第一種電工 令和5年度午前 問32｜自家用電気工作物の検査方法

CT（変流器）は高圧電路の大電流を計器で測定できる小電流（通常5A）に変換する機器です。CTの二次側は計器類を接続して使いますが、二次側電路にヒューズを設けてはいけません。なぜなら、CTの一次側に電流が流れているときに二次側が開放されると、非常に高い電圧が発生して危険だからです。選択肢イの「CT の二次側電路に定格電流5Aのヒューズを設けた」が不適切な記述であり、正答はイです。

CT（Current Transformer/変流器）の取り扱いにおいて最も重要な安全原則は「CT二次側の開放厳禁」です。CTの一次側に電流が流れているときに二次側が開放されると、鉄心が磁気飽和して二次側に高電圧が誘起され、絶縁破壊・感電の危険があります。このため、CT二次側電路にはヒューズ（過電流遮断器）を設けてはいけません（選択肢イが不適切）。CTの二次側電路には過電流継電器・電流計・電力計などの計器類を接続しますが（選択肢ウは適切）、これらを取り外す際は先にCT二次側を短絡してから作業します。CT本体の選定では、二次側に接続する計器類の皮相電力と二次側電路の損失などの皮相電力[V·A]の総和以上の定格負担のものを選びます（選択肢アは適切）。また、高圧計器用変成器の二次側電路にはD種接地工事を施す必要があります。正答はイです。

本問はCT（変流器）の原理・取り扱い・選定基準を総合的に問います。自家用電気工作物の電気室では計器用変成器（VT・CT・VCT）が計測・保護継電器系統の核心機器として機能します。

【CTの動作原理と開放禁止の理由】CTは理想変流器として一次電流I₁と二次電流I₂の比（変流比）がN₂/N₁（巻数比）に等しくなるよう設計されています。一次側に電流I₁が流れているとき、二次側が開放（I₂=0）になると、本来二次電流が作るはずの磁束打消しが消滅し、鉄心が磁気飽和し急峻な磁束変化により二次巻線に高電圧が誘起されます（E₂≒N₂×dΦ/dt で二次起電力が急増）。この高電圧は絶縁破壊・感電・火災などの重大事故につながります。

【実務上の安全操作手順】CT二次側の計器交換・点検時の手順：①CT二次端子（K・k端子）を短絡線で確実に短絡→②計器を取り外す→③新計器を接続→④短絡線を取り外す。短絡なしに計器を外すと開放状態になり危険です。

【定格負担[VA]の意味】CTの定格負担とは二次回路に接続できる皮相電力[V·A]の上限値で、計器類の皮相電力と二次側電路の損失などの合計がこれ以内でなければなりません（選択肢ア）。過電流継電器・電流計・電力計・電力量計などのインピーダンスの合計に定格二次電流（5A）の2乗を掛けた値が総負担です。定格負担を超える機器を接続すると変流誤差が増大し計測・保護の精度が劣化します。CT選定では定格負担・変流比・精度クラス（0.2S・0.5・1・3P等）・短時間耐電流を総合的に検討します。また、二次側電路の接地（選択肢エのD種接地工事）は正しい記述で、二次側電路にヒューズを設けるイだけが不適切です。