技術基準の計算26【電験3種法規】充電電流1.17A・補償リアクトル3台！18年後の令和7年度下期で再出題平成19年度 B問題11 完全解説

2026年7月23日2026年8月9日

電験3種法規科目技術基準の計算平成19年度 B問題11 18年ぶりに完全同一で再出題！3台が答え

今回は平成19年度法規科目 B問題11、高圧CVケーブルの交流絶縁耐力試験の計算問題です。驚くべきことに、18年後の令和7年度下期 B問題12で数値も選択肢もそのまま再出題されました。

流れは3ステップ。①試験電圧＝最大使用電圧×1.5 ②充電電流 I_c＝2πfCV ③変圧器で足りない分を補償リアクトルで打ち消す（台数は切り上げ）。

平成19年度法規科目 B問題11：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種法規科目配電平成19年度 B問題11 問題文 — 平成19年度法規科目 B問題11 問題文

出典：一般財団法人電気技術者試験センター「平成19年度第三種電気主任技術者試験」法規科目 B問題11

電験3種法規科目【技術基準の計算】平成19年度 B問題11

　「電気設備技術基準の解釈」に基づいて、最大使用電圧が6.9kVの電路に接続する、導体断面積100mm²、長さ800mの高圧CVケーブル（単心）の絶縁耐力試験を交流で実施する場合について、次の(a)及び(b)に答えよ。

　ただし、周波数は50Hz、ケーブルの対地静電容量は1km当たり0.45μFとする。

（注）平成19年度は公式問題PDFが公表されていないため、過去問データに基づいて問題文を再構成しています。

(a)　ケーブルに試験電圧を印加した場合の充電電流[A]の値として、最も近いのは次のうちどれか。

（1）0.78　（2）1.17　（3）1.46　（4）2.34　（5）3.51 A

(b)　試験用変圧器の容量を5kV·Aとしたとき、補償リアクトルの必要最少の設置台数として、正しいのは次のうちどれか。ただし、試験電圧を印加したとき、1台の補償リアクトルに流すことができる電流（電流容量）は270mAとする。

（1）1　（2）2　（3）3　（4）4　（5）5 台

答え(a)I_c≒1.17A ＝ (2)／(b)補償リアクトル3台＝ (3)

答えは(a)1.17A・(b)3台

電気設備技術基準の解釈第15条ほか

★最大使用電圧7 000V以下の電路の交流試験電圧＝最大使用電圧の1.5倍／★充電電流 I_c ＝ 2πfCV／★試験用変圧器が供給できる電流 I_T ＝ S/V／★不足分を補償リアクトル（遅れ電流）で打ち消す

★18年後の令和7年度下期に、数値も選択肢もそのまま再出題されました。

絶縁耐力試験を「実施する側」の計算です——実務そのままの出題。

この記事は、補償リアクトルの原理を主軸にします。

★STEP1：試験電圧と静電容量

$$V = 6900 \times 1.5 = 10350\,\mathrm{[V]}$$

最大使用電圧6.9kVの1.5倍
7 000V以下なので倍率は1.5

$$C = 0.45 \times 0.8 = 0.36\,\mathrm{[\mu F]}$$

1kmあたり0.45μF、長さ800m
★単心ケーブル1条なので3倍しない

単心ケーブルなので、3相分に換算する必要はありません——1条ずつ試験するからです。

導体断面積100mm²は使いません——静電容量が直接与えられているので撹乱情報です。

★STEP2：充電電流を求める

$$I_c = 2\pi f C V$$

静電容量に流れる充電電流
コンデンサの基本式

$$I_c = 2\pi \times 50 \times 0.36\times 10^{-6} \times 10350$$

f＝50Hz、C＝0.36μF、V＝10 350Vを代入
μF→Fの換算に注意

$$I_c \approx 1.17\,\mathrm{[A]}$$

計算結果
(a)の答えは(2)

