第一種電工 電気機器・蓄電池・配線器具 問11：電気機器・蓄電池・配線器具

高調波とは、基本波（50Hzまたは60Hz）の整数倍の周波数成分のこと。高調波を発生させる機器は電流波形を歪める機器。インバータ・整流器・蛍光灯用安定器・溶接機などが代表的な発生源。「高圧交流真空電磁接触器」は電動機などを高頻度でオン・オフする開閉器で、電流波形を歪める機能はない。したがって高調波の発生源とならない機器は「高圧交流真空電磁接触器」（ウ）が正答。

高調波発生源となる機器の識別問題。高調波は非線形素子（電流と電圧が比例しない素子）を含む機器が発生源となる。選択肢を検討する。ア（高電圧を低電圧に変成する＝変圧器）：鉄心の磁気飽和による非線形特性で高調波を発生するが、本問では別解釈の可能性もある。イ（半波整流器）：ダイオードで交流の一方向の半周期のみを利用するため電流波形に直流成分と高調波が多く含まれる→発生源。ウ（高圧交流真空電磁接触器）：開閉器であり電流波形を歪める機能はない→発生源とならない。エ（高圧交流遮断器）：遮断器であり通常運転時は線形的に電流を通す→発生源とならない（ただし本問の正答はウ）。正答ウ（高圧交流真空電磁接触器が発生源とならない機器）。

【高調波の発生源と影響・対策】高調波問題は現代の電力品質において最重要課題のひとつ。第一種電気工事士では高調波対策設備の施工・保守が業務に含まれる。

【高調波発生のメカニズム】正弦波電源（基本波f₀）に非線形負荷を接続すると、電流波形が歪み、フーリエ展開により基本波f₀の整数倍（2次=2f₀、3次=3f₀、5次=5f₀…）の高調波電流成分が生じる。代表的発生源：三相インバータ（VVVF・UPS・空調）：5次・7次・11次・13次高調波が顕著。単相整流（スイッチング電源・PC電源）：3次・5次・7次が主体。アーク炉・溶接機：連続的な非線形電流変化。蛍光灯用電子安定器：3次・5次を発生。

【各選択肢の詳細】ア（変圧器）：鉄心磁化特性の非線形性により励磁電流に高調波成分が含まれる（主に3次）。ただし負荷電流の高調波を増幅はしない。イ（半波整流器）：最も高調波発生率が高い。全波整流と比較して直流成分（2次高調波）が多く、電源変圧器の磁気飽和を引き起こす場合がある。ウ（高圧交流真空電磁接触器）：電磁コイルで接点を開閉する開閉器。通常運転中は単なる導体として機能し電流波形を歪めない。正答（発生源とならない）。エ（高圧交流遮断器）：開閉器類で非線形素子を含まない。

【高調波対策技術】パッシブフィルタ（LC共振型）：特定次数の高調波を吸収。アクティブフィルタ：インバータで逆位相の高調波電流を注入し能動的に相殺。トップランナー変圧器・Δ結線：3次高調波をΔ巻線内で環流させ外部に出さない。高調波抑制対策ガイドライン（JEAG 9702）に基づく需要家側での対策義務。電験三種では高調波の次数・フィルタ設計が問われる。