令和3年度 上期 午前 第二種電気工事士 筆記試験 解答と解説
2021年5月30日（日）午前に実施された令和3年度 上期 電気工事士 筆記試験の解答と解説です。
【注】本問題の計算で $\sqrt{2}$，$\sqrt{3}$ 及び円周率 $\pi$ を使用する場合の数値は次によること。$\sqrt{2}=1.41$，$\sqrt{3}=1.73$，$\pi=3.14$
次の各問いは４通りの答え（イ，ロ，ハ，二）が書いてある。それぞれの問いに対して答えを１つ選びなさい。
なお，選択肢が数値の場合は最も近い値を選びなさい。
| 受験者 | 合格者 | 合格率 |
|---|---|---|
| 86,418 名 | 52,176 名 | 60.4 % |
No. 1 端子間の電圧
図のような回路で，スイッチ S を閉じたとき，a-b 端子間の電圧 [V] は。
- 30
- 40
- 50
- 60
スイッチ S を閉じたとき，a-b 端子間の電圧は，100 V の電圧を 30 Ω と 30 Ω の抵抗で，分圧していると考えればよいので，50 V である。
No. 2 抵抗の求め方
抵抗 $R$ [Ω] に電圧 $V$ [V] を加えると，電流 $I$ [A] が流れ，$P$ [W] の電力が消費される場合，抵抗 $R$ [Ω] を表す式として，誤っているものは。
- $\displaystyle \frac{PI}{V}$
- $\displaystyle \frac{P}{I^2}$
- $\displaystyle \frac{V^2}{P}$
- $\displaystyle \frac{V}{I}$
題意より，$P=VI$，$V=RI$ を満たす必要があり，イが誤っている。
No. 3 接触抵抗により発生する熱量
電線の接続不良により，接続点の接触抵抗が 0.5 Ω となった。この電線に 20 A の電流が流れると，接続点から 1 時間に発生する熱量 [kJ] は。
ただし，接触抵抗の値は変化しないものとする。
- 72
- 144
- 720
- 1 440
接続点から 1 時間に発生する熱量 [kJ] は，次式で求められる。
No. 4 抵抗とリアクトルとが並列に接続された回路の消費電力
図のような抵抗とリアクトルとが並列に接続された回路の消費電力 [W] は。
- 500
- 625
- 833
- 1 042
図のような回路の消費電力は，すなわち抵抗の消費電力である。抵抗の消費電力 $P$ [W] は，次式で求められる。
\[ P= \frac{V^2}{R}=\frac{100^2}{16}=625 \text{ [W]} \]No. 5 三相 3 線式 200 V 回路の断線
図のような三相 3 線式 200 V の回路で，c-o 間の抵抗が断線した。断線前と断線後の a-o 間の電圧 $V$ の値 [V] の組合せとして，正しいものは。
- 断線前 116，断線後 116
- 断線前 116，断線後 100
- 断線前 100，断線後 116
- 断線前 100，断線後 100
断線前の a-o 間の電圧の値は，相電圧 200 V を $\sqrt{3}$ で除した 116 V，断線後の a-o 間の電圧は，相電圧 200 V を 2 で除した 100 V である（断線後は抵抗 $R$ と抵抗 $R$ で分圧している）。
No. 6 単相 3 線式回路
図のような単相 3 線式回路で，スイッチ a だけが閉じたときの電流計 A の指示値 $I_1$ [A] とスイッチ a 及び b を閉じたときの電流計 A の指示値 $I_2$ [A] の組合せとして，適切なものは。
ただし，H は定格電圧 100 V の電熱器である。
- $I_1 = 2$，$I_2 = 2$
- $I_1 = 2$，$I_2 = 0$
- $I_1 = 2$，$I_2 = 4$
