平成28年度 第2種 法規

2022年5月5日更新

はじめに

  1. 問題文中に「電気設備技術基準」とあるのは,「電気設備に関する技術基準を定める省令」の略である。
  2. 問題文中に「電気設備技術基準の解釈」とあるのは,「電気設備の技術基準の解釈における第1章~第6章及び第8章」をいう。なお,「第7章 国際規格の取り入れ」の各規定について問う出題にあっては,問題文中にその旨を明示する。
  3. 問題は,平成28年4月1日現在,効力のある法令(電気設備の技術基準の解釈を含む。)に基づいて作成している。

目次

  1. 事業用電気工作物及びその使用前自主検査
  2. 特別高圧架空電線路の第 2 種特別高圧保安工事
  3. 電気機械器具等の電路の絶縁及び接地
  4. ケーブル工事による高圧屋内配線の施設
  5. 事業用電気工作物の設置又は変更の工事
  6. 電力系統の不平衡状態
  7. 特別高圧架空電線の想定荷重の計算方法

問1 事業用電気工作物及びその使用前自主検査

  1. 事業用電気工作物を設置する者は,事業用電気工作物を主務省令で定める技術基準に適合するよう維持しなければならない。
  2. 使用前自主検査を行う事業用電気工作物を設置する者は,使用前自主検査の実施に係る体制について,主務省令で定める時期に,原子力を原動力とする発電用の事業用電気工作物以外の事業用電気工作物であって経済産業省令で定めるものを設置する者にあっては経済産業大臣の登録を受けた者が,その他の者にあっては主務大臣が行う審査を受けなければならない。
  3. 上記 b の審査は,事業用電気工作物の安全管理を旨として,使用前自主検査の実施に係る組織,検査の方法,工程管理その他主務省令で定める事項について行う。

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問2 特別高圧架空電線路の第 2 種特別高圧保安工事

  1. 支持物に木柱を使用する場合は,当該木柱の風圧荷重に対する安全率は, 2 以上であること。
  2. 支持物に A 種鉄柱を使用する場合は,径間は, 100 m 以下であること。
  3. 電線が他の工作物と接近又は交差する場合は,その電線を支持するがいし装置は,次のいずれかのものであること。
    1. 50 % 衝撃せん絡電圧の値が,当該電線の近接する他の部分を支持するがいし装置の値の 110 % (使用電圧が 130 000 V を超える場合は,105 % )以上のもの
    2. アークホーンを取り付けた懸垂がいし,長幹がいし又はラインポストがいしを使用するもの
    3. 2 連以上の懸垂がいし又は長幹がいしを使用するもの
    4. 2 個以上のラインポストがいしを使用するもの
  4. 上記 c の場合において,支持線を使用するときは,その支線には,本線と同一の強さ及び太さのものを使用し,かつ,本線との接続は,堅ろうにして電気が安全に伝わるようにすること。

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問3 電気機械器具等の電路の絶縁及び接地

  1. 発電所又は変電所,開閉所若しくはこれらに準ずる場所に施設する低圧交流母線の電路は,最大使用電圧の 1.5 倍の交流電圧( 500 V 未満となる場合は,500 V )を電路と大地との間(多心ケーブルにあっては,心線相互間及び心線と大地との間)に連続して 10 分間加えたとき,これに耐える性能を有すること。
  2. 最大使用電圧が 22 000 V の同期発電機は,27 500 V の交流電圧,又は44 000 V の直流電圧を巻線と大地との間に連続して 10 分間加えたとき,これに耐える性能を有すること。
  3. 大地との間の電気抵抗値が 2 Ω 以下の値を保っている建物の鉄骨その他の金属体は,非接地式高圧電路に施設する機械器具等に施す A 種接地工事及び非接地式高圧電路と低圧電路とを結合する変圧器を施す B 種接地工事の接地極に使用することができる。
  4. 変圧器の安定巻線又は遊休巻線を異常電圧から保護するためにその巻線に接地を施す場合には,接地工事は, A 種接地工事によること。

