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2007年12月29日 (土)

電気工事士法

◆法規「電気工事士法に関する問題」

次のうち電気工事士でなければできない作業として
間違っているのはどれか。

1.相互を接続する作業

2.がいしに電線を取り付ける作業

3.電圧600V以下で使用する電力計もしくは電流制限器
またはヒューズを取り付け、または取り外す工事。

4.電線管、線樋、ダクトその他これらに類するものに
電線を収める作業。

5.電線管を曲げ、もしくはねじ切し、または電線管相互
もしくは電線管とボックスその他附属品とを接続する作業。

解答

3.

解説

1.電圧600V以下で使用する差し込み接続器、ねじ込み接続器、
ソケット、ローゼットその他の接続器または電圧600V以下で
使用するナイフスイッチ、カットアウトスイッチ、スナップスイッチ
その他の開閉器にコードまたはキャプタイヤケーブルを
接続する工事。

2.電圧600V以下で使用する電気機器(配線器具を除く。
以下に同じ。)または電圧600V以下で使用する蓄電池の端子に
電線(コード、キャプタイヤケーブルを含む。)
をねじ止めする工事。

3.電圧600V以下で使用する電力計もしくは電流制限器または
ヒューズを取り付け、または取り外す工事。

4.電鈴、インターホン、火災感知器、豆電球その他これらに類する
施設に使用する小型変圧器(二次電圧が36V以下のものに限る。)
の二次側の配線工事。

5.電線を支持する柱、腕木その他これらに類する工作物を設置し、
または変更する工事。

6.地中電線用の暗渠または管を設置し、または変更する工事。

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2007年12月27日 (木)

漏電遮断器

◆機械「漏電遮断器に関する問題」

100Vの低圧回路において、
漏電箇所の抵抗が1000(Ω)、大地の抵抗が1(Ω)、
変圧器のB種接地抵抗が4(Ω)のときに、
漏電遮断器に検出される漏れ電流を求めよ。

解答

99.5(mA)

解説

電路が地絡故障を起こすと地絡箇所から大地へ電流が流れ、
変圧器のB種接地線に環流する漏れ電流となる。
したがって、漏れ電流は地絡箇所の大地との抵抗、
大地の抵抗及び変圧器のB種接地抵抗の和で
電圧を除した値となる。

漏れ電流Ir=
(電源の対地電圧V×1000)/(R1+R2+R3) (mA)

R1:地絡箇所の抵抗(Ω)
R2:大地の抵抗(Ω)
R3:変圧器のB種接地抵抗(Ω)

Ir=(100×1000)/(1000+1+4)=99.5(mA)

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2007年12月23日 (日)

B種接地工事

◆電力「B種接地工事に関する問題」
三相3線式が50Km、単相2線式が10Kmの
6.6KV架空配電線路に接続された柱上変圧器の
低圧側に施設されるB種接地工事の抵抗値を求めよ。

解答

50(Ω)

1秒超過、2秒以内に自動的に高圧電路を遮断できるときは、
100(Ω)

1秒以内であれば、
200(Ω)

解説

B種接地工事

変圧器の高圧側または特別高圧側の1線地絡電流の
アンペア数で150(変圧器の高圧側の電路または
使用電圧が35000V以下の特別高圧側の電路と
低圧側の電路との混触により低圧電路の対地電圧が
150Vを超えた場合に、1秒を超え2秒以内に自動的に
高圧電路または使用電圧が35000V以下の
特別高圧電路を遮断する装置を設けるときは300、
1秒以内に自動的に高圧電路または使用電圧が35000V
以下の特別高圧電路を遮断する装置を設けるときは600)
を除した値に等しいオーム数。

架空線の場合、
高圧側または特別高圧側の1線地絡電流は次式により求められる。

I=1+{(V/3)・L-100}/150

I:一線地絡電流(A)
V:電路の公称電圧を1.1で除した電圧(KV)
L:同一母線に接続された高圧架空電線の電線延長(Km)

(右辺第2項は小数点以下は切り上げる。Iが2未満の場合は2とする)

よって、V=6

L=50×3+10×2=170(Km)

I=1+{(6/3)×170-100}/150
右辺第2項は切り上げるので2となる、よって
I=3(A)

R=150/I=150/3=50(Ω)

1秒超過、2秒以内に自動的に高圧電路を遮断できるときは、
R=300/3=100(Ω)

1秒以内であれば、
R=600/3=200(Ω)

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2007年12月20日 (木)

