第二種電工 電気機器・配線器具・配線 問85：電気機器・配線器具・配線

正答はエ「低圧進相コンデンサ」です。

写真の機器は低圧進相コンデンサです。蛍光灯・電動機などの誘導性負荷が接続された回路では電流の位相が電圧より遅れて力率が悪くなります。低圧進相コンデンサをこれらの機器に並列接続することで遅れ位相を打ち消し、力率を改善します。力率を1に近づけると電力損失が減り電気料金の節約にもなります。外観は金属製の円筒形または直方体で端子が2〜3本出ています。アの「水銀灯用安定器」はHIDランプの点灯安定用、イの「変流器」は電流計測用の計器用変成器、ウの「ネオン変圧器」はネオンサインへの高電圧供給用です。

正答はエ「低圧進相コンデンサ」です。

各選択肢を識別します（kiki_78と同一テーマの別問です）。

ア（不正解）：水銀灯用安定器

水銀灯・HIDランプの安定点灯に必要なコイル（インダクタ）内蔵の安定器。ランプに流れる電流を制限し、始動電圧を確保します。比較的重く角型の形状が多いです。

イ（不正解）：変流器（CT）

大電流回路の電流を5Aや1Aの小電流に変換する計器用変成器。電流計・電力量計と接続して使用します。環状（リング状）または分割形の特徴的な形状があります。

ウ（不正解）：ネオン変圧器

ネオン管（放電管）に数千Vの高電圧を供給する専用変圧器。漏れ磁束型で電流制限機能も持ちます。大型で複数の端子が特徴です。

エ（正解）：低圧進相コンデンサ

誘導性負荷（蛍光灯安定器・電動機）に並列接続して遅れ無効電力を補償するコンデンサです。単相用（2端子）・三相用（3端子）があります。定格容量（kvar）と定格電圧（例：AC200V）が銘板に記載されます。円筒形または直方体で、金属製外装が特徴です。力率を0.7→0.9以上に改善することで電流・電力損失・電気料金を削減できます。

写真鑑別のポイント：金属製円筒形・2〜3端子・比較的小型軽量 → 低圧進相コンデンサと判断します。

正答はエ「低圧進相コンデンサ」です。

低圧進相コンデンサの技術仕様と施設基準

低圧進相コンデンサはJIS C 4901（低圧進相コンデンサ）に規定されており、以下の特性が定められています。

• 定格電圧：100V・200V・440V等（電源電圧に合わせて選定）
• 定格容量（kvar）：負荷の遅れ無効電力に合わせて選定
• 耐用年数：一般的に10〜15年（内部コンデンサエレメントの絶縁劣化）
• 保護装置：内部異常（絶縁破壊・発熱）時に自動遮断するPTCサーミスタ・内部ヒューズ

力率改善の計算方法

必要コンデンサ容量Q(kvar) = P(kW) × (tanφ₁ - tanφ₂)

• P：有効電力(kW)
• φ₁：改善前の力率角（力率cosφ₁）
• φ₂：改善後の目標力率角（目標力率cosφ₂）

例：P=10kW・cosφ₁=0.7（φ₁=45.6°）→ cosφ₂=0.9（φ₂=25.8°）への改善

Q = 10 × (tan45.6° - tan25.8°) = 10 × (1.02 - 0.484) = 5.36kvar

高調波対策と直列リアクトル

インバータ・整流器等の非線形負荷が多い設備では高調波電流が発生し、進相コンデンサが高調波共振を起こして過熱・損傷することがあります。この場合は直列リアクトル（SR）をコンデンサと直列接続して高調波を抑制します。標準的には6%または13%のリアクタンスのSRが使われます。

電技解釈・内線規程の規定

電技解釈では、低圧進相コンデンサの施設時に過電流保護（ヒューズ・配線用遮断器）の設置が必要です。内線規程3505節では「コンデンサは適切な容量の保護装置を設けること」が規定されています。

第一種電気工事士・電験三種への展開

電験三種「理論」では交流回路の無効電力・力率改善計算（ベクトル図・複素電力表現）が頻出です。「電力」では変電所の調相設備（進相コンデンサSC・分路リアクトルShR・SVC・STATCOM）の役割と電力系統の無効電力制御が問われます。「法規」では電技解釈第44条（高圧コンデンサ及び分路リアクトル）の施設基準が出題されます。実務では脱炭素化・省エネ義務化（工場・ビルのエネルギー管理士選任）の観点から、力率管理（目標力率1.0への改善）が電気設備管理者の重要業務となっており、進相コンデンサの適切な容量選定・保守が求められています。