電気設備技術基準の解釈81【電験3種 法規】低圧幹線の許容電流と遮断器定格の計算＝(5) 平成24年度 A問題9 完全解説

今回は平成24年度 法規科目 A問題9、低圧屋内幹線に使用する電線の許容電流とその幹線を保護する遮断器の定格電流（電気設備技術基準の解釈第148条）に関する計算問題です。電動機等の定格電流の合計に応じて計算式を使い分けます。

覚える式は「電線許容電流I_W：I_M≦I_Hなら I_M+I_H、I_M＞I_Hで50A以下なら 1.25I_M+I_H、50A超なら 1.1I_M+I_H」「遮断器定格I_B：3I_M+I_Hと2.5I_Wの小さい方以下」。I_M＝電動機等、I_H＝他の機器の定格電流合計です。

平成24年度 法規科目 A問題9：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。

出典：一般財団法人 電気技術者試験センター「平成24年度 第三種電気主任技術者試験」法規科目 A問題9

電験3種 法規科目 【電気設備技術基準の解釈】 平成24年度 A問題9

　次の文章は、低圧屋内幹線に使用する電線の許容電流とその幹線を保護する遮断器の定格電流との組み合わせに関する工事例である。上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)、(ウ)及び(エ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

次の文章は、低圧屋内幹線に使用する電線の許容電流とその幹線を保護する遮断器の定格電流との組み合わせに関する工事例である。ここで、当該低圧幹線に接続する負荷のうち、電動機又はこれに類する起動電流が大きい電気機械器具を「電動機等」という。（電動機等の定格電流の合計をI_M、他の機器の定格電流の合計をI_Hとする。）

a．電動機等の定格電流の合計が40A、他の機器が30Aのとき、許容電流(ア)A以上の電線と定格電流が(イ)A以下の過電流遮断器を組み合わせて使用した。

b．電動機等の定格電流の合計が20A、他の機器が50Aのとき、許容電流(ウ)A以上の電線と定格電流が100A以下の過電流遮断器を組み合わせて使用した。

c．電動機等の定格電流の合計が60A、他の機器が0Aのとき、許容電流66A以上の電線と定格電流が(エ)A以下の過電流遮断器を組み合わせて使用した。

	(ア)	(イ)	(ウ)	(エ)
(1)	85	150	75	200
(2)	85	160	70	165
(3)	80	160	75	165
(4)	80	150	70	200
(5)	80	150	70	165

答えは(5)：80A・150A・70A・165A

平成19年度 A問題9が許容電流、平成26年度 A問題10が遮断器の定格を扱っています。本問は両方を使います。

★a：I_M＝40A、I_H＝30Aの場合

まず許容電流、次に遮断器の2つの上限、最後に小さいほう——この順序を崩さないことです。

ここでは3倍の式（150A）のほうが小さい——2.5倍の制限は効きません。

★b：I_M＝20A、I_H＝50Aの場合

電動機等が他の機器以下なら、係数を掛けません——始動電流の影響が相対的に小さいからです。

単純に足すだけ——①の式がいちばん簡単です。

★c：I_M＝60A、I_H＝0Aの場合

cでは2.5倍のほうが小さくなります——だから165Aです。

「200A」を選ぶと、3倍の式だけを見た誤り——必ず2つ計算して小さいほうを採ります。

★どちらの上限が効くかは条件次第

ケース	3I_M+I_H	2.5I_W	採用
★a（40/30）	★★150A	★★200A	★★150A
★c（60/0）	★★180A	★★165A	★★165A

aは3倍の式、cは2.5倍の式が効きます——条件で入れ替わるのです。

だから必ず両方を計算する——片方だけでは答えが出せません。

★なぜ2つの上限があるのか

	条文の言葉	ダミー語	違い
3I_M+I_H	★★3I_M+I_H	★2.5I_W	★★始動電流で落ちないため／電線を守るため
大きくしたい理由	★★大きくしたい理由	★小さくしたい理由	★★相反する要求

遮断器が小さすぎると、電動機の始動で落ちます——だから3倍まで認めるのです。

遮断器が大きすぎると、電線が焼けても動作しません——だから2.5倍で頭を押さえるのです。

相反する2つの要求の折り合い——それが「小さいほうを採る」という規定です。

係数1.25と1.1の意味

条件	係数	理由
★I_M ≦ 50A	★★1.25	★★小容量は始動電流の比率が大きい
★I_M > 50A	★★1.1	★★大容量は相対的に比率が小さく、同時始動の確率も下がる

50Aが境目——大きくなるほど余裕を減らせるのです。

「1.2倍」というダミーがよく置かれます——1.25と1.1を正確に。

計算の手順をまとめる

手順	やること
★①	★★I_MとI_Hを比べる
★②	★★I_M > I_Hなら、I_Mが50A以下かを見る
★③	★★該当する式で許容電流I_Wを求める
★④	★★3I_M+I_H と 2.5I_W を計算する
★⑤	★★小さいほうを遮断器の定格電流の上限とする

5ステップで機械的に解けます——迷う要素はありません。

B問題でもこの手順がそのまま使えます。

100Aを超える場合の直近上位

幹線の許容電流が100Aを超える場合、計算値が遮断器の標準定格になければ直近上位を選びます。

遮断器は決まった定格でしか売られていません——165Aちょうどの製品はありません。

本問は「〜A以下」を問うているので、計算値のまま答えます——実務では直近上位を選定します。

まとめ

a I_W	1.25×40+30=80（(ア)）
a I_B	min(3×40+30, 2.5×80)=150（(イ)）
b I_W	20+50=70（(ウ)）
c I_W	1.1×60=66
c I_B	min(180, 2.5×66)=165（(エ)）
答え	(5)

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