令和6年度 上期 第一種 学科試験 問48 解説 高圧受電設備機器
⑧で示す部分に設置できる機器は。
- 限流ヒューズ付高圧交流負荷開閉器 ✓ 正答
- 断路器
- 高圧気中負荷開閉器
- ヒューズ付高圧カットアウト
解説
この問題の正解を導くための鍵は、受電設備における保護装置の役割と、機器ごとの機能の違いを理解することです。
受電設備における保護装置の役割を見極める
単線結線図の受電点直後に設置される機器は、回路の負荷を開閉する機能と、短絡事故が発生した際に回路を遮断して事故を拡大させない保護機能の両方が求められます。
選択肢の中で、これら両方の役割を一台で完結できるのは、限流ヒューズ付高圧交流負荷開閉器（PF・LBS）のみです。断路器には遮断能力がなく、負荷開閉器単体では短絡電流を遮断できないため、ヒューズを組み合わせることで保護機能を付加しています。
機器ごとの機能と適用の判断基準
高圧受電設備において、それぞれの機器は以下のような特性を持っています。
・限流ヒューズ付高圧交流負荷開閉器（PF・LBS）：負荷電流の開閉に加え、限流ヒューズが短絡電流を遮断するため、受電点の保護装置として非常に一般的です。 ・断路器（DS）：回路の切り離しを目的としていますが、負荷電流や事故電流を遮断する能力はありません。必ず負荷側で遮断した後に操作する必要があります。 ・高圧気中負荷開閉器（LBS）：負荷電流の開閉は可能ですが、短絡電流を遮断する能力はありません。そのため、ヒューズがない状態では保護装置としては不十分です。 ・ヒューズ付高圧カットアウト（PC）：主に柱上変圧器などの保護に使用されます。受電設備全体を保護するメインの遮断装置としては、容量や遮断性能の観点から適当ではありません。
試験問題では、図中の⑧が受電点に近い重要な箇所である場合、その場所に求められる「負荷の開閉」と「短絡保護」の二つの機能を満たせる機器はどれか、という視点で選択肢を絞り込むのが定石です。
実務現場における機器選択の意義
実際の電気設備設計において、どの保護機器を採用するかは、受電設備の容量や短絡容量、そしてコストバランスによって決まります。
PF・LBSが広く使われるのは、真空遮断器（VCB）などの高価な遮断器を設置するまでもない小規模な需要家において、ヒューズという安価かつ確実な保護装置を組み合わせることで、設備コストを抑えつつ安全を確保できるためです。一方で、より大きな電力を扱う施設では、遮断性能がより高く、再投入が容易なVCBなどが選定されます。
この問題を解くことは、単なる暗記ではなく、受電点から負荷に至るまでの保護協調という概念を理解しているかを確認することに繋がります。それぞれの機器がどのような事故電流に対応できるのかを理解しておくことは、保安規定の作成や保守点検の際にも不可欠な知識となります。
参考リンク
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