 kW≒16.7 MW です。

正解：ニ

高圧ケーブルの電力損失には、導体の抵抗損、絶縁体の誘電損、金属シースに流れる電流によるシース損があります。鉄損は変圧器などの鉄心で生じる損失で、ケーブルの損失ではありません。

正解：ニ

単相変圧器の並行運転に必要なのは、極性が一致すること、変圧比が等しいこと、インピーダンス電圧が等しいこと、などです。効率が等しいことは必要条件ではありません。

正解：ハ

高圧交流真空電磁接触器（VMC）は、電磁石で接点を開閉する機器で、電動機やコンデンサなどの高頻度の開閉に使われます。断路器は無負荷時の開閉用、遮断器は事故電流の遮断用です。

正解：イ

B種接地工事の接地抵抗値は、変圧器の高圧側電路の1線地絡電流 I₁ [A] を使って、原則 150/I₁ Ω以下（遮断装置の動作時間により 300/I₁・600/I₁）と決まります。必要なのは1線地絡電流です。

正解：イ

写真は、上部に限流ヒューズが付いた計器用変圧器（VT）です。高電圧を低電圧に変圧し、電圧計や継電器に送ります。

正解：ハ

SOG形のGR付PASは短絡電流を遮断できません。構内で短絡事故が起きると、一般送配電事業者の遮断器が動作して配電線が一時停止し、その無電圧の間に PAS が開放されて、配電線は早期に復旧します。「配電線を停止させることなく自動遮断する」とした(ハ)が誤りです。

正解：イ

支線工事では、支線に亜鉛めっき鋼より線を使い、途中に感電防止の玉がいしを入れ、下端は地中のアンカに固定します。耐張クランプは電線を引き留める金具で、支線には使いません。

正解：ロ

写真は、コンクリートを打つ前に型枠に釘で取り付けて埋め込み、あとでボルトをねじ込んで機器や吊りボルトを支持するためのインサートです。

正解：ロ

写真は短絡接地器具です。高圧受電設備の工事や点検のとき、停電させた電路を短絡して接地し、誤送電や誘導による感電事故を防ぎます。「接地中」の標識とあわせて使います。

正解：ロ

低圧分岐回路には、分岐回路を保護する過電流遮断器を分岐点の近く（原則3 m以内）に施設する必要があります。幹線にのみ過電流遮断器を施設した(ロ)が不適切です。

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：ロ

解釈第167条では、低圧配線を金属管工事・金属ダクト工事などで施設し、弱電流電線と同一のボックスやダクトに収める場合は、堅ろうな隔壁を設け、金属製部分にC種接地工事を施すこととしています。同一の金属製ボックスに収めた場合に「D種接地工事」とした(ロ)が誤りです。

正解：イ

①の拡大図は、がい管の外側にかさ（ひだ）の付いた磁器製のがい管を持つ、耐塩害屋外終端接続部です。海岸近くなど塩分の付着しやすい屋外で、表面の漏れ電流によるフラッシオーバを防ぐ構造になっています。

正解：ニ

避雷器の接地はA種接地工事で、接地線の地下 75 cm から地表上 2 m までの部分は、合成樹脂管（厚さ 2 mm 未満のものやCD管を除く）などで覆う必要があります（解釈第17条）。金属管である薄鋼電線管に収めると、雷電流が流れたときに接地線のインピーダンスが増すため不適切で、(ニ)が誤りです。

正解：イ

高圧ケーブルを支持するケーブルラックの金属製部分にはA種接地工事（接触防護措置を施す場合はD種）が必要で、低圧のような「長さ4 m以下で乾燥した場所なら省略」の緩和はありません。A種接地工事を省略した(イ)が誤りです。高圧ケーブルと弱電流電線の離隔は 15 cm 以上でよく、(ロ)は正しい記述です。

正解：イ

PF・S形の主遮断装置には、短絡時に溶断する高圧限流ヒューズ、ヒューズ溶断時に負荷開閉器を開くストライカ引外し装置、相間・側面の絶縁バリアが必要です。過電流ロック機能はSOG形のGR付PASなどの機能で、PF・S形には必要ありません。

