第一種電工 配電理論・配線設計 問14：配電理論・配線設計

高圧限流ヒューズ（PF：Power Fuse）に関する誤り選択問題。正答エ「用途によってT・M・C・Gの4種類がある」が誤りの記述。高圧限流ヒューズの種類はJIS C 4604で規定されており、正しくはT（変圧器用）・M（電動機用）・C（コンデンサ用）・G（一般用）の4種類ではなく、実際の分類は異なる。選択肢イ（通常密閉・短絡時にガス放出）・ウ（短絡電流を限流遮断）は正しい記述。高圧限流ヒューズは高圧受電設備のPF・S形主遮断装置として使用される。正答エ。

高圧限流ヒューズ（PF：Power Fuse）の誤り記述問題（正答エ）。各選択肢の正誤。イ（通常は密閉・短絡電流遮断時に放出口からガスを放出）：正しい。高圧限流ヒューズはセラミック製円筒容器内にヒューズ素子と消弧剤（石英砂）が封入されており、通常は密閉状態。短絡電流による溶断時に容器内でアークが発生し、消弧剤がアークを冷却・消弧。大電流遮断時には放出口からガスや溶融物を排出する構造のものもある。ウ（短絡電流を限流遮断する）：正しい。限流ヒューズの最大特徴は「限流作用」。短絡電流が最大値（波高値）に達する前にヒューズ素子が溶断して電流を制限しながら遮断する→保護機器への過大なストレスを軽減。エ（用途によってT・M・C・Gの4種類がある）：誤り。JIS C 4604高圧限流ヒューズの種類は変圧器用（T）・電動機用（M）・コンデンサ用（C）の主な3種類に分類されるが、「G（一般用）」を含む4種類という規定はJIS上存在しない→正答エ。

【高圧限流ヒューズ（PF）の技術詳細と受電設備での役割】高圧限流ヒューズはPF・S形受電設備の主遮断装置として最も広く採用されている保護機器。第一種電気工事士では高圧受電設備の設計・施工において限流ヒューズの特性・選定・種類を詳細に理解することが必須。

【限流遮断の原理とメカニズム】通常の遮断器（CB）との違い：CBは電流ゼロ点でアークを消弧（電流ゼロ点遮断）→遮断時間が交流半周期の整数倍。限流ヒューズは電流ゼロ点到達前にヒューズ素子が溶断・消弧→通流時間が数ms以下（電流波高値到達前に遮断）。これにより短絡電流のピーク値を大幅に抑制（限流効果）。石英砂消弧の仕組み：ヒューズ素子（銀・銅合金テープ）が短絡電流で瞬時溶断→アークが発生→石英砂（SiO₂）がアークを冷却・絶縁→短時間（1〜3ms）で消弧。高い遮断容量（40kA程度）を実現。

【JIS C 4604による種類と選定】変圧器用（T形）：変圧器の励磁突入電流（定格電流の5〜10倍・0.1〜1秒）を通過させる時間-電流特性。電動機用（M形）：電動機始動電流（定格の5〜7倍・数〜十数秒）を通過させる特性。コンデンサ用（C形）：コンデンサ投入時の突入電流（定格の数十倍・数ms）に対応した特性。PF・S形主遮断装置として設置する際：定格電圧6.6kV・定格遮断電流を系統短絡電流以上で選定。過電流ロック機構（OVR）と組み合わせて過負荷保護も補完。

【CB形との比較とPF・S形受電設備の優位性】遮断容量：限流ヒューズは40kAまで対応可能（VCBも同等）。繰り返し使用：CBは何度でも動作可能、ヒューズは1回溶断したら交換が必要→大電流遮断後の復旧に時間を要する欠点。PF・S形が選ばれる理由：CB形より安価・コンパクト・メンテナンス簡便（契約電力300kW未満の小規模受電に最適）。電験三種「電力」ではPF・CB・LBSの保護協調、電験二種では短絡電流計算と限流ヒューズの選定（遮断容量・時間-電流特性の整合確認）が問われる。