第二種電工 令和4年度下期午後 問25｜検査・法令

単相3線式回路で機器Aの両端に120Vが測定された。通常は100Vであるべきところ120Vになっているのは、何かが断線して回路が変わったため。中性線が断線すると機器AとBが直列になり200Vを分け合う。機器Aに120V・機器Bに80Vが配分されるケースは機器の抵抗比が3:2（例：120Ω:80Ω）の場合。a線やb線の断線では機器Aの電圧は0Vか不安定になり120Vにはならない。正答は（イ）中性線断線。

機器Aの両端電圧が100Vから120Vに上昇した原因を断線パターンで分析する。a線断線：a線（電源L1側）が切れると機器Aへの電力供給が止まり電圧は0Vになる→120Vにはならない。中性線断線（選択肢イ）：中性線が断線すると機器AとBが直列化し電源200Vを分け合う。VA = 200 × RA/(RA+RB)。機器Aが120Vを示すなら RA/(RA+RB) = 120/200 = 3/5。これはRA:RB = 3:2のパターンで成立。b線断線：b線（L2側）が断線すると機器Bの経路が遮断される。機器Bに電流が流れないため直列回路が開放され機器Aも通電しない→120Vにはならない。機器A内部断線：機器A自体の断線では電流が流れず120Vという特定の値にはならない。中性線断線のみが120Vを生じさせる根拠があり正答は（イ）。

問14と同様の中性線断線問題だが、機器Aに現れる電圧が150V（問14）から120V（本問）に変わっている。これは機器AとBの抵抗比が変化したケースで、断線の結果として現れる電圧値は機器の定格によって異なることを示す。

【電圧値120Vの場合の抵抗比計算】

中性線断線後の直列回路で機器Aに120V、機器Bに80V（200-120=80V）が現れるケース。VA = 200 × RA/(RA+RB) = 120。RA/(RA+RB) = 0.6。よってRA:RB = 6:4 = 3:2。例：RA=150Ω・RB=100Ωの場合に成立する。

【機器に加わる過電圧・不足電圧の影響】

機器A（100V定格）に120V：定格の1.2倍の電圧。消費電力はV²/Rで定格の1.44倍になる。短時間なら動作するが継続すると過熱・焼損リスクがある。機器B（100V定格）に80V：定格の0.8倍。消費電力は定格の0.64倍で照明なら暗くなるが機器損傷は少ない。

【各断線パターンの電圧応答まとめ】

a線（L1）断線 → 機器A電圧0V（L1からの電流供給なし）。中性線断線 → 機器A電圧100V超の過電圧（定格比で1.0〜2.0倍の間）。b線（L2）断線 → 機器A電圧0V（L2への帰還経路なし）。機器A内部断線 → 機器A電圧≈200V（開放電圧）。120Vという測定値は中性線断線の典型的な症状であり、正答は（イ）。

【予防と対策】

中性線断線は引込線の老朽化・接続不良・ブレーカーの誤結線などが原因。住宅では突然照明が明るくなったり電子機器が不調になったりする症状が中性線断線のサイン。電気工事士はこのような症状を聞いた際には中性線の接続状態を最優先で確認すること。中性線欠相保護機能付き漏電遮断器の設置が有効な予防策となる。正答は（イ）。