二級建築士 過去問
平成29年(2017年)
問23 (学科1(建築計画) 問23)

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問題

二級建築士試験 平成29年(2017年) 問23(学科1(建築計画) 問23) (訂正依頼・報告はこちら)

電気設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
  • 同一電線管に収める電線本数が多くなると、1本当たりの電線の許容電流は小さくなる。
  • インバータ制御は、省エネルギー性に優れているが、電源系にノイズを発生させる原因となる場合がある。
  • 幹線の電圧降下は、実負荷から電流を算出し、その電流値を用いて計算する。
  • 受電電圧は、一般に、契約電力により決定される。
  • 電線の太さと長さが同一の場合、配電電圧が小さいほうが大きな電力を供給できる。

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この過去問の解説 (3件)

01

正解は5です。

1-設問の通りです。
 電線に流すことのできる許容電流は、抵抗との関係で決まります。
 そのため、周囲の温度が高いほど、同一管内の電線数が多いほど、他の電線との離隔距離小さいほど、許容電流は小さくなります。

2-設問の通りです。
 インバータは、直流を交流に変換する装置です。

3-設問の通りです。
 電圧降下は電圧を加えた電線において、末端になるにつれて、電気抵抗が原因で電圧が低くなる現象のことです。

4-設問の通りです。
 契約容量が50kw未満は低圧、50kw以上は高圧、2,000kw以上は特別高圧と分類されています。

5-送電には電力損失を考慮しなければなりません。
 電力損失は電流の大きさの2乗に比例するので、電圧を高くし、電流を小さくすることにより、電力損失を少なくし、大きな電力を供給することができます。

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02

正解は5です。

1.同一電線管内に納める電線本数が多くなるほど、発生した熱が逃げにくくなるため、1本あたりの電線の許容電流は小さくなります。

2.インバータ制御は、負荷の大きさに応じて交流から直流に変換させ、電圧や周波数を変更します。
機器の効率を自由に制御することができるため、省エネルギー性には優れますが、変換を行うときに、ノイズが発生し、機器の誤作動や電灯のちらつきなどの現象が起こります。

3.幹線の電圧降下は、実負荷から通電電流を求め、電線の長さや配電方式による係数等を用いて求められます。

4.受電電圧とは、電力会社から供給を受ける配電電圧のことです。
一般的には、契約電力が50kW未満の場合は100Vまたは200V、50kW以上の場合は6KVで配電されます。

5.電気抵抗により、電流の2乗に比例した電力が熱として消費され、電力損失となります。
電線の太さと長さが同一の場合、同じ電力を得るには、電流を大きくするよりも電圧を高くした方が電力損失は少なくなります。
したがって、配電電圧は高い方が大きな電力を供給できます。

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03

最も不適当なのは、「電線の太さと長さが同一の場合、配電電圧が小さいほうが大きな電力を供給できる。」です。

同じ太さ・長さの電線であれば、一般に配電電圧を高くするほうが、同じ電流でより大きな電力を送ることができます。配電電圧を低くすると、同じ電力を送るために大きな電流が必要になり、電圧降下や電力損失も大きくなります。

選択肢1. 同一電線管に収める電線本数が多くなると、1本当たりの電線の許容電流は小さくなる。

この記述は適当です。

電線に電流が流れると、電線は発熱します。

1本の電線管の中に多くの電線を入れると、それぞれの電線から出た熱がこもりやすくなり、温度が上がりやすくなります。

そのため、電線が過熱しないように、同じ電線管に収める電線の本数が多くなるほど、1本当たりに流すことのできる電流を小さくします

選択肢2. インバータ制御は、省エネルギー性に優れているが、電源系にノイズを発生させる原因となる場合がある。

この記述は適当です。

インバータ制御は、モーターなどに供給する電気の周波数を変えて、回転速度を調整する方法です。

必要なときだけ必要な速さで運転できるため、消費電力を減らしやすく、省エネルギーに効果があります

一方、電気を高速で切り替えて制御するため、高調波や電気的なノイズが発生し、ほかの機器に影響を与える場合があります。

選択肢3. 幹線の電圧降下は、実負荷から電流を算出し、その電流値を用いて計算する。

この記述は適当です。

電線には電気抵抗があるため、電流が流れると、送り出した場所よりも末端の電圧が少し低くなります。これを電圧降下といいます。

電圧降下の大きさは、電線の長さや太さだけでなく、流れる電流にも左右されます。

そのため、幹線の電圧降下を計算するときは、実際に使われる負荷から電流を求め、その電流値を使って計算します

選択肢4. 受電電圧は、一般に、契約電力により決定される。

この記述は適当です。

建物が電力会社から電気を受け取るときの電圧は、必要とする電力の大きさなどによって決まります。

一般に、使用する電力が小さい建物では低い電圧で受電し、大きな電力を必要とする建物では高い電圧で受電します。

つまり、契約電力が受電電圧を決める重要な条件の一つになります。

選択肢5. 電線の太さと長さが同一の場合、配電電圧が小さいほうが大きな電力を供給できる。

この記述が不適当です。

電力は、基本的に、

電力=電圧×電流

という関係で考えます。

同じ電流を流すなら、電圧が高いほど大きな電力を送ることができます。

また、同じ電力を送る場合でも、電圧を高くすれば必要な電流を小さくできます。電流が小さくなれば、電線で発生する電力損失や電圧降下も小さくできます。

したがって、同じ太さ・長さの電線なら、配電電圧が高いほうが大きな電力を効率よく供給できます

まとめ

この問題では、電線の許容電流、電圧降下、配電電圧などの基本的な関係がポイントです。

特に、

電力=電圧×電流

という関係を押さえておくことが大切です。

同じ太さ・長さの電線では、配電電圧を高くするほど、同じ電流でより大きな電力を送ることができます

また、電線を同じ電線管に多く収めると許容電流は小さくなる、インバータは省エネルギーに有効ですがノイズの原因になる場合がある、電圧降下は実際に流れる電流をもとに計算するという点もあわせて覚えておくとよいです。

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