電験三種 平成21年度(2009) 法規 問13(b) 過去問解説
図は，三相210[V]低圧幹線の計画図の一部である。図の低圧配電盤から分電盤に至る低圧幹線に施設する配線用遮断器に関して，次の(a)及び(b)に答えよ。
ただし，基準容量200[kV·A]・基準電圧210[V]として，変圧器及びケーブルの各百分率インピーダンスは次のとおりとし，変圧器より電源側及びその他記載の無いインピーダンスは無視するものとする。
変圧器の百分率抵抗降下1.4[%]及び百分率リアクタンス降下2.0[%]
ケーブルの百分率抵抗降下8.8[%]及び百分率リアクタンス降下2.8[%]
(b) 配線用遮断器CB1及びCB2の遮断容量[kA]の値として，最も適切な組み合わせは次のうちどれか。
ただし，CB1とCB2は，三相短絡電流の値の直近上位の遮断容量[kA]の配線用遮断器を選択するものとする。
- (1) CB1：5，CB2：2.5
- (2) CB1：10，CB2：2.5
- (3) CB1：22，CB2：5
- (4) CB1：25，CB2：5
- (5) CB1：35，CB2：10
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正解は(4)
使う公式
百分率インピーダンス（直列） $\%Z = \sqrt{(\%R_1 + \%R_2)^2 + (\%X_1 + \%X_2)^2}$（抵抗分どうし、リアクタンス分どうしを足してから合成する）
三相短絡電流 $I_s = I_n \times \dfrac{100}{\%Z}$
解説
【考え方】遮断器は、すぐ下で短絡（ショート）したときの電流を切れなければいけません。CB1 は F 点、CB2 はケーブルの先の短絡電流で選びます。
■1 CB1 の遮断容量
CB1 のすぐ下は F 点です。(a) より、F 点の短絡電流は 22.5 kA です。
すぐ上の 25 kA を選びます。
■2 基準の電流を出す
基準容量 200 kV·A＝200 000 V·A、基準電圧 210 V です。
$I_n = \dfrac{200000}{\sqrt{3} \times 210} \fallingdotseq 549.9\,\mathrm{A}$
■3 CB2 の位置の %Z
変圧器とケーブルの抵抗分、リアクタンス分をそれぞれ足します。
抵抗分 $1.4 + 8.8 = 10.2\,\%$
リアクタンス分 $2.0 + 2.8 = 4.8\,\%$
$\%Z = \sqrt{10.2^2 + 4.8^2}$
$= \sqrt{104.04 + 23.04}$
$\fallingdotseq 11.27\,\%$
■4 CB2 の位置の短絡電流
$I_s = 549.9 \times \dfrac{100}{11.27}$
$\fallingdotseq 4\,880\,\mathrm{A} \fallingdotseq 4.9\,\mathrm{kA}$
すぐ上の 5 kA を選びます。
答えは(4)ピヨ。
変圧器とケーブルの抵抗分、リアクタンス分をそれぞれ足します。
抵抗分 $1.4 + 8.8 = 10.2\,\%$
リアクタンス分 $2.0 + 2.8 = 4.8\,\%$
$\%Z = \sqrt{10.2^2 + 4.8^2}$
$= \sqrt{104.04 + 23.04}$
$\fallingdotseq 11.27\,\%$
■4 CB2 の位置の短絡電流
$I_s = 549.9 \times \dfrac{100}{11.27}$
$\fallingdotseq 4\,880\,\mathrm{A} \fallingdotseq 4.9\,\mathrm{kA}$
すぐ上の 5 kA を選びます。
答えは(4)ピヨ。
出典：平成21年度（2009） 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）法規 問13(b)