第一種電工 平成30年度午後 問20｜配電理論・配線設計

高圧の開閉器・遮断器にはそれぞれ得意な役目がある。高圧交流電磁接触器は、電磁石の力で接点を開閉する機器で、何万回もの開閉に耐えるように作られており、電動機や進相コンデンサを頻繁に入り切りする用途に使う（高頻度開閉が目的）。負荷開閉器は負荷電流の開閉、遮断器は短絡などの事故電流の遮断、断路器は電流が流れていないときに回路を切り離すのが役目。正答はウ。

高圧の開閉機器の使い分けを問う問題（正答ウ）。

・高圧交流電磁接触器（ウ・正答）：操作コイルの電磁石で接点を開閉する。開閉の機械的・電気的な寿命が非常に長く、遠方から電気信号で入り切りできるため、電動機の運転・停止や、力率調整のための進相コンデンサの入り切りなど、頻繁に開閉する用途に使う。接点部には真空バルブを使う「真空電磁接触器（VMC）」が多い。

・高圧交流負荷開閉器（ア）：負荷電流を開閉できる開閉器。主に受電設備の区分開閉器や、変圧器・コンデンサの開閉に使うが、手動操作のものが多く、高頻度の開閉は目的としていない。

・高圧交流遮断器（イ）：短絡電流などの大きな事故電流を遮断するのが主な目的。保護継電器と組み合わせて回路を守る。開閉回数の多い運転には向かない。

・高圧断路器（エ）：電流が流れていない状態で回路を切り離し、点検時に確実に電路を開いておくための機器。負荷電流を開閉する能力はない。

「高頻度開閉＝電磁接触器」「事故電流の遮断＝遮断器」「負荷電流の開閉＝負荷開閉器」「無電流で開路＝断路器」と対で覚える。

【4つの機器の能力の比較】開閉機器は「どの大きさの電流を、どれくらいの回数、開閉できるか」で区別すると整理しやすい。

・断路器：電流を開閉する能力なし（無負荷時のみ操作）。

・負荷開閉器：負荷電流まで開閉できる。短絡電流は遮断できない（限流ヒューズと組み合わせて短絡保護を補う）。

・遮断器：負荷電流に加え、短絡電流まで遮断できる。開閉回数の耐久性は電磁接触器より小さい。

・電磁接触器：負荷電流の開閉を、きわめて多い回数繰り返せる。短絡電流は遮断できないため、限流ヒューズと組み合わせて使うことが多い。

【電磁接触器が高頻度開閉に向く理由】電磁接触器は、コイルに電流を流している間だけ接点が閉じ、電流を切るとばねで開く単純な構造で、可動部が軽く、接点の消耗も少ない。真空中で電流を切る真空バルブを使えば、アークによる接点の損耗がさらに小さくなる。遠方からの信号やタイマー、自動力率調整装置の指令で自動的に入り切りできることも、頻繁な開閉に適した点である。

【受電設備での使われ方】高圧電動機の始動・停止回路や、負荷の変動に合わせて進相コンデンサの台数を切り替える自動力率調整に使われる。電磁接触器は短絡電流を遮断できないため、短絡保護は組み合わせた限流ヒューズに受け持たせ、「頻繁な開閉は電磁接触器、事故電流はヒューズ」という分担にする構成が一般的である。

【関連する出題】「高圧受電設備の主遮断装置に使える機器」「断路器の操作の順序（負荷側を開いてから断路器を開く）」なども同じ知識の組合せで解ける。機器の名称と「開閉できる電流の大きさ」をセットで覚えておくことが、写真問題・記述問題の両方に効く。