電技省令23【電験3種 法規】6600Vの試験電圧は10350V!ケーブルは直流でその2倍 令和2年度 A問題3 完全解説

電験3種 法規科目 電技省令 令和2年度 A問題3 6600Vの試験電圧は10350V!ケーブルは直流2倍

今回は令和2年度 法規科目 A問題36600V交流電路の絶縁性能を問う空欄補充+計算問題です。絶縁耐力試験の試験電圧を自分で計算できるかが問われます。

手順は3つ。公称電圧6600V→最大使用電圧6900V(×1.15/1.1)→試験電圧10350V(×1.5)。そしてケーブルは交流試験電圧の2倍の直流電圧で代替できます。いずれも連続10分間加えます。

目次

答えは(5):絶縁破壊・10 350V・2倍

電気設備技術基準 第5条第2項/解釈 第15条

電路と大地との間の絶縁性能は、事故時に想定される異常電圧を考慮し、絶縁破壊による危険のおそれがないものでなければならない。/高圧又は特別高圧の電路は、最大使用電圧に応じた試験電圧を電路と大地との間に連続して10分間加えたとき、これに耐える性能を有すること。ケーブルを使用する電路においては、交流試験電圧の2倍の直流電圧によることができる。

「10分間」はどの電圧階級でも共通です。

この記事は、試験電圧を自分で計算する手順に全振りします——法規B問題でも問われる、点の取れる計算です。

令和2年度 法規科目 A問題3: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 令和2年度 A問題3 問題文
令和2年度 法規科目 A問題3 問題文

出典:一般財団法人 電気技術者試験センター「令和2年度 第三種電気主任技術者試験」法規科目 A問題3

電験3種 法規科目 【電技省令】 令和2年度 A問題3

 次の文章は、「電気設備技術基準」及び「電気設備技術基準の解釈」に基づく使用電圧が6 600Vの交流電路の絶縁性能に関する記述である。

 a) 電路は、大地から絶縁しなければならない。ただし、構造上やむを得ない場合であって通常予見される使用形態を考慮し危険のおそれがない場合、又は混触による高電圧の侵入等の異常が発生した際の危険を回避するための接地その他の保安上必要な措置を講ずる場合は、この限りでない。電路と大地との間の絶縁性能は、事故時に想定される異常電圧を考慮し、(ア)による危険のおそれがないものでなければならない。

 b) 電路は、絶縁できないことがやむを得ない部分及び機械器具等の電路を除き、次の①及び②のいずれかに適合する絶縁性能を有すること。

 ① (イ)Vの交流試験電圧を電路と大地(多心ケーブルにあっては、心線相互間及び心線と大地との間)との間に連続して10分間加えたとき、これに耐える性能を有すること。

 ② 電線にケーブルを使用する電路においては、(イ)Vの交流試験電圧の(ウ)倍の直流電圧を電路と大地(多心ケーブルにあっては、心線相互間及び心線と大地との間)との間に連続して10分間加えたとき、これに耐える性能を有すること。

 上記の記述中の空白箇所(ア)〜(ウ)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。

(ア)(イ)(ウ)
(1)絶縁破壊9 9001.5
(2)漏えい電流10 3501.5
(3)漏えい電流8 2502
(4)漏えい電流9 9001.25
(5)絶縁破壊10 3502
答え(ア)絶縁破壊・(イ)10 350V・(ウ)2倍 = (5)

★試験電圧の求め方——2段階で考える

E_m = 6600 \times \dfrac{1.15}{1.1} = 6900\,\mathrm{V}
公称電圧6 600V → 最大使用電圧E_m
1 000V超7 000V以下の区分は1.15/1.1を掛ける
E_t = 6900 \times 1.5 = 10350\,\mathrm{V}
最大使用電圧 → 交流試験電圧E_t
最大使用電圧7 000V以下は1.5倍(解釈15条)
E_{dc} = 10350 \times 2 = 20700\,\mathrm{V}
ケーブルの場合の直流試験電圧
交流試験電圧の2倍の直流で代替できる

いきなり6 600×1.5=9 900としてはいけません——必ず最大使用電圧に直してから1.5倍です。

選択肢の「9 900」は、この手抜きを狙った引っかけです。

★1.15/1.1はどこから来るのか

公称電圧の範囲最大使用電圧への換算
★1 000V以下★★公称電圧×1.15
★1 000V超 7 000V以下★★公称電圧×1.15÷1.1
★7 000V超★★公称電圧×1.15÷1.1

1.15は電圧変動の余裕、1.1は公称電圧と定格電圧のずれ——6 600Vの機器の定格は6 900V系で作られているのです。

6 600×1.15÷1.1=6 900——この数字はそのまま覚えてしまってよいものです。

同様に3 300V→3 450V、22 000V→23 000V——比が同じなので、割合で覚えられます

★試験電圧の倍率表

最大使用電圧種別倍率最低値
★7 000V以下★★—★★1.5倍★★500V
★7 000V超 60 000V以下★★中性点非接地★★1.25倍★★10 500V
★60 000V超★★中性点接地式★★1.1倍★★75 000V
★60 000V超★★中性点直接接地式★★0.72倍★★—