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問4 ケーブル工事による高圧屋内配線の施設

  1. ケーブル工事による高圧屋内配線は,ケーブル建造物の電気配線用のパイプシャフト内に垂直につり下げて施設する場合を除き,次によること。
    1. 重量物の圧力又は著しい機械的衝撃を受けるおそれがある箇所に施設するケーブルには,適当な防護装置を設けること。
    2. ケーブルを造営材の下面又は側面に沿って取り付ける場合は,ケーブルの支持点間の距離を 2 m (接触防護措置を施した場所において垂直に取り付ける場合は, 6 m )以下とし,かつ,その被覆を損傷しないように取り付けること。
    3. 管その他のケーブルを収める防護措置の金属製部分,金属製の電線接続箱及びケーブルの被覆に使用する金属体には,A 種接地工事を施すこと。ただし,接触防護措置(金属製のものであって,防護措置を施す設備と電気的に接続するおそれがあるもので防護する方法を除く。)を施す場合は, D 種接地工事によることができる。
  2. ケーブル工事による高圧屋内配線が,他の高圧屋内配線,低圧屋内配線,管灯回路の配線,弱電流電線等又は水管,ガス管若しくはこれらに類するもの(以下「他の屋内電線等」という。)と接近又は交差する場合は,次のいずれかによること。
    1. ケーブルと他の屋内電線等との離隔距離は,がいし引き工事により施設する低圧屋内配線が裸電線である場合には 30 cm 以上,その他の場合は 15 cm 以上であること。
    2. ケーブルと他の屋内電線等との間に耐火性のある堅ろうな隔壁を設けること。
    3. ケーブルを耐火性のある堅ろうな管に収めること。
    4. 他の高圧屋内配線の電線がケーブルであること。

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問5 事業用電気工作物の設置又は変更の工事

電気事業法では,「事業用電気工作物の設置又は変更の工事であって,主務省令で定めるものをしようとする者は,その工事の計画を主務大臣に届け出なければならない。」としており,主務省令においては,次のような規定がある。

  1. 出力 10 000 kW 以上の火力発電所の設置であって内燃力を原動力とするものの設置
  2. 出力 2 000 kW 以上の太陽電池発電所の設置
  3. 受電所において,電圧 100 kV 以上であって容量 10 000 kV·A 以上の変圧器に電圧調整装置を付加する改造
  4. 受電電圧 10 kV 以上の需要設備(鉱山保安法が適用されるものを除く。 5 も同じ。)の設置
  5. 需要設備における電圧 100 kV 以上の電線路の改造であって,電気方式又は回線数の変更を伴うもの

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問6 電力系統の不平衡状態

系統内の三相電流が不平衡となる原因は,主に電気炉,溶接機,交流式電気鉄道等の大型三相不平衡付加,送電線三相インピーダンスの不平衡,送電線の断線・地絡などである。大型三相不平衡負荷の内交流式電気鉄道は極めて単相負荷容量が大きく,「電気設備技術基準の解釈」では電圧不平衡率の制限値が規定されており,計算式により計算した値が,変電所の受電点において 3 % 以下であることとされている。

系統の不平衡状態によって発電機の温度上昇や,電力系統の保護装置の誤動作などの障害が出る。このうち同期発電機においては,相電流が生じ,各相の端子電圧や電機子電流が不平衡となる。不平衡状態では電機子電流の相電流により,回転子に渦電流が流れる。この電流は主に回転子軸の表面,くさびや保持環の間を流れ,この部分を通る渦電流によって過熱され,せん断破壊を起こすことがある。このため,同期発電機においては相電流の制限値が設けられている。

このように系統の不平衡状態では電気機器にも悪影響を及ぼすことから,対策として単相負荷を入れ替えて各相バランスを図ったり,不平衡負荷に短絡容量の大きい上位系統から供給するなどの方策がとられている。

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問7 特別高圧架空電線の想定荷重の計算方法

  1. 電線の張力計算に用いる想定荷重は,電線がケーブルである場合を除き,水平荷重 WW [N/m] と垂直荷重 WV [N/m] の合成荷重 WS [N/m] を用いる。合成荷重 WS [N/m] は,次式で示される。 \[ W_S = \sqrt{W_V^2 + W_W^2} \]
  2. 水平荷重 WW [N/m] としては風圧荷重をとる。甲種,乙種及び丙種の 3 種の風圧荷重があり,甲種風圧荷重を適用する場合,電線の垂直投影面に加わる風圧は,多導体では電線相互の干渉による低減を考慮し単導体の 90 % として 880 Pa をとる。ただし,多導体とは,構成する電線が 2 条ごとに水平に配列され,かつ,当該電線相互間の距離が電線の外径の 20 倍以下のものに限る。
  3. 垂直荷重 WV [N/m] としては電線重量 WC [N/m] をとる。ただし,乙種風圧荷重を適用する場合は,外径 d [mm] の電線の周囲に厚さ 6 mm ,比重 0.9 の氷雪が付着したときの被氷重量を見込むものとし,この場合の垂直荷重 WV [N/m] は次式で示される。 \[ W_V= W _C + 0.9 \times \pi \times 6 \times (d + 6) \times 10^{-3} \times 9.8 \]

参考文献

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