第一種電工 配線図 問5：配線図

高圧受電設備の配線図中にある装置の主な目的を問う問題です。正答はエ「計器用変圧器の内部短絡事故が主回路に波及することを防止する」です。VT（計器用変圧器）の一次側に設けるヒューズの役割は、VT内部で短絡故障が起きたとき大電流が主回路に流れ込む前に溶断して事故波及を防ぐことです。選択肢ア（計器用変圧器の欠相を防止）・イ（過負荷を防止）・ウ（雷サージから保護）はそれぞれ他の機器の機能です。正答はエです。

VT（計器用変圧器）保護用ヒューズの設置目的を問う問題です（kensa_22と同系統の論点）。VT保護ヒューズの主目的はVT内部の短絡事故が主回路（6.6kV系）に波及することを限流遮断によって防止することです。各選択肢の確認：ア（欠相防止）：ヒューズが欠相の原因になることはあっても欠相防止ではない。欠相検出は継電器（欠相継電器）が担う。イ（過負荷防止）：VTの過負荷保護という意味合いはありますが「主目的」ではない。実際のVTの定格負担は数十〜数百VAと小さく過負荷は稀。ウ（雷サージから保護）：雷サージ保護は避雷器（SA）・サージアブソーバが担う。エ（内部短絡事故の主回路への波及を防止）：これが正しい主目的。VT内部短絡→一次電流急増→限流ヒューズが溶断→主回路への事故電流流入を遮断。正答はエです。

本問はVT（計器用変圧器）の保護設計における限流ヒューズの機能を問います（haisenzu_05はhaisenzu_04と異なるVT保護に特化した問題）。

【VT保護ヒューズの役割と選定基準の詳細】VT（Voltage Transformer）は理想的には無限大インピーダンスの電圧源を計測するため、一次側には微小電流しか流れません（定格電流は数十mA〜数A程度）。しかし内部巻線の層間短絡・地絡が発生すると一次巻線のインピーダンスが急減し、6.6kV系から大電流（理論上は系統の短絡電流/VT変圧比）が流れ込みます。

限流ヒューズ（PF）の遮断性能：電流が半サイクル以内で溶断するため、短絡電流ピーク（一般に数kA〜数十kA）に達する前に遮断（限流効果）。残留電流（短絡後のアーク電流）も限流ヒューズのアークエネルギー吸収で瞬時消弧。

選定基準：定格電圧は最大使用電圧以上（6.9kV以上）、定格電流は通常VT定格電流の150〜200%（例：一次電流0.05A×150%=0.075Aの定格を選択）、遮断容量は受電点の三相短絡電流以上。

【欠相防止と限流ヒューズの関係】3相ともVTに限流ヒューズが設置されており、各相独立して動作します。1相のみのヒューズが溶断すると2相運転になり、保護継電器が誤動作する可能性があります（欠相の原因になりうる）。ただしヒューズの役割は保護（内部短絡の波及防止）であり欠相防止ではありません。

【避雷器との役割分担まとめ】避雷器（SA/LA）：雷インパルス・開閉サージ（マイクロ秒オーダーの高電圧過渡現象）に対する保護素子。電圧クランプで過電圧を制限。VT保護ヒューズ：内部短絡による過電流（数秒〜数十秒スケール）に対する保護素子。電流制限で事故波及を防止。二者は保護対象（電圧 vs 電流）が異なり、相互補完的に設置されます。