正解：ハ

可とう導体は、地震や振動による変圧器と母線の相対的な動きを吸収し、ブッシングやがいしの損傷を防ぐためのもので、電流を制限する作用はありません。「限流作用によって母線や変圧器の損傷を防止できる」とした(ハ)が不適切です。

正解：イ

解釈第17条では、D種接地工事を施す金属体と大地との間の電気抵抗値が 100 Ω 以下であれば、D種接地工事を施したものとみなされます。「10 Ω 以下」とした(イ)が誤りです。接地抵抗値は原則 100 Ω 以下、0.5 秒以内に自動遮断する装置があれば 500 Ω 以下です。

正解：ロ

公称電圧 6.6 kV の最大使用電圧は 6 600×1.15/1.1＝6 900 V。交流の試験電圧はその1.5倍で、ケーブルを直流で試験する場合はさらに2倍にします。式は 6 600×1.15/1.1×1.5×2 です。

正解：ロ

絶縁油の劣化診断には、油中ガス分析、絶縁耐力試験（絶縁破壊電圧試験）、酸価度試験（全酸価試験）などがあります。真空度測定は真空遮断器などの診断で、絶縁油とは関係ありません。

正解：ニ

電気工事士法施行規則の「軽微な作業」に当たる、電圧 600 V 以下で使う電気機器の端子に電線をねじ止めする作業は、資格がなくても従事できます。(ニ)がこれに当たります。ダクトに電線を収める、電線管を曲げて接続する、金属製の線ぴを金属板張りの部分に取り付ける作業は、資格が必要です。

正解：イ

定格電流 100 A 以下の配線用遮断器は特定電気用品なので、60 A の配線用遮断器(イ)が該当します。単相電動機、進相コンデンサ、電力量計は特定電気用品ではありません（電力量計は計量法の対象です）。

正解：ニ

電気工事業法では、一般用電気工事の作業に従事する者は、主任電気工事士がその職務として行う指示に従わなければなりません。(ニ)が正しい記述です。電気用品安全法の表示のない電気用品は使えず、標識は営業所と施工場所に掲げ、帳簿は5年間保存します。

正解：ニ

①の図記号は、3極の開閉器に零相変流器（地絡検出用の環状の鉄心）が組み合わされたもので、漏電遮断器（過負荷保護付）を表します。

正解：ハ

②は押しボタンスイッチのブレーク接点（停止用）です。押している間だけ接点が動作し、手を離すとばねで元に戻るので、手動操作自動復帰の接点です。

正解：ニ

③は停止用（ブレーク接点）と始動用（メーク接点）の押しボタンが組になったもので、ON・OFFの2つのボタンがある押しボタンスイッチ(ニ)です。(ハ)は正転・逆転・停止の3つのボタンをもつもので、この回路には使いません。

正解：ロ

この回路は、始動した電動機をタイマ（TLR）の設定時間後に停止させます。④には、TLRが設定時間後に開いて電磁接触器のコイル回路を切る、限時動作瞬時復帰のブレーク接点(ロ)を使います。

正解：イ

ブザーの図記号は、半円の形をした(イ)です。(ハ)はベルです。

正解：ロ

①はコンデンサを使った零相電圧検出器（ZPD）です。地絡事故のときに生じる零相電圧を検出し、地絡方向継電器に送ります。

正解：ニ

②には、零相変流器の零相電流と零相電圧検出器の零相電圧から地絡の方向を判定する地絡方向継電器（DGR）を設置します。図記号は、地絡（⏚）と方向を表す矢印が付いた(ニ)です。(イ)は方向判定のない地絡継電器です。

正解：ハ

③は電力量計（Wh）に電圧と電流を送る計器用変圧変流器（VCT）で、写真(ハ)です。(イ)(ロ)はVT・LA内蔵のGR付PAS（区分開閉器）の写真です。

正解：ロ

④の「U＜」は不足電圧継電器（UVR）です。常用電源が停電して電圧が下がったことを検出し、切替開閉器（MC-DT）で非常用予備発電装置側に切り替えます。

正解：ニ

⑤は過電流継電器・電力計・力率計に電流を送る計器用変流器（CT）です。三相3線式では2個のCTをV結線（2相分）にして使うのが一般的なので、写真(ニ)のCTを2個設置します。(イ)(ハ)は零相変流器です。