令和8年度上期 学科試験 問41 解説 機器の機能

この問題は、単線結線図上のシンボル（①）を見て、その役割を即座に判断できるかを問うものです。図中の①は、3本の電線が輪の中に通されているような図記号で示されています。これは零相変流器（ZCT）を表しており、その役割は「地絡事故発生時の零相電流の検出」です。

零相変流器（ZCT）の役割と仕組み

零相変流器は、通常の電流計用変流器（CT）とは異なり、3相の電線を一括して貫通させて使用します。

正常な状態では、3相の電流のベクトル和はゼロになるため、ZCTの二次側には電流が発生しません。しかし、回路のどこかで地絡事故が起きると、地絡電流（零相電流）が流れます。このとき、3相の電流バランスが崩れてベクトル和がゼロではなくなるため、その差分をZCTが検出し、二次側に電流を流します。この信号が地絡継電器（GR）などに送られ、遮断器を動作させることで事故回路を切り離します。

混同しやすい用語の整理

この分野で特によく混同されるのが、零相電圧を検出する零相基準入力装置（ZPD）です。

• 零相変流器（ZCT）：電流の不平衡を検出するもの。円形の中に「3」という数字や線が貫通する記号で表されます。
• 零相基準入力装置（ZPD）：電路と大地の間の静電容量を利用して、零相電圧を検出するもの。コンデンサを用いて接地相の電圧を検出します。

試験問題では、図記号が酷似している場合があるため、「電流を見ているのか（ZCT）」「電圧を見ているのか（ZPD）」という目的をセットで覚えるのが攻略の鍵です。

実務における重要性と活用シーン

この知識は、高圧受電設備の保護協調を考える上で欠かせません。地絡事故は火災や感電事故に直結する危険な現象です。そのため、電力会社との受給点付近や、構内の各分岐回路において、どこで地絡が発生したかを瞬時に判断し、該当箇所だけを遮断する保護システムが組まれています。

実務において、ZCTは高圧キャビネットや遮断器の直近に配置され、地絡方向継電器（DGR）や地絡継電器（GR）と組み合わせて使用されます。高圧受電設備の保安業務に従事する際には、定期点検時にZCTの二次側試験を行い、地絡継電器が正しく動作するかを確認する試験が必須となります。

参考リンク

• 第一種電気工事士試験「配線図の重要機器」対策
• ZCT（零相変流器）の試験と動作確認の現場事例（Qiita）
• 変流器および零相変流器の定義と電気的特性（JIS解説）