令和4年度 第一種電気工事士 筆記試験 問21 解説 変流器の二次回路

変流器（CT）の二次回路を扱う際の鉄則は、常に「短絡した状態で回路を操作する」ことです。二次側を開放すると、CTの特性上、非常に高い電圧が二次側端子に誘起され、計器の焼損、絶縁破壊、あるいは作業者の感電という重大な事故を引き起こすため、電流計の取り外しには必ず事前に短絡を行う必要があります。

なぜCTの二次側開放が危険なのか

変流器は、一次側に流れる大きな電流を、二次側に接続された計器で測定しやすい小さな値に変換する機器です。変流器の二次電流は、一次電流と巻き数比によってほぼ決まります。

もし二次回路を開放すると、二次側に流れるはずだった電流がゼロになり、その分がすべて磁束の維持（励磁）に使われることになります。この結果、鉄心には極めて大きな磁束が流れ、二次側端子間には、数千ボルトから場合によっては一万ボルトを超えるような高い電圧が発生します。これを「CTの開放高電圧」と呼びます。

この状態になると、端子間での放電による絶縁破壊だけでなく、作業者が端子に触れた際の感電リスクが極めて高まります。そのため、CTの回路を切り離す作業では、「回路を閉じてから外す」という手順が生命線となります。

誤った操作が引き起こす連鎖

試験において「電流計を先に取り外す」という選択肢が用意されている場合、それは物理的に極めて危険な状況を誘発させる誤答です。

もし電流計を先に取り外してしまうと、その瞬間にCTの二次回路が開放状態になり、前述した高電圧が発生します。一度高電圧が発生してしまえば、その後で短絡しようとしても、すでに端子間でのアーク放電が始まっていたり、電圧により作業者が負傷していたりする可能性があります。

したがって、「二次側の短絡端子を用いて回路を短絡する」→「電圧が発生しない安全な状態にしてから電流計を外す」という順序は、単なる手順の暗記ではなく、機器の特性に基づいた必須の安全防護策であることを理解しておく必要があります。

実務現場における安全管理の重要性

この知識は、変電所や工場内の受変電設備において電流計を交換する際に、現場技術者が必ず意識しなければならない基本動作です。高圧受電設備において、CTの二次側は通常、短絡用端子台が設けられています。

実務では、まず短絡端子台のネジを締め、二次回路を物理的に短絡させます。この状態を確認したのち、電流計の取り外し作業にかかります。このように、計測機器のメンテナンスという日常的な作業の中に、重大な人身事故を防ぐための「短絡」というプロセスが組み込まれています。第一種電気工事士試験でこの問題が出題される意図は、試験合格のためだけでなく、将来の現場作業において事故を未然に防ぐための「安全の基礎」を定着させることにあります。

参考リンク

• 電気工事士試験の学習サイト：変流器（CT）の取り扱い
• YouTube：【現場技術者向け】変流器（CT）の二次側を開放してはいけない理由の実験
• 一般社団法人 日本電気協会：変流器の定義と構造について