第一種電工 配電理論・配線設計 問27：配電理論・配線設計

ディーゼル発電機に関する誤り選択問題。正答イ「ディーゼル機関の動作工程は吸気→爆発（燃焼）→圧縮→排気である」が誤り。ディーゼル機関（4ストロークサイクル）の正しい動作工程は「吸気→圧縮→燃焼（爆発）→排気」の順。選択肢イでは「爆発→圧縮」と順序が逆になっており誤り。ウ（回転むらをはずみ車で平滑化）・エ（非常用予備発電装置として使用）は正しい記述。正答イ（動作工程の順序が誤り）。

ディーゼル発電機の誤り記述問題（正答イ）。各選択肢の正誤検証。ア（電流容量が大きく送電容量が増加する）：OCR文字化けで内容が不明確だが、多導体（バンドル）の効果に関する別問題の内容が混入している可能性。イ（ディーゼル機関の動作工程は吸気→爆発→圧縮→排気）：誤り。4ストロークディーゼルエンジンの正しい工程：第1行程（吸気）：ピストン下降→空気を吸入。第2行程（圧縮）：ピストン上昇→空気を高圧に圧縮（圧縮比16〜23:1で温度500〜600℃）。第3行程（燃焼・膨張・爆発）：圧縮した高温高圧空気に軽油を噴射→自然着火→爆発膨張でピストン押し下げ（動力行程）。第4行程（排気）：ピストン上昇→燃焼ガスを排出。正しい順序：吸気→圧縮→燃焼（爆発）→排気。イの記述は「爆発→圧縮」という順序が明確に誤り→正答イ。ウ（はずみ車で回転むらを平滑化）：正しい。エ（非常用予備発電装置として使用）：正しい（ビル・病院・データセンター等の法定非常電源として広く使用）。

【ディーゼル発電機の技術詳細と非常用電源設備の要件】ディーゼル発電機は消防法・建築基準法で要求される非常用電源設備の主流として、ビル・病院・データセンター等に設置される最重要自家発電設備。第一種電気工事士では動作原理から設置要件・保守管理まで体系的に習得することが実務で必須。

【4ストロークディーゼルエンジンの動作原理（詳細）】吸気行程：吸気弁開・排気弁閉。ピストン下降（TDC→BDC）。空気のみ（燃料は無し）をシリンダ内に吸入。体積V_max（下死点時）。圧縮行程：吸気弁閉・排気弁閉。ピストン上昇（BDC→TDC）。空気を圧縮比ε（16〜23:1）で断熱圧縮→温度500〜700℃・圧力3〜5MPaに達する→自然着火温度（軽油：約250℃）を大きく超える状態に。燃焼・膨張行程（動力行程）：圧縮上死点付近で軽油を高圧（120〜200MPa）で噴射→高温空気中で自然着火・爆発燃焼→高圧燃焼ガスがピストンを押し下げ（TDC→BDC）→クランクシャフトを回転させる動力を発生。排気行程：排気弁開・吸気弁閉。ピストン上昇（BDC→TDC）。燃焼ガスを排出。発電機を回転させて電力を発生。

【ディーゼル発電機の特徴とガスタービン発電機との比較】ディーゼル発電機の利点：始動時間が短い（10〜30秒で定格出力）・燃料（軽油・重油）の貯蔵安定性高い・効率30〜45%と比較的高い・小〜中容量（10kVA〜数MW）に最適。欠点：騒音・振動大（防音措置必要）・大容量化に限界・排気規制（NOx・PM）対応コスト。ガスタービン発電機との比較：ガスタービンは大容量・低振動・短起動（30秒以内）・排熱利用可能（コージェネ）だが効率はディーゼルより低い。

【消防法・建築基準法による非常電源要件】消防法（消防用設備の非常電源）：起動時間：40秒以内に定格出力の70%に到達（消火設備は自動起動40秒）。連続運転時間：最低30分（消火設備）・120分（特定施設）。建築基準法（BAS非常電源）：自動起動・40秒以内定格出力達成。燃料タンク：法定容量以上（非常運転時間×燃料消費量）。定期点検：月次点検（外観・機能確認）・年次点検（負荷運転30分以上）。電験三種「電気施設管理」では発電設備の種類・効率・非常電源の要件、電験二種では自家発電設備の設計計算（容量算定・短絡電流計算・系統接続設計）が問われる。