- $I_1 = 4$，$I_2 = 0$
スイッチ a だけが閉じたときの電流計 A の指示値 $I_1$ [A] は，次式で求められる。
スイッチ a 及び b を閉じたとき，中性線には電流は流れないので，電流計 A の指示値 $I_2$ [A] は 0 [A] である。
No. 7 電線の電力損失
図のような三相交流回路において，電線 1 線当たりの抵抗が 0.2 Ω，線電流が 15 A のとき，この電線の電力損失 [W] は。
- 78
- 90
- 120
- 135
電線の電力損失は，次式で求められる。
No. 8 合成樹脂製可とう電線管（PF 管）による低圧屋内配線工事
合成樹脂製可とう電線管（PF 管）による低圧屋内配線工事で，管内に断面積 5.5 mm2 の 600 V ビニル絶縁電線（軟銅線）7 本を収めて施設した場合，電線 1 本当たりの許容電流 [A] は。
ただし，周囲温度は 30 °C 以下，電流減少係数は 0.49 とする。
- 13
- 17
- 24
- 29
断面積 5.5 mm2 の 600 V ビニル絶縁電線（軟銅線）の許容電流 49 [A] に電流減少係数 0.49 を乗じて，電線 1 本当たりの許容電流 [A] を求める。
No. 9 幹線の太さと過電流遮断器の定格電流を決定する根拠
図のような電熱器 H 1 台と電動機 M 2 台が接続された単相 2 線式の低圧屋内幹線がある。この幹線の太さを決定する根拠となる電流 $I_W$ [A] と幹線に施設しなければならない過電流遮断器の定格電流を決定する根拠となる電流 $I_B$ [A] の組合せとして，適切なものは。
ただし，需要率は 100 % とする。
- $I_W = 50$，$I_B = 125$
- $I_W = 50$，$I_B = 130$
- $I_W = 60$，$I_B = 130$
- $I_W = 60$，$I_B = 150$
電動機の定格電流の合計を $I_\text{M}$ [A]，他の電気使用機械器具の定格電流の合計を $I_\text{H}$ [A] とする。
$I_\text{M} \gt I_\text{H}$ かつ $I_\text{M} \le 50$ であるので，幹線の許容電流は，次式で求められる。
\[ I_W \ge 1.25 I_\text{M}+I_\text{H} = 1.25 \times 40 + 10 = 60 \text{ [A]} \]幹線に施設しなければならない過電流遮断器の定格電流を決定する根拠となる電流 $I_B$ [A] は，次式で求められる。
\[ I_B \le 3 I_\text{M} + I_\text{H} = 3 \times 40 + 10 = 130 \text{ [A]} \]上記の値は，当該低圧幹線の許容電流 $I_W$ を 2.5 倍した値を超えていない。
No. 10 低圧屋内配線の分岐回路の設計
低圧屋内配線の分岐回路の設計で，配線用遮断器，分岐回路の電線の太さ及びコンセントの組合せとして，適切なものは。
ただし，分岐点から配線用遮断器までは 3 m，配線用遮断器からコンセントまでは 8 m とし，電線の数値は分岐回路の電線（軟銅線）の太さを示す。
また，コンセントは兼用コンセントではないものとする。
- ロは，軟銅線の太さ直径 2.6 mm 以上でなければならない。
- ハは，定格電流 20 A 以下のコンセントでなければならない。
- ニは，軟銅線の太さ断面積 8 mm2 以上でなければならない。
No. 11 エントランスキャップの使用目的
エントランスキャップの使用目的は。
- 主として垂直な金属管の上端部に取り付けて，雨水の浸入を防止するために使用する。
- コンクリートの打ち込み時に金属管内にコンクリートが浸入するのを防止するために使用する。
- 金属管工事で管が直角に屈曲する部分に使用する。