電池の接続

◆理論「電池の接続に関する問題」
(1)
起電力1.5(V)、内部抵抗0.15(Ω)の電池4個を直列に接続し、
これに負荷抵抗9.4(Ω)を接続したとき、回路に流れる電流を
求めなさい。

(2)
起電力1.2(V)、内部抵抗0.3(Ω)の電池3個を並列に接続し、
これに負荷抵抗5.9(Ω)を接続したとき、回路に流れる
電流を求めなさい。

(3)
起電力1.7(V)、内部抵抗0.1(Ω)の電池に電流2(A)が
流れているときの端子電圧は何Vか。

解答 

(1)0.6(A)
(2)0.2(A)
(3)1.5(V)

解説

(1)
E=1.5×4=6(V)
R=0.15×4+0.94=10(Ω)
I=E/R=6/10=0.6(V)

(2)
1/r=(1/0.3)+(1/0.3)+(1/0.3)
r=0.3/3=0.1(Ω)
R=5.9+r=5.9+0.1=6(Ω)
I=E/R=1.2/6=0.2(Ω)

(3)
V=E-(r×I)=1.7-(0.1×2)=1.5(V)

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2007年12月18日 (火)

電気工事士法

◆法規「電気工事士法に関する問題」

次にあげる電気工作物において、電気工事を行うときに、
第1種電気工事士または第2種電気工事士の資格が必要となるのは
どれか。

1.発電所、変電所、送電線路、配電線路、保安通信設備などの
事業用電気工作物。

2.最大電力500KW以上の需要設備。

3.ネオン工事

4.非常用予備発電装置工事

5.一般用電気工作物における屋内配線、屋側配線。

解答

5.

解説

電気工事とは、電気工事士法では
「一般用電気工作物または事業用電気工作物を設置し、
または変更する工事」と定義されている。
したがって電気工事士の資格がなければ電気工事ができない
のは、この2つの電気工作物であり、かつ、
事業用電気工作物については、発電所、変電所、
最大電力500KW以上の需要設備は除かれているので、
これら以外の事業用電気工作物の工事をする場合に
電気工事士の資格が必要となる。

ネオン工事、非常用予備発電装置工事については、
それぞれに特殊電気工事資格者の資格が必要となる。

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2007年12月15日 (土)

変圧器の過負荷運転

◆機械「変圧器の過負荷運転に関する問題」

電気学会(JEC)の「油入変圧器運転指針」では、
自冷式または水冷式油入変圧器の
24時間以内における1回の短時間過負荷に対して、
過負荷前の負荷が50%のとき、過負荷時間が1時間以内であれば、
何%の過負荷が許されるか。

解答

150%

解説

変圧器は、特定の条件がかなうならば、定格出力をこえる負荷で
あっても、なんら損傷を与えること無く、短時間あるいは連続に
運転することができる。

変圧器過負荷運転指針としては、電気学会の「油入変圧器運転指針」
(昭和46年6月)がある。

a.周囲温度の低下による過負荷
最高周囲温度が30℃より1℃下がるごとに
(水冷式では冷却水最高温度が25℃より1℃下がるごとに)
変圧器出力に対し、0.8%だけ過負荷させることができる。
だだし、0℃以下は対象外である。

b.温度上昇試験記録による過負荷
規定の温度上昇限度より試験値が5℃以上低い場合は、
その差1℃ごとに定格出力に対して、1%だけ過負荷させる
ことができる。

c.短時間過負荷
24時間以内における1回の短時間過負荷に対して、
変圧器は以下の数値だけ過負荷とすることができる。

定格出力の倍数(%)

自冷式または水冷式

過負荷前の負荷(%)  90    70    50
--------------------------------
過負荷時間(h)
0.5        147   150   150

  1        133   139   145

  2        120   125   129

  4        110   114   115

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2007年12月13日 (木)

水車発電機

◆電力「水車発電機に関する問題」

有効落差256m、出力40000KW、周波数50Hzの
水車発電機の毎分の回転数は、いくらが適当か。
ただし、水車の比速度の限度Nsの概数は、

Ns={13000/(H+20)}+50

で表され、H(m)は有効落差とする。

解答

500(rpm)

解説

この場合の比速度の概数は、

Ns={13000/(256+20)}+50=97

となる。また、水車の回転数をN(rpm)、水車の出力を
P(KW)とすると、Nsは、

Ns=N×(P^(1/2))/(H^(5/4))

N=Ns×(H^(5/4))/(P^(1/2))
 =Ns×(H・H^(1/4))/√P

=97×(256×256^(1/4))/√40000
=97×(256×4/200)
=497(rpm)