2π×50≒314——314×0.36×10⁻⁶×10 350≒1.17と計算できます。

800mのケーブルで1A以上の充電電流——ケーブルの静電容量の大きさが実感できます。

★STEP3：試験用変圧器が供給できる電流

$$I_T = \dfrac{S}{V} = \dfrac{5000}{10350} \approx 0.483\,\mathrm{[A]}$$

容量5kV·Aの変圧器が試験電圧10 350Vで供給できる電流
皮相電力を電圧で割る

$$I_c – I_T = 1.1706 – 0.4831 \approx 0.688\,\mathrm{[A]}$$

変圧器が負担できない分
この分を補償リアクトルで打ち消す

充電電流1.17Aに対し、変圧器は0.48Aしか出せません——このままでは試験できないのです。

足りない0.69Aをどうするか——そこで補償リアクトルの出番です。

★★補償リアクトルの原理

$$I_C = 2\pi f C V \quad (\text{電圧より90°進み})$$

ケーブルに流れる充電電流
容量性なので進み電流

$$I_L = \dfrac{V}{2\pi f L} \quad (\text{電圧より90°遅れ})$$

リアクトルに流れる電流
誘導性なので遅れ電流

I = |I_C – I_L|

電源から供給する電流
向きが逆なので打ち消し合う

進み電流と遅れ電流は、位相が180度違います——だから足すのではなく引き算になるのです。

ケーブルとリアクトルの間で電流が往復する——電源からは差分だけを供給すればよいのです。

これは進相コンデンサによる力率改善とまったく同じ原理——電力科目とつながります。

★STEP4：補償リアクトルの台数

$$n = \dfrac{0.688}{0.27} \approx 2.55$$

1台あたり270mAで割る
必要な台数

$$n = 3\,\text{台}$$

「必要最少の台数」なので切り上げ
2台では足りない

2.55台という台数は存在しません——切り上げて3台です。

2台なら0.54Aしか打ち消せず、変圧器の負担は1.17−0.54＝0.63A——0.48Aを超えるので不足です。

「必要最少」という語が切り上げを指示しています。

★リアクトルの接続方法

接続	内容
★並列接続	★★試験電圧に対してケーブルと並列に接続する
★台数を増やす	★★並列台数に比例して遅れ電流が増える
★過補償	★★リアクトルが多すぎると今度は遅れ電流が余る

並列に接続するので、台数分の電流が加算されます——270mA×3＝810mA。

810mAで1.17Aを打ち消すと、残りは0.36A——変圧器の0.48A以内に収まります。

なぜケーブルは充電電流が大きいのか

$$C = \dfrac{2\pi\varepsilon l}{\ln(D/d)}$$

同軸構造の静電容量
導体と遮へい層の距離が近いほど大きい

ケーブルは導体のすぐ外側に遮へい層があります——距離が近いので静電容量が大きいのです。

架空線は導体と大地が遠く、静電容量はごく小さい——だから充電電流も問題になりません。

この違いが、ケーブルに直流試験が認められる理由でもあります。

直流試験なら装置は小さくて済む

	交流試験	直流試験
★試験電圧	★★10 350V	★★20 700V（2倍）
★流れる電流	★★充電電流1.17A	★★漏れ電流のみ（μA〜mA）
★必要な容量	★★12kV·A程度	★★数百V·A

直流なら小型の装置で済みます——だから解釈が直流での代替を認めているのです。

本問はあえて交流で実施する場合の計算——補償リアクトルを使う実務です。

試験電圧の倍率表

最大使用電圧	倍率	最低値
★7 000V以下	★★1.5倍	★★500V
★7 000V超 60 000V以下	★★1.25倍	★★10 500V
★60 000V超（中性点接地式）	★★1.1倍	★★75 000V

本問は6.9kVなので7 000V以下、倍率は1.5です。

加圧時間はどの階級でも連続10分間——本問では問われていませんが、必ず押さえます。

⏱️ 本番での進め方
① 試験電圧は最大使用電圧×1.5。
② I_c＝2πfCV——単心ケーブル1条なら3倍しない。
③ 変圧器が出せる電流はI_T＝S/V。
④ 台数は不足分÷1台の容量、切り上げ。

💡 覚え方
ケーブルの絶縁耐力試験＝①試験電圧V＝最大使用電圧×1.5 ②充電電流I_c＝2πfCV ③試験用変圧器が供給できる電流I_T＝S/V ④不足分（I_c−I_T）を補償リアクトルの遅れ電流で打ち消す ⑤台数＝不足分÷1台の電流容量、必要最少なので切り上げ。

⚠️ よくある間違い
単心ケーブル1条なら静電容量を3倍しない。導体断面積は撹乱情報——静電容量が与えられていれば使わない。台数は切り上げ——2.55なら3台。

まとめ

試験電圧	6 900×1.5＝10 350 V
静電容量	0.45μF/km×0.8km＝0.36 μF
(a)充電電流	2πfCV≒1.17 A →(2)
変圧器の電流	5 000/10 350≒0.483 A
不足分	1.171−0.483≒0.688 A
(b)台数	0.688/0.27≒2.55→3台 →(3)