- フロアダクトの終端部を閉そくするために使用する。
エントランスキャップは，屋外の金属管の端に取り付けて，雨水の浸入を防ぐ。
No. 12 耐熱性
耐熱性が最も優れているものは。
- 600 V 二種ビニル絶縁電線
- 600 V ビニル絶縁電線
- MI ケーブル
- 600 V ビニル絶縁ビニルシースケーブル
常時許容温度は，次表の通り。
| 選択肢 | 名称 | 常時許容温度 [°C] |
|---|---|---|
| イ | 600 V 二種ビニル絶縁電線 | 75 |
| ロ | 600 V ビニル絶縁電線 | 60 |
| ハ | MI ケーブル | -269 ～ 1 260[1] |
| ニ | 600 V ビニル絶縁シースケーブル | 60 |
- 株式会社岡崎製作所 MI ケーブルの特長より
No. 13 電気工事の種類と工具との組合せ
電気工事の種類と，その工事に使用する工具との組合せで，適切なものは。
- 合成樹脂管工事とリード型ねじ切り器
- ライティングダクト工事と合成樹脂管用カッタ
- 金属管工事とパイプベンダ
- 金属線ぴ工事とボルトクリッパ
パイプベンダは，金属管を曲げる工具である。
No. 14 三相かご形誘導電動機
極数 6 の三相かご形誘導電動機を周波数 60 Hz で使用するとき，最も近い回転速度 [min-1] は。
- 600
- 1 200
- 1 800
- 3 600
三相かご形誘導電動機の回転速度 $N_s$ は，次式で求められる。
\[ N_s = \frac{120f}{p} = \frac{120 \times 60}{6} = 1200 \]No. 15 直管 LED ランプ
直管 LED ランプに関する記述として，誤っているものは。
- すべての蛍光灯照明器具にそのまま使用できる。
- 同じ明るさの蛍光灯と比較して消費電力が小さい。
- 制御装置が内蔵されているものと内蔵されていないものとがある。
- 蛍光灯に比べて寿命が長い。
直管 LED ランプは，すべての蛍光灯照明器具にそのまま使用できるわけではない。
No. 16 材料の識別
写真に示す材料の名称は。
- 無機絶縁ケーブル
- 600 V ビニル絶縁ビニルシースケーブル平形
- 600 V 架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル
- 600 V ポリエチレン耐熱耐燃性ポリエチレンシースケーブル平形
左下の写真には「TAINEN」，右下の写真には「EM 600 V」と記載されている。
No. 17 器具の識別
写真に示す器具の名称は。
- 漏電警報器
- 電磁開閉器
- 配線用遮断器（電動機保護兼用）
- 漏電遮断器
写真に示す器具の名称は「配線用遮断器（電動機保護兼用）」であり，過電流や短絡電流が流れた場合に回路を遮断するのに用いる。
No. 18 工具の識別
写真に示す工具の名称は。
- 手動油圧式圧着器
- 手動油圧式カッタ
- ノックアウトパンチャ（油圧式）
- 手動油圧式圧縮器
写真に示す工具の名称は「手動油圧式圧着器」であり，太い電線の圧着接続に用いる。
No. 19 単相 100 V 屋内配線の施設場所と工事の種類との施工可否
次表は単相 100 V 屋内配線の施設場所と工事の種類との施工可否を示す表である。表中の a ～ f のうち，「施工できない」ものを全て選んだ組合せとして，正しいものは。
| 施設場所の区分 | 工事の種類 | ||
|---|---|---|---|
| 合成樹脂管工事 （CD 管を除く） |
ケーブル工事 | ライティング ダクト工事 |
|
| 展開した場所で湿気の多い場所 | a | c | e |
| 点検できる隠ぺい場所で乾燥した場所 | b | d | f |
- a，f
- e のみ
- b のみ
- e，f