一方、水車発電機の極数をpとすると

N=120f/p=120×50/p=6000/p

になるので、pを適当に選定してNの値を上記に近似させる。
この場合、p=12極として、

N=6000/12=500(rpm)

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2007年12月10日 (月)

熱電対

◆理論「熱電対に関する問題」

(1)異種の金属a,bを接続して閉回路(これを熱電対という)を作り、
二つの接続点を違った温度に保つと、この閉回路に電流が流れる
現象を何というか。

(2)異種の金属a,bや半導体の閉回路ループの各接続点を一定温度に
保ちながら、電流を流すと、二つの接続点の一方でジュール熱以外の
熱が発生し、他方では熱の吸収が生じる現象を何というか。

解答 

(1)ゼーベック効果

(2)ペルチェ効果

解説

2本の金属A・Bを接続して
接合点J1を熱し,J2を冷やすと,起電力が発生す
る.この起電力を熱起電力という。また、J1を熱
接点,J2を冷接点という。そして、このような現
象をゼーベック効果といい,2本の金属を組み合
わせたものを熱電対という.

金属AとBによる熱電対に金属Cを
接続し,接合点Jを同じ温度に保つ
ようにすれば,Cを接続しないときと同じ熱起電
力が発生する.この場合,金属Cを中間金属とい
い,この現象を中間金属の法則という.

熱電対の一端を熱し,他端を直流電
圧計に接続して,熱起電力を測定すると。
この場合,直流電圧計と二つの接合点Jを
接続するために使われているリード線は,中問金
属に相当し,冷接点は特に冷やしていないが常温
に保たれ,熱接点に比較して低い温度ということ
になる.このゼーベック効果を利用して温度を測
定することができる。

すなわち,冷接点J2を水と氷を入れた魔法びん
中に入れてO[℃]に保ち,熱接点Jlの温度と生
じた熱起電力の関係を,あらかじめグラフにしておく.
このグラフを利用して熱起電力から温度を求め
るのである.この原理を用いた温度計を熱電温度
計という.

熱電対にはいろいろな種類があるが,ここでは,
銅・コンスタンタン,アルメル・クロメル,白金・
白金ロジウムなどが知られている。

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2007年12月 8日 (土)

電気事業法改正

◆法規「電気事業法改正に関する問題」

平成7年に施行された改正電気事業法における改正の要旨を述べなさい。

解答
(1)発電部門等への新規参入の拡大
(2)料金規制の改善
(3)電気保安規制の合理化

解説

昭和39年に制定された電気事業法は,指定検査機関・指定試験機関に
関する改正.公害の社会問題化に伴う目的規定の改正等,幾度かの改正
を経てきましたが.基本的思想は見直されることはありませんでした.
しかし,コージェネレーション等中小発電設備に関する技術革新,電力
需要構造の変化,電気保安をめぐる技術面における変化等,電気事業を
めぐる状況はこの30年間に大きな変化を遂げたことから,31年ぶりに電
気事業法の抜本的な改正がなされ,平成7年4月に公布されました.そ
して,平成7年12月には法律が施行されるとともに,電気事業法関係政
省令・告示が改正・施行され,併せて関係通達の見直しも行われました.
その改正の目的は時代に合ったより効率的な電力供給体制の構築をめざ
し,自己責任原則の下で.電気事業に可能な限りの競争原理を導入する
ことであり,改正の要旨は次の通りです.
(1)発電部門等への新規参入の拡大
需要地に近接しエネルギー効率の高い中小規模の電源を適切かつ有効
に電気事業に組み込むシステムを作り,電気事業全体として,より適切
な電源配置によって効率のよい設備構成を達成するため,卸発電市場の
規制緩和と特定電気事業の創設の措置が講じられた.
(2)料金規制の改善
夏季ピークの尖鋭化等とこれに伴う負荷率の悪化による電力会社の資
本費の上昇傾向を抑えるため,需要家の負荷平準化に資する料金につい
ては,個別許可制から約款の届出制に移行するなどの措置が講じられた.
(3)電気保安規制の合理化
電気事業法の制定以来31年,技術進歩による電気保安実績の向上,自
己責任の明確化の要請等を踏まえ,国の直接的関与の必要最小限・重点

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2007年12月 7日 (金)

電気防食法

◆機械「電気防食法に関する問題」

次の文中の空白に適当な用語を記入しなさい。

(1)「   」作用による金属の腐食は、
電流の(2)「   」する側で発生する。
これを防ぐ方法には、被防食金属が(3)「   」極
となるよう外部(4)「   」電源を用いる方法と、
(5)「   」化傾向の大きな金属を用いる方法がある。

