技術基準の計算11【電験3種法規】直流は交流の2倍20700Vを10分間！CVTの試験容量10kV·A 令和3年度 B問題12 完全解説

2026年7月22日2026年8月9日

電験3種法規科目技術基準の計算令和3年度 B問題12 ケーブルの直流試験は交流の2倍！20700V

今回は令和3年度法規科目 B問題12、高圧CVTケーブルの絶縁耐力試験の問題です。(a)は直流試験電圧のルール、(b)は3線一括の充電電流から試験容量を求めます。

覚えるのは「交流の1.5倍、ケーブルの直流はさらに2倍、いずれも連続10分間」。6 600V回路なら交流10 350V／直流20 700Vという具体的な数字まで押さえておくと即答できます。

令和3年度法規科目 B問題12：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3年度 B問題12 問題文 — 令和3年度法規科目 B問題12 問題文

出典：一般財団法人電気技術者試験センター「令和3年度第三種電気主任技術者試験」法規科目 B問題12

電験3種法規科目【技術基準の計算】令和3年度 B問題12

　「電気設備技術基準の解釈」に基づいて、使用電圧6 600V、周波数50Hzの電路に使用する高圧ケーブルの絶縁耐力試験を実施する。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

　(b)では、高圧ケーブルは3線一括で試験電圧を印加するものとし、各試験機器の損失は無視する。高圧ケーブルは6 600V CVT（公称断面積100mm²、こう長220m、1線の対地静電容量0.45μF/km）、試験用変圧器は定格入力電圧AC 0-120V、定格出力電圧AC 0-12 000V、入力電源周波数50Hzとする。

(a)　高圧ケーブルの絶縁耐力試験を行う場合の記述として、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

(1)　直流10 350Vの試験電圧を電路と大地との間に1分間加える。

(2)　直流10 350Vの試験電圧を電路と大地との間に連続して10分間加える。

(3)　直流20 700Vの試験電圧を電路と大地との間に1分間加える。

(4)　直流20 700Vの試験電圧を電路と大地との間に連続して10分間加える。

(5)　高圧ケーブルの絶縁耐力試験を直流で行うことは認められていない。

(b)　高圧ケーブルの絶縁耐力試験を、図のような試験回路で行う。ただし、高圧ケーブルは3線一括で試験電圧を印加するものとし、各試験機器の損失は無視する。高圧ケーブルは6 600V CVT、公称断面積100mm²、こう長220m、1線の対地静電容量0.45μF/km。試験用変圧器は定格出力電圧AC 0-12 000V、入力電源周波数50Hz。この絶縁耐力試験に必要な皮相電力の値[kV·A]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

（1）4　（2）6　（3）9　（4）10　（5）17 kV·A

答え(a)直流20 700Vを連続10分間＝ (4)／(b)試験容量≒10kV·A ＝ (4)

答えは(a)(4)・(b)10kV·A

電気設備技術基準の解釈第15条（高圧又は特別高圧の電路の絶縁性能）

★最大使用電圧7 000V以下の交流試験電圧＝最大使用電圧の1.5倍／★電線にケーブルを使用する交流電路は、交流試験電圧の2倍の直流電圧で代替できる／★いずれも試験電圧を連続10分間加える

★6 600V回路なら交流10 350V／直流20 700V——数字ごと覚えます。

(a)は条文の暗記、(b)は3線一括の充電電流の計算——2つの力が問われます。

★(a)3段階の換算

$$V_m = 6600 \times \dfrac{1.15}{1.1} = 6900\,\mathrm{[V]}$$

公称電圧6 600V → 最大使用電圧
1 000Vを超える電路は1.15/1.1

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

交流試験電圧
7 000V以下なので1.5倍

$$V_{dc} = 10350 \times 2 = 20700\,\mathrm{[V]}$$

直流試験電圧
★2倍にするのは交流試験電圧

選択肢(1)(2)の10 350Vは交流試験電圧です——直流ならその2倍。

選択肢(3)は電圧は正しいが「1分間」——正しくは連続10分間です。

選択肢(5)「直流は認められていない」も誤り——ケーブルなら認められます。

★(b)3線一括なら静電容量は3倍

$$C_1 = 0.45 \times \dfrac{220}{1000} = 0.099\,\mathrm{[\mu F]}$$

1線の対地静電容量（こう長220m）
1kmあたり0.45μF

$$C = 3 C_1 = 0.297\,\mathrm{[\mu F]}$$

★3線一括なので3倍
CVTは3心なので3線分をまとめて試験する

「3線一括で試験電圧を印加する」と問題文にあります——だから3線分の静電容量が並列になります。

単心ケーブル1条なら3倍しません——問題文の条件で変わるのです。

ここが本問と平成19年度問11の違いです。

★試験容量を求める

$$I_c = 2\pi f C V = 2\pi \times 50 \times 0.297\times 10^{-6} \times 10350$$

3線一括の充電電流
交流試験で実施する

$$I_c \approx 0.966\,\mathrm{[A]}$$

計算結果

$$S = V I_c = 10350 \times 0.966 \approx 9.0\,\mathrm{[kV\cdot A]}$$

必要な皮相電力
(b)の答え

(b)は交流試験の話です——(a)の直流20 700Vは使いません。

試験容量＝試験電圧×充電電流——√3は掛けません。

公称断面積100mm²は撹乱情報です。

★CVTとは

記号	意味
★C	★★架橋ポリエチレン絶縁（Cross-linked polyethylene）
★V	★★ビニルシース（Vinyl sheath）
★T	★★トリプレックス形（3条をより合わせたもの）