ライディングダクト工事は，感電や漏電のおそれがあるため，湿気場所・点検できない場所には施設できない。
No. 20 ケーブル工事の施工方法
低圧屋内配線工事（臨時配線工事の場合を除く）で，600 V ビニル絶縁ビニルシースケーブルを用いたケーブル工事の施工方法として，適切なものは。
- 接触防護措置を施した場所で，造営材の側面に沿って垂直に取り付け，その支持点間の距離を 8 m とした。
- 金属製遮へい層のない電話用弱電流電線と共に同一の合成樹脂管に収めた。
- 建物のコンクリート壁の中に直接埋設した。
- 丸形ケーブルを，屈曲部の内側の半径をケーブル外径の 8 倍にして曲げた。
- 接触防護措置を施した場所で，造営材の側面に沿って垂直に取り付け，その支持点間の距離を 6 m とした。
- 金属製遮へい層のない電話用弱電流電線と共に同一の合成樹脂管に収めた。
- 建物のコンクリート壁の中に直接埋設した。
- 丸形ケーブルを，屈曲部の内側の半径をケーブル外径の 8 倍にして曲げた。（正しい）
合成樹脂管工事により施設する低圧配線の電線と弱電流電線とは，同一の管の中に施設しない。
電線を直接コンクリートに埋め込んで埋設する低圧屋内配線は，MI ケーブル，コンクリート直埋用ケーブル又は【地中電線路の施設】第6項に規定する性能を満足するがい装を有するケーブルでなければならない。
No. 21 金属管とアウトレットボックスとを電気的に接続する方法
金属管工事で金属管とアウトレットボックスとを電気的に接続する方法として，施工上，最も適切なものは。
金属管とアウトレットボックスとは，ねじ接続その他これと同等以上の効力のある方法により，堅ろうに，かつ，電気的に完全に接続する。
No. 22 ケーブル工事による低圧屋内配線
ケーブル工事による低圧屋内配線で，ケーブルと弱電流電線の接近又は交差する箇所が a ～ d の 4 箇所であった。a ～ d のうちから適切なものを全て選んだ組合せとして，正しいものは。
- 弱電流電線と交差する箇所で接触していた。
- 弱電流電線と重なり合って接触している長さが 3 m あった。
- 弱電流電線と接触しないように離隔距離を 10 cm 離して施設していた。
- 弱電流電線と接触しないように堅ろうな隔壁を設けて施設していた。
- d のみ
- c，d
- b，c，d
- a，b，c，d
ケーブル工事による低圧屋内配線が弱電流電線と接触しないように施設する。
No. 23 低圧屋内配線の金属可とう電線管工事
低圧屋内配線の金属可とう電線管（使用する電線管は 2 種金属製可とう電線管とする）工事で，不適切なものは。
- 管の内側の曲げ半径を管の内径の 6 倍以上とした。
- 管内に 600 V ビニル絶縁電線を収めた。
- 管とボックスとの接続にストレートボックスコネクタを使用した。
- 管と金属管（鋼製電線管）との接続に TS カップリングを使用した。
TS カップリングは，硬質塩化ビニル電線管相互を接続するのに用いる。
No. 24 低圧電路で使用する測定器とその用途の組合せ
低圧電路で使用する測定器とその用途の組合せとして，正しいものは。
- 検電器と電路の充電の有無の確認
- 回転計と三相回路の相順（相回転）の確認
- 回路計（テスタ）と絶縁抵抗の測定
- 電力計と消費電力量の測定
相順（相回転）の確認は検相器，絶縁抵抗の測定は絶縁抵抗計，消費電力量の測定は電力量計で行う
No. 25 低圧電路の使用電圧と電線相互間及び電路と大地との間の絶縁抵抗
次表は，電気使用場所の開閉器又は過電流遮断器で区切られる低圧電路の使用電圧と電線相互間及び電路と大地との間の絶縁抵抗の最小値についての表である。
次の空欄 (A)，(B) 及び (C) に当てはまる数値の組合せとして，正しいものは。
| 電路の使用電圧区分 | 絶縁抵抗値 | |
|---|---|---|
