令和6年度 上期 第一種 学科試験 問22 解説 変流器(CT)

写真に写っている機器は変流器（Current Transformer、略称：CT）です。この問題は、写真の外観から機器を識別し、その主な役割を解答する形式です。変流器は「大電流を小電流に変換して計測や保護を行う」という原則を覚えていれば、迷わず選択肢のニを選べます。

変流器の役割と構造

変流器は、電路に流れる大きな電流を、計器や継電器が扱いやすい小さな電流（一般的に定格二次電流は5Aまたは1A）に変成するための機器です。

回路の電流を直接測定しようとすると、電流計自体もその電流に耐えうる巨大なものが必要になり、回路への挿入も困難です。そこで、変流器を使って電流を比例縮小することで、標準的な計器で測定を可能にします。また、大電流が流れた際に動作する過電流継電器の入力源としても不可欠な存在です。

機器識別のポイント

写真の形状を見ると、中央に電線を通すための貫通窓があり、外周に巻線が施されている様子がうかがえます。この「貫通型」と呼ばれる形状は、変流器の典型的な外観です。

選択肢にある他の機器と比較して整理しましょう。

・零相変流器（ZCT）：イの用途。すべての電線を一括して貫通させることで、漏電などによる零相電流を検出します。形状はCTに似ていますが、通常は環状のコアに二次巻線が均一に巻かれています。 ・計器用変圧器（VT/PT）：ロの用途。高電圧を計器用の低い電圧に変成します。変流器よりも絶縁性能を重視した構造をしており、見た目も異なります。 ・直列リアクトル：ハの用途。進相コンデンサに直列に接続して、投入時の突入電流や高調波を抑制します。これはコイルが露出しているか、重厚なケースに収められていることが多く、役割が全く異なります。

実務における重要性

試験対策としてこの知識が必要なだけでなく、実際の現場でも変流器の取り扱いは非常に重要です。特に、変流器の二次側回路は「絶対に開放してはならない」という鉄則があります。

二次側を開放すると、一次側の電流がすべて励磁電流として働き、鉄心内で磁束が飽和して非常に高い電圧が二次側に誘起されます。これにより、機器の焼損や感電事故を引き起こす危険性があるため、メンテナンスや回路変更の際は細心の注意が必要です。第一種電気工事士の試験では、こうした計器用変成器の役割を理解しておくことが、安全な現場作業の基礎となります。

参考リンク

• 第一種電気工事士試験「機器の名称と用途」解説記事（電気工事士の試験対策サイト）
• CT（変流器）を使ってArduinoで大電流を計測する
• 計器用変成器の定義と動作原理（電気学会 技術報告）