CVTは単心CVケーブル3条をより合わせた構造です——1条ずつ遮へい層を持ちます。

だから「1線の対地静電容量」が与えられ、3線一括なら3倍になります。

高圧受電設備の引込ケーブルとして最も一般的です。

直流試験が認められる理由

$$I_c = 2\pi f C V \quad (\text{交流})$$

交流試験では充電電流が流れる
静電容量が大きいと大電流になる

$$f = 0 \Rightarrow I_c = 0 \quad (\text{直流})$$

直流では定常的な充電電流が流れない
小型の装置で試験できる

本問の交流試験には10kV·Aの装置が要ります——直流なら数百V·Aで済むのです。

だから解釈が直流での代替を認めています——現場での実施を可能にするためです。

そのかわり電圧は2倍——直流は絶縁体へのストレスが小さいからです。

直流試験の後始末

0.297μFに20 700Vを充電すると、大きなエネルギーが蓄えられます——W＝½CV²≒64J。

放電せずに触れれば致命的です——放電棒で確実に放電します。

しばらく接地しておくのも大切——吸収電荷が徐々に出てくるからです。

試験用変圧器の仕様

項目	本問の値
★定格入力電圧	★★AC 0-120V
★定格出力電圧	★★AC 0-12 000V
★巻数比	★★1/100

出力12 000Vなので、試験電圧10 350Vを出せます——電圧調整器で徐々に上げます。

入力側は100V電源で使える——現場での取り回しを考えた設計です。

計算の手順をまとめる

手順	やること	落とし穴
★①	★★公称電圧→最大使用電圧→交流試験電圧	★★途中で止まらない
★②	★★直流なら交流試験電圧の2倍	★★最大使用電圧を2倍にしない
★③	★★3線一括なら静電容量を3倍	★★単心1条なら3倍しない
★④	★★I_c＝2πfCV、S＝V×I_c	★★√3を掛けない

③の「3線一括かどうか」が問題ごとに変わります——必ず問題文を確認します。

交流と直流のどちらを選ぶか

	条文の言葉	ダミー語	違い
交流試験	★★交流試験	★直流試験	★★本来の使用状態に近い／装置が小型で済む
大容量の電源が要る	★★大容量の電源が要る	★小容量で足りる	★★充電電流が流れるかどうか
ケーブル以外も可	★★ケーブル以外も可	★ケーブルを使用する電路のみ	★★適用範囲が違う

交流は実際の使用状態に近いので、本来はこちらが原則です。

しかしケーブルは静電容量が大きく、大電流が流れます——本問では10kV·Aの装置が必要。

そこでケーブルに限り直流での代替が認められています——そのかわり電圧は2倍です。

絶縁耐力試験の前後にやること

段階	やること
★試験前	★★絶縁抵抗を測定し、明らかな不良がないか確認
★試験中	★★電流計を監視し、急増があれば直ちに遮断
★試験後	★★放電棒で放電し、しばらく接地する

いきなり試験電圧を加えると、不良品を破壊してしまいます——先に絶縁抵抗で確認します。

試験後の放電を怠ると感電します——直流試験では特に危険です。

⏱️ 本番での進め方
① 直流試験電圧は交流試験電圧の2倍＝20 700V。
② 加圧時間は連続10分間——1分間ではない。
③ 3線一括なら静電容量は3倍。
④ 試験容量S＝試験電圧×充電電流（√3は不要）。

💡 覚え方
高圧ケーブルの絶縁耐力試験＝公称電圧6 600V→最大使用電圧6 900V→交流試験電圧10 350V（×1.5）→直流試験電圧20 700V（さらに×2）。いずれも連続10分間。3線一括で試験する場合は静電容量を3倍にして充電電流I_c＝2πfCVを求め、試験容量S＝V×I_c。

⚠️ よくある間違い
2倍にするのは交流試験電圧——最大使用電圧6 900Vの2倍ではない。加圧時間は10分間。3線一括なら静電容量は3倍。

まとめ

最大使用電圧	6 600×1.15/1.1＝6 900 V
交流試験電圧	6 900×1.5＝10 350 V
(a)直流試験電圧	10 350×2＝20 700 V、連続10分間 →(4)
3線一括の静電容量	0.45×0.22×3＝0.297 μF
充電電流	2πfCV≒0.966 A
(b)皮相電力	10 350×0.966≒10.0 kV·A →(4)