| 300 V 以下 | 対地電圧 150 V 以下の場合 | (A) [MΩ] |
| その他の場合 | (B) [MΩ] | |
| 300 V を超えるもの | (C) [MΩ] | |
- (A) 0.1，(B) 0.2，(c) 0.3
- (A) 0.1，(B) 0.2，(c) 0.4
- (A) 0.2，(B) 0.3，(c) 0.4
- (A) 0.2，(B) 0.4，(c) 0.6
電気使用場所における使用電圧が低圧の電路の電線相互間及び電路と大地との間の絶縁抵抗は，開閉器又は過電流遮断器で区切ることのできる電路ごとに，次の表の左欄に掲げる電路の使用電圧の区分に応じ，それぞれ同表の右欄に掲げる値以上でなければならない。
| 電路の使用電圧の区分 | 絶縁抵抗値 | |
|---|---|---|
| 300 V 以下 | 対地電圧（接地式電路においては電線と大地との間の電圧，非接地式電路においては電線間の電圧をいう。）が 150 V 以下の場合 | 0.1 MΩ |
| その他の場合 | 0.2 MΩ | |
| 300 Vを超えるもの | 0.4 MΩ | |
No. 26 直読式接地抵抗計
直読式接地抵抗計を用いて，接地抵抗を測定する場合，被測定接地極 E に対する，2 つの補助接地極 P（電圧用）及び C（電流用）の配置として，適切なものは。
接地（アース）抵抗を測定するのに用いる。補助接地棒 2 本とリード線がついている。接地極より 10 m 離れた場所に補助接地極（電圧極）を打ち込み，さらに 10 m 離れた場所に補助接地極（電流極）を打ち込む。
- 緑（E）：被測定接地極につなぐ
- 黄（P）：補助接地極（電圧極）につなぐ
- 赤（C）：補助接地極（電流極）につなぐ
No. 27 電圧計，電流計，電力計の結線方法
単相交流電源から負荷に至る回路において，電圧計，電流計，電力計の結線方法として，正しいものは。
電力量測定の基本は，電流または電圧の測定である。
- 電圧計は測定するものと並列に接続する。
- 電流計は直列に接続する。
- 電力計は，電流コイルを負荷と直列に，電圧コイルを負荷と並列に接続する。
No. 28 電気工事士法
「電気工事士法」において，一般用電気工作物の工事又は作業で電気工事士でなければ従事できないものは。
- 差込み接続器にコードを接続する工事
- 配電盤を造営材に取り付ける作業
- 地中電線用の暗きょを設置する工事
- 火災感知器に使用する小型変圧器（二次電圧が 36 V 以下）二次側の配線工事
電気工事士法に紐づく電気工事士施行規則には，電気工事士ではないとできない作業が規定されており，「ボックスを造営材その他の物件に取り付ける作業」がある。
No. 29 特定電気用品
「電気用品安全法」の適用を受ける次の電気用品のうち，特定電気用品は。
- 定格電流 20 A の配線用遮断器
- 消費電力 30 W の換気扇
- 外径 19 mm の金属製電線管
- 消費電力 1 kW の電気ストーブ
配線用遮断器は，特定電気用品である。（参考）特定電気用品（116品目）一覧 - 電気用品安全法（METI/経済産業省）
No. 30 一般用電気工作物
一般用電気工作物の適用を受けないものは。
ただし，発電設備は電圧 600 V 以下で，1 構内に設置するものとする。
- 低圧受電で，受電電力の容量が 35 kW，出力 15 kW の非常用内燃力発電設備を備えた映画館
- 低圧受電で，受電電力の容量が 35 kW，出力 10 kW の太陽電池発電設備と電気的に接続した出力 5 kW の風力発電設備を備えた農園
- 低圧受電で，受電電力の容量が 45 kW，出力 5 kW の燃料電池発電設備を備えたコンビニエンスストア
- 低圧受電で，受電電力の容量が 35 kW，出力 15 kW の太陽電池発電設備を備えた幼稚園
出力 15 kW の非常用内燃力発電設備は，小出力発電設備に該当しない。