電圧が高くなるほど倍率は下がります——絶対値がすでに十分大きいからです。

中性点直接接地式の0.72倍は、地絡時の電位上昇が小さいため——接地方式が試験電圧を決めるのです。

★なぜケーブルは直流2倍でよいのか

ケーブルは静電容量が大きく、交流試験では大きな充電電流が流れます——長い線路では試験装置の容量が足りません

I_c = 2\pi f C E
交流試験で流れる充電電流
静電容量Cに比例するので、ケーブルでは非常に大きい
I_c = 0 \quad (\text{直流})
直流では定常的な充電電流は流れない
f=0なので、必要な試験装置の容量が小さくて済む

直流なら小型の試験装置で足ります——現場での実施を可能にするための代替措置です。

ただし直流は絶縁体への電荷の蓄積など交流と挙動が違うので、2倍の電圧を要求します。

(ア)が「絶縁破壊」である理由

条文の言葉ダミー語違い
絶縁破壊★★絶縁破壊★漏えい電流★★5条2項は絶縁破壊、22条は漏えい電流
高圧以上の絶縁性能★★高圧以上の絶縁性能★低圧電線路の絶縁性能★★後者は最大供給電流の1/2 000以下

電技22条は「低圧電線路の漏れ電流は最大供給電流の2 000分の1を超えないように」——こちらが漏えい電流の出番です。

本問は6 600Vの高圧なので、絶縁破壊——電圧階級で使う語が変わります

「連続して10分間」の意味

一瞬耐えるだけでは足りません——絶縁体の劣化は時間をかけて現れるからです。

10分間は電圧階級を問わず共通——数字を1つ覚えれば済みます

「5分間」「30分間」というダミーがよく出ます

絶縁耐力試験の実務手順

段階内容
★① 試験前の絶縁抵抗測定★★メガーで健全性を確認してから加圧する
★② 昇圧★★ゆっくり試験電圧まで上げる
★③ 10分間保持★★漏れ電流を監視する
★④ 降圧・放電★★ケーブルは残留電荷を必ず放電する
★⑤ 試験後の絶縁抵抗測定★★試験前と比べて低下がないか確認

直流試験の後は、ケーブルに電荷が残ります——放電せずに触れると感電します

試験そのものが危険な作業——手順を守ることが安全につながります

3 300V・22 000Vの場合も計算してみる

3300 \times \dfrac{1.15}{1.1} \times 1.5 = 5175\,\mathrm{V}
公称3 300Vの交流試験電圧
最大使用電圧3 450V、7 000V以下なので1.5倍
22000 \times \dfrac{1.15}{1.1} \times 1.25 = 28750\,\mathrm{V}
公称22 000Vの交流試験電圧
最大使用電圧23 000V、7 000V超60 000V以下なので1.25倍

手順はまったく同じ、倍率だけが変わります——区分の境目7 000Vを外さないことが大切です。

最低値の500Vが効く場面

最大使用電圧が非常に低い電路では、1.5倍しても値が小さくなりすぎます

そこで解釈15条は500Vを下限として定めています——200Vの電路でも500Vで試験するということです。

倍率と最低値の両方を見る——計算問題での落とし穴です。

⏱️ 本番での進め方
公称電圧×1.15/1.1=最大使用電圧——6 600→6 900。
7 000V以下は1.5倍——6 900×1.5=10 350。
ケーブルは交流試験電圧の2倍の直流で代替可。
「連続して10分間」はどの階級でも共通。

関連する条文へのリンク

令和6年度下期 A問題3は電技5条の絶縁の原則と例外、令和元年度 A問題3は「混触」「保安上」といった語の正確さを扱っています。

本記事は同じ5条から出発して、計算に踏み込みました——3本そろうと絶縁の条文が立体的に見えます

💡 覚え方
絶縁耐力試験=①公称電圧×1.15/1.1で最大使用電圧 ②7 000V以下は×1.5、7 000V超60 000V以下は×1.25、60 000V超中性点接地は×1.1、直接接地は×0.72 ③ケーブルは交流試験電圧の2倍の直流で代替可 ④いずれも連続10分間。6 600V→6 900V→10 350V。

⚠️ よくある間違い
6 600×1.5=9 900は誤り——最大使用電圧6 900Vに直してから1.5倍。(ア)は「漏えい電流」ではなく絶縁破壊——漏えい電流は低圧電線路(22条)の語。

まとめ

(ア)絶縁破壊
最大使用電圧6 600×1.15/1.1=6 900 V
(イ)10 350(V=6 900×1.5)
(ウ)2(倍の直流電圧)
試験時間連続10分間
答え(5)

▼あわせて解きたい関連問題
・電路の絶縁(電技省令5):【法規】令和6年度下期 A問題3
・電路の絶縁(電技省令38):【法規】平成24年度 A問題5

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