今回は令和6年度上期 法規科目 B問題13、B種接地抵抗値とD種接地抵抗値を求める計算問題です。(b)はB種とD種の分圧という、法規の計算の王道パターンです。
(a)は遮断時間0.8秒=1秒以内→600/I₁、さらにその1/3という条件付き。(b)は地絡時に100Vが RB と RD で分圧されると考え、外箱の電位を人体抵抗で割って10mA以下に収めます。
出題のポイント

令和6年度上期 法規科目 B問題13:問題文と選択肢
まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 法規科目 【技術基準の計算】 令和6年度上期 B問題13
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100Vの金属製外箱を有する空調機がある。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空調機の金属製外箱の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。
(ア) 変圧器の高圧側の電路の1線地絡電流は5Aで、B種接地工事の接地抵抗値は「電気設備技術基準の解釈」で許容されている最高限度の1/3に維持されている。
(イ) 変圧器の高圧側の電路と低圧側の電路との混触時に低圧電路の対地電圧が150Vを超えた場合に、0.8秒で高圧電路を自動的に遮断する装置が設けられている。
ただし、(ア)変圧器の高圧側の電路の1線地絡電流は5Aで、B種接地工事の接地抵抗値は「電気設備技術基準の解釈」で許容されている最高限度の1/3に維持されている。(イ)変圧器の高圧側の電路と低圧側の電路との混触時に低圧電路の対地電圧が150Vを超えた場合に、0.8秒で高圧電路を自動的に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[Ω]の値として、最も近いのは次のうちどれか。
(1)10 (2)20 (3)30 (4)40 (5)50 Ω
(b) 空調機に地絡事故が発生した場合、空調機の金属製外箱に触れた人体に流れる電流を10mA以下としたい。このための空調機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、最も近いのは次のうちどれか。ただし、人体の電気抵抗値は6 000Ωとする。
(1)10 (2)15 (3)20 (4)30 (5)60 Ω
ポイント解説:0.8秒は1秒以内/(b)はB種とD種の分圧
(a) 最高限度を出してから1/3:遮断時間0.8秒は1秒以内なので、B種接地抵抗の最高限度は600/I₁。
600 ÷ 5 = 120 [Ω](これが最高限度)
問題文は「最高限度の1/3に維持されている」としているので
RB = 120 ÷ 3 = 40 [Ω] → (a)は(4)。
いきなり600/5/3と計算してもよいのですが、まず最高限度を出すクセをつけると、遮断時間の読み違い(150/300/600の取り違え)に気づきやすくなります。
(b) 分圧で外箱の電位を求める:空調機の内部で地絡が起こると、使用電圧100Vが RB と RD の直列回路に加わります(電流は 充電部→外箱→RD→大地→RB→変圧器 と流れる)。したがって外箱の対地電位は
V箱 = 100 × RD/(RB+RD)
人体(6 000Ω)がこの外箱に触れたときの電流を10mA以下にしたいので
V箱 ≤ 0.01 × 6 000 = 60 [V]
(b) 不等式を解く:
100 RD/(40+RD) ≤ 60
100 RD ≤ 2 400 + 60 RD → 40 RD ≤ 2 400 → RD ≤ 60 [Ω]
よって(b)は(5)。厳密に人体抵抗6 000ΩがRDと並列であることまで考えてもRD≦60.6Ωとなり、答えは変わりません(人体抵抗が接地抵抗より3桁大きいので分流の影響がほぼない)。なおD種接地工事の原則は100Ω以下なので、60Ωはその範囲内で実現できます。
問題の解説
STEP1 (a)最高限度
0.8秒=1秒以内 → 600/I₁
600/5=120Ω(最高限度)
STEP2 (a)1/3
R_B=120/3=40Ω →(4)
STEP3 (b)分圧
V箱=100×R_D/(40+R_D) ≤ 0.01×6 000=60V
100R_D≤2 400+60R_D → R_D≤60Ω →(5)
答え:(a)-(4),(b)-(5)
💡 覚え方
B種接地=遮断なし150/I₁・1秒超2秒以内300/I₁・1秒以内600/I₁。地絡時の外箱電位=使用電圧×RD/(RB+RD)(B種とD種の分圧)。人体電流=外箱電位÷人体抵抗。D種接地工事の原則は100Ω以下(0.5秒以内に自動遮断する装置があれば500Ω以下)。
⚠️ よくある間違い
0.8秒を「1秒超」と読まない——1秒以内で600/I₁。「最高限度の1/3」の1/3を掛け忘れない。(b)はRD側の電圧(RB側ではない)——外箱につながっているのはD種です。
まとめ
| (a)遮断時間 | 0.8秒=1秒以内 → 600/I₁ |
| (a)最高限度 | 600/5=120 Ω |
| (a)答え | 120/3=40 Ω →(4) |
| (b)外箱電位 | 100×R_D/(40+R_D) ≤ 60 V |
| (b)答え | R_D ≤ 60 Ω →(5) |
| 答え | (a)-(4),(b)-(5) |
▼あわせて解きたい関連問題
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