解答

(1)局部電池
(2)流出
(3)陰
(4)直流
(5)イオン

解説

局部電池作用による腐食
不純物を含んだ金属を土壌中や海水に入れると、
局部電池が構成され、イオン化傾向の大きい金属側が
陽イオンとなって溶け出し、しだいに腐食される。

電気的な腐食を防ぐには、外部直流電源による外部電源法と、
電池作用を応用した起電力防食法の二つの電気防食がある。

用途は、地中埋設鉄管や鉛管、化学工場で海水を利用する鉄管、
鋼管、工場の冷却器、熱交換器、火力発電所の復水器
などの防食に広く用いられている。

外部直流電源による方法
地中に埋設された鉄管を例にとって考えると、
被防食金属(鉄管)の近傍に補助電極を埋設し、
鉄管には、直流電源の陽極を接続し、
補助電極には陰極を接続する。
こうすると、補助電極から鉄管に向かって電流が流れる。
この電流によって局部電池作用による電流を打ち消す。
補助電極では、腐食がおきるが、鉄管は電流が流出しないので、
腐食が起きない。

電池作用による方法
地中に埋設された鉄管を例にとって考えると、
被防食金属(鉄管)の近傍に
被防食金属よりイオン化傾向の大きい金属製の補助電極を埋設し、
両者を抵抗を介して導線で接続する。
こうすると、補助電極の側から鉄管に向かって電流が流れるので、
鉄管は腐食しない。

注:イオン化傾向/陽イオンについて・・・

けいこにかなこになおみにめぐみ。ある日突然てっちゃんと、
K       Ca      Na       Mg      Al     ZnFe            

ニッ○ンパブリカ、ホテルに急行。はがしてあがいて、パンティー洗う。
Ni Sn    Pb       (H)     Cu     Hg      Ag        Pt        Au

ニッ○ンに「パブリカ」っていう車はないのですが、
どこかのメーカーであったらしいです。 By:ウチの化学のセンセー。

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2007年12月 1日 (土)

放射能物質

◆電力「放射能物質の処理に関する問題」

最近脚光を浴びている、高レベル放射性廃棄物の処理技術をなんというか。

解答

「消滅処理技術」

解説

◇「放射能物質の処理」

 100万キロワット級の原発を運転した場合、年間で30トンもの使用済み
 燃料が出ます。これを再処理すると、約300キログラムの高レベル放射性
 廃棄物が生み出されます。この高レベル放射性廃棄物の処理については、ガ
 ラス固化処理が採用されることになっています。ガラスで固めて30年から
 50年安全な貯蔵施設に置いて、放射能を10分の1程度にしてから、地下
 数百メートル以深の地層の中に埋めて保管するという方法です。

 このような処理法で問題となるのが、半減期が数万年から数百万年という長
 半減期核種で、いわゆる超ウラン元素の存在です。高レベル放射性廃棄物の
 中には、200万年という長い半減期を持つネプツニウム237をはじめ、
 アメリシウムなど極めて長い半減期を持つ核種が数多く含まれている。ガラ
 ス固化・地層処理で懸念されるのは、このような長半減期の核種についても
 将来に渡って安全性を完璧に確保できるかと言う点です。

 そこで脚光を浴びてきたのが、高レベル放射性廃棄物の中から長半減期の核
 種を抽出し、それに中性子や陽子などを照射することによって、半減期の短
 い核種に変えてしまおうという「消滅処理技術」です。

 高レベル放射性廃棄物は、その中身を4つに分けることが出来ます。長半減
 期を持つ超ウラン元素群、放射能は強いが半減期は短いセシウム・ストロン
 チウム群、白金群、その他の核分裂生成物群の4群です。そこで、これらの
 分別を行い、長半減期核種については別途処理を行うという考えが浮かんで
 きます。これは群分裂・消滅処理という新しい処理方法です。

 具体的には、分離された超ウラン元素を高速増殖炉や陽子加速器などに入れ
 て、中性子や陽子にさらすことによって、短半減期の核種や放射性のないも
 のに変換しようということです。

 この方法では、それまで怖い存在とされてきた長半減期核種をレアメタルな
 どに変え、それを回収、使用できるという大きなメリットもあります。

 この4群の分離技術の開発は、日本では日本原子力研究所が湿式、電力中央
 研究所が高温冶金(やきん)式を利用した乾式の分離方法を手がけています。
 このような群分離・消滅処理については、1989年に日本が提唱し、それを国
 際協力のもとで推進しようという「オメガ計画」が始動しています。

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