電験三種 H25年 法規 問13 問題と解説

　問 題　　　　　

変圧器によって高圧電路に結合されている低圧電路に施設された使用電圧100[V]の金属製外箱を有する電動ポンプがある。この変圧器のB種接地抵抗値及びその低圧電路に施設された電動ポンプの金属製外箱のD種接地抵抗値に関して、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

ただし、次の条件によるものとする。

• 変圧器の高圧側電路の1線地絡電流は3[A]とする。
• 高圧側電路と低圧側電路との混触時に低圧電路の対地電圧が150[V]を超えた場合に、1.2秒で自動的に高圧電路を遮断する装置が設けられている。

(a)　変圧器の低圧側に施されたB種接地工事の接地抵抗値について、「電気設備技術基準の解釈」で許容されている上限の抵抗値[Ω]として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1. 10
2. 25
3. 50
4. 75
5. 100

(b)　電動ポンプに完全地絡事故が発生した場合、電動ポンプの金属製外箱の対地電圧を25[V]以下としたい。このための電動ポンプの金属製外箱に施すD種接地工事の接地抵抗値[Ω]の上限値として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

ただし、B種接地抵抗値は、上記(a)で求めた値を使用する。

1. 15
2. 20
3. 25
4. 30
5. 35

 

 

 

 

 

　解 説　　　　

(a)

電気設備の技術基準の解釈第17条2項では、B種接地工事の接地抵抗値について以下のように定められています。接地抵抗値は、表中の値以下にすること、と定められているので、表中の値が上限の抵抗値です。

※ I_gは、当該変圧器の高圧側又は特別高圧側の電路の1線地絡電流[A]

この問題では、遮断時間が1.2秒なので接地抵抗値は300/I_g[Ω]となり、また、I_gは3[A]なので、

と計算することができます。

(b)

電動ポンプの外箱に完全地絡事故が起きた際には、使用電圧100[V]に対してB種接地抵抗とD種接地抵抗が直列に並ぶ回路(以下の図を参照)ができあがります。

• V：使用電圧[V]
• V_D：金属製外箱の対地電圧[V]
• R_B：B種接地抵抗値[Ω]
• R_D：D種接地抵抗値[Ω]

すると、求めたいのは上図のR_Dとなります。

まず、VとV_Dがわかっているので、抵抗R_Bのところの電圧V_Bは、

となり、そこを流れる電流Iは、

です。よって、D種接地抵抗値R_Dは、

となります。

選択肢を見ると、33[Ω]に近いのが、(4)の30と(5)の35の2つがありますが、問題(a)のときと同様、ここで求めた抵抗値は最大値となります。実際には計算結果である33[Ω]以下にすることが求められますので、(5)の35は不適で、(4)の30が正解だと判断できます。