クイズ形式で学ぶ！鑑定人試験対策：問6電気ランダム

高圧受電設備、電線管のサイズ表記、単相3線式の配線、屋内配線の断路器、電気用工作物の分類、電気事業法の規定などが取り上げられました。

また、変圧器の種類と容量、配電線路の方式、電気工作物の定義や点検項目など、電力配送システムの構成要素と安全規程に関する詳細な質問も含んだ問題が散見されます。

※以下のクイズ問題は、損害調査鑑定人試験3級の過去問題から抜粋しております。

電力システムと配電

電力網の基本

電力網は、発電所から消費者までの電力の流れを管理する一連のシステムです。このシステムには、発電所、変電所、送電線、配電線などが含まれます。
電力は通常、高圧で送電され、消費地点に近づくにつれて、変電所で低圧に変換されます。これにより、遠距離での効率的な電力輸送が可能になります。

変電所と配電のメカニズム

変電所：変電所は、電力を一つの電圧レベルから別のレベルへ変換する施設です。例えば、高圧の送電線からの電力を低圧に降圧して家庭やビジネスへ供給する役割を果たします。
配電：配電は、変電所から最終消費者（家庭、商業施設、工場など）まで電力を輸送するプロセスです。これは通常、より低い電圧で行われます。

配電方式

樹枝状方式（ラジアル方式）：最も一般的な配電方式で、一つの供給源から直接、複数の負荷に電力を供給します。この方式はシンプルでコストが低いが、一箇所での故障が他の部分に影響を与えるリスクがあります。
ループ方式：この方式では、供給源がループ状に接続されており、一方向または両方向から電力が供給されます。一箇所での故障が発生しても、他のルートから電力を供給することができるため、信頼性が高いです。

電気機器とその動作原理

変圧器（Transformer）

基本原理：変圧器は、電磁誘導の原理を利用して電圧を変換する装置です。交流電力を一次コイルに供給すると、鉄心を通じて二次コイルに磁場が誘導され、異なる電圧レベルの電力が得られます。
機能：変圧器は、高電圧を低電圧に降圧する（例：送電線から家庭への電力供給）または低電圧を高電圧に昇圧する（例：発電所から送電線への電力供給）ために使用されます。このプロセスは、電力の効率的な輸送と安全な配布を可能にします。

遮断器（Circuit Breaker）

基本原理：遮断器は、回路内の異常な電流（過負荷や短絡）を検出し、自動的にその回路を遮断する装置です。
機能：電気的過負荷や短絡から電気回路を保護するために使用されます。遮断器は安全装置として重要であり、問題が解決されるまで電流の流れを遮断することで、機器の損傷や火災のリスクを低減します。

継電器（Relay）

基本原理：継電器は、一つの電気回路における変化（通常は電流や電圧の変化）を検出し、他の回路の電気的操作を制御する装置です。小さな電気信号を使用して大きな電流を制御できます。
機能：継電器は多様な用途で使用され、遠隔操作、タイミング制御、論理機能の実行などに利用されます。また、電気回路を安全に保つための重要な役割を果たし、特定の条件下で回路を開閉することにより、電気システムの保護と制御を行います。

電気安全規制と基準

電気事業法

概要: 電気事業法は、電力の供給と使用に関連する法律です。この法律は電力システムの安全性、信頼性、および効率を確保するための規制を設けています。
主な内容: 電気事業法では、電気の供給、送配電事業、電気設備の設置と保守に関する基準を定めています。また、電気を供給する事業者に対するライセンス要件、安全基準、および規制当局による監督に関する規定も含まれています。

保安規程

概要: 保安規程は、電力会社や電気設備の所有者が電気設備の安全な運用と保守を確保するために従うべき規則のセットです。
主な内容: これには、定期的な点検とメンテナンス、故障時の対応プロセス、職員の安全教育と訓練、緊急事態対策などが含まれます。保安規程は、電気設備の安全性を確保し、事故や障害からの保護を目的としています。

電気設備の安全基準

概要: 電気設備の安全基準は、電気設備の設計、設置、運用が安全であることを保証するための技術的な要件です。
主な内容: これには、電気機器の絶縁、接地、保護装置の要件、電気設備の設置に関する規則、過負荷や短絡からの保護メカニズムなどが含まれます。これらの基準は、電気事故のリスクを最小限に抑え、使用者と施設の安全を確保するために設けられています。

電気回路と配線方式

単相3線式（Single-phase three-wire system）

概要: 単相3線式は、一般家庭や小規模な商業施設で広く使用される配線方式です。
構成: この方式では、一つの相線（ライブ線）と中性線があり、中点接地を伴う追加の相線が使用されます。これにより、2つの異なる電圧レベル（例えば、日本では100Vと200V）を提供できます。
利点: 経済的で効率的な配線が可能であり、同じ配線で異なる電圧レベルの電力を供給できるため、さまざまな電気機器に適応できます。

多相系統（Polyphase system）

概要: 多相系統は、主に産業用途や大規模な電力配布に使用される方式で、一般的には三相系統が最も一般的です。
構成: 三相系統では、3本の相線があり、それぞれの相が120度の位相差を持っています。これにより、より安定した電力供給が可能となり、特に大きな電動機の駆動に適しています。
利点: 効率的な電力伝送が可能で、大きな電力を均等に分配できます。また、大規模な動力用途に適しており、産業設備で広く使用されています。

回路設計の基本

概要: 電気回路設計は、電気機器やシステムの機能を実現するための基本プロセスです。
要素: 回路設計には、電源、導体、スイッチ、保護装置（ヒューズや遮断器）、制御装置、負荷（電気機器や機器）などが含まれます。
プロセス: 設計過程では、目的に合わせてこれらの要素を適切に配置し、接続します。また、安全基準と効率を考慮して、電流の容量、電圧レベル、接地、絶縁などの要素を選定します。

電気計測と診断

電気量（電圧、電流、抵抗）の測定

電圧の測定: 電圧計（ボルトメーター）を使用して回路の特定の点間の電位差を測定します。測定は回路に並列に接続することで行われます。
電流の測定: 電流計（アンメーター）を使用して、回路を流れる電流の強さを測定します。測定は回路に直列に接続することで行われます。
抵抗の測定: 抵抗計（オームメーター）を使用して、回路要素の抵抗値を測定します。抵抗の測定は通常、回路が電源から切断された状態で行います。

電気材料と絶縁

絶縁材料の種類と特性

セラミック: 高い耐熱性と耐電圧性を持ちますが、壊れやすい（脆い）という特性があります。磁器製の絶縁体などに使用されます。
ガラス: 良好な絶縁特性と化学的安定性を持ちますが、脆く、衝撃に弱いです。
プラスチック/樹脂: ポリ塩化ビニル（PVC）、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）などがあり、柔軟性と加工のしやすさが特徴です。電線の絶縁被覆や回路基板に広く使用されます。
ゴム: 天然ゴムや合成ゴム（例：ネオプレン、シリコン）は、柔軟性と良好な絶縁特性を持ちます。柔軟な電線やケーブルの絶縁に使用されます。

電線とケーブルの材質

導体材料: 電線の導体には主に銅やアルミニウムが使用されます。銅は優れた導電性と加工性を持ち、アルミニウムは軽量で経済的です。
絶縁材料: 絶縁被覆には、PVC、クロスリンクポリエチレン（XLPE）、エチレンプロピレンゴム（EPR）などが使用されます。これらの材料は電気的絶縁性能を提供し、電線を環境要因や物理的損傷から保護します。
シース材料: ケーブルの外被には、PVCやポリエチレン、特殊な耐火材料が使用されることがあります。これはケーブルを機械的損傷や化学的腐食から保護するために重要です。
アーマードケーブル: 特定のケーブルには、金属製のアーマー（鎧）が追加されており、これにより機械的保護が強化されます。これは特に地中や危険な環境で使用されるケーブルに見られます。