消防設備士乙種1類　⑥ 構造機能 電気

正解：A．ホイートストンブリッジ

4つの抵抗を用いて未知の抵抗を精密に測定する回路をホイートストンブリッジと呼びます。

正解：C．絶縁抵抗計

絶縁抵抗計は内部で直流電圧を発生させ、1メガオーム以上の高い抵抗値を測定するのに用いられます。

正解：B．電極付近の分極作用による抵抗値の変化を防ぐため

直流で測定すると電極付近で化学変化による分極作用が起き抵抗値が変化してしまうため、交流を用いて測定します。

正解：C．電位差計

電位差計は電池に電流を流さずに未知の電池の起電力を測定できる機器です。

正解：D．回路計

回路計はテスターとも呼ばれ、抵抗だけでなく多様な電気的数値を測定できる便利な計器です。

正解：B．油遮断器

油遮断器は構造が簡単で古くから使われていましたが、火災の危険があるため現在では使われていません。

正解：A．保護継電器

保護継電器は異常を検知して遮断器に信号を送り、回路を遮断して機器を保護するリレー装置です。

正解：C．過負荷電流に対しては一定時間後に遮断し短絡電流に対しては瞬時に遮断する

過電流継電器は過負荷電流には一定時間後に、短絡電流のような大電流には瞬時に回路を遮断して保護します。

正解：B．取り替える必要がなく手動で簡単に復帰できるため一般住宅に広く使われる

配線用遮断器はブレーカーとも呼ばれ、ヒューズのように溶断しないため取り替え不要で手動で復帰できます。

正解：C．漏電遮断器

漏電遮断器は漏電を検知して自動的に回路を遮断し、感電や火災を防ぐための安全装置です。

正解：B．じか入れ始動

特別な始動装置を用いずに電源電圧をそのまま印加する方式をじか入れ始動や全電圧始動と呼びます。

正解：A．始動電流は3分の1になり始動トルクも3分の1になる

始動時にスター結線とすることで加わる電圧がルート3分の1になり、結果として始動電流も始動トルクも3分の1に減少します。

正解：C．クローズドスターデルタ始動

クローズドスターデルタ始動は切り替え時の突入電流を抵抗器で吸収しショック現象を和らげます。

正解：A．リアクトル始動

リアクトル始動はリアクトルを接続して電圧を下げて始動し、完了後にそれを短絡して全電圧運転に入ります。

正解：B．一度中性点を開放しリアクトルとして作用させて過渡電流を抑える

コンドルファ始動は中性点を開放してリアクトルとして作用させることで、切り替え時の過渡電流を抑えます。

正解：C．二次抵抗始動

二次抵抗始動は巻線形誘導電動機専用の方式で、二次側の抵抗を徐々に減らして滑らかに始動させます。

正解：B．11キロワット以上

出力11キロワット以上の低圧電動機では始動電流が大きくなりすぎるため、じか入れ始動が禁止されています。

正解：A．スターデルタ始動

スターデルタ始動は始動時にスター結線、運転時にデルタ結線に切り替えることで始動電流を抑える方式です。

正解：A．三相単巻変圧器

始動補償器始動は三相単巻変圧器を用いて電源電圧を下げて始動し、後に全電圧に切り替えます。

正解：C．二次抵抗始動

二次抵抗始動はスリップリングを持つ巻線形誘導電動機にのみ使用できる始動方式です。

正解：B．定格電圧のルート3分の1の電圧が加わる

スター結線にすることで各巻線に加わる相電圧は線間電圧のルート3分の1となります。

正解：B．コンタクタの開閉タイミングを変えることで過渡電流による悪影響を防ぐため

コンドルファ始動はコンタクタの切り替え時に変圧器の一部をリアクトルとして残すことで過渡電流を抑止します。

正解：B．3本の電源線のうち任意の2本の結線を入れ替える

三相交流の3本のうち任意の2本を入れ替えることで相回転の順序が逆になり、電動機は逆回転します。

正解：B．固定子巻線が作る回転磁界の向きが電源線の入れ替えにより逆になるため

2本の線を入れ替えることで固定子巻線に流れる電流の位相順序が変わり、回転磁界の向きが逆転します。

正解：B．正回転のまま変わらない

3つの端子すべてを順番にずらして接続した場合は相の回転順序が保たれるため、正回転のままとなります。

正解：B．電圧の2乗に比例して低下する

三相誘導電動機の始動トルク及び最大トルクは加わる電圧の2乗に比例して変化する特性があります。

正解：B．全負荷電流は増加し効率は悪化する

電圧が低下すると同じ出力を保つために全負荷電流が増加し、銅損が増えるため効率は悪化します。

正解：C．始動トルクは増加し回転速度は遅くなる

周波数が低下すると同期速度が遅くなるため回転速度は下がり、始動トルクは増加する傾向にあります。

正解：C．欠相

3本の電源線のうち1本が断線したりヒューズが切れたりして電力が供給されない状態を欠相と呼びます。

正解：B．残りの2本のコイルに流れる電流は増加する

単相運転となっても回転は継続しますが、出力を維持するために残りの2相の電流は三相時より増加します。

正解：B．サルフェーション

放電後に放置すると極板の硫酸鉛が硬く結晶化して充電できなくなる現象をサルフェーションと呼びます。

正解：B．結晶化した硫酸鉛が電気を通しにくくなるため充電しても回復しなくなる

結晶化した