平成30年度 第一種 筆記試験 問44 解説 機器の必要数量

単相3線式回路における電圧計の必要数

この問題は、単相3線式回路で電圧を測定するために必要な電圧計の最小数量を問うものです。単相3線式回路には2種類の電圧が存在するため、それらを正確に測定するには、通常2台の電圧計が必要となります。したがって、正解は「ロ. 2」です。

単相3線式回路の電圧特性

単相3線式は、電灯線（中性線）1本と、それに対して逆位相の電圧を供給する2本の電圧線（非接地側電線、接地側電線）で構成されます。この配線方式の最大の特徴は、以下の2種類の電圧を供給できる点です。

• 線間電圧：200V 2本の電圧線（非接地側電線と接地側電線）の間で測定される電圧です。これは、エアコンやIHクッキングヒーターなどの大容量単相機器に電力を供給するために使用されます。
• 対地電圧：100V 一方の電圧線と中性線との間で測定される電圧です。これは、一般的な照明器具や小型家電製品に電力を供給するために使用されます。

なぜ2台の電圧計が必要なのか

単相3線式回路の電圧を正確に把握し、配線が正常に機能しているかを確認するためには、これらの異なる電圧を個別に測定する必要があります。

1. 100V（対地電圧）の測定: 通常、一方の電圧線（例：a相）と中性線（n相）の間の電圧を測定します。
2. 200V（線間電圧）の測定: 2本の電圧線（例：a相とb相）の間の電圧を測定します。
3. もう一方の100V（対地電圧）の測定: もう一方の電圧線（例：b相）と中性線（n相）の間の電圧も測定することで、回路のバランスや異常を検出できます。

これらの測定を一度に行うには、最低でも2台の電圧計が必要になります。例えば、1台目の電圧計でa相とn相の電圧（100V）を測定し、2台目の電圧計でa相とb相の電圧（200V）を測定するといった方法です。もし、b相とn相の電圧も確認したい場合は、3台目の電圧計を使用するか、1台の電圧計を接続し直すことになります。しかし、「必要最小数量」を問われているため、回路の基本的な電圧状態を把握するために最低限必要なのは2台となります。

回路の健全性を保つための計測

単相3線式回路では、a相とb相の電圧が互いに180度位相がずれており、かつ中性線に対してはどちらの電圧線も100Vの対地電圧を示します。このバランスが崩れると、一部の機器に過大な電圧がかかったり、あるいは電圧が不足したりして、故障の原因となることがあります。

例えば、a相とn相の電圧が100V、b相とn相の電圧が100Vであるにも関わらず、a相とb相の電圧が200Vにならない場合、中性線に異常がある、あるいは一方の電圧線に問題がある可能性が考えられます。このような異常を検知し、安全に電気を使用するためには、複数の箇所で電圧を測定することが不可欠です。2台の電圧計を用いることで、主要な電圧（100Vと200V）を同時に監視し、回路の健全性を確認することができます。

参考リンク

• 単相3線式とは？メリット・デメリット、配線方法をわかりやすく解説
• 【単相3線式】メリット・デメリット・配線方法を徹底解説！
• [三相誘導電動機 - Wikipedia](https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%89%E7%9B%B8%E5%BC%95%E5%AE% B0%E5%8B%95%E6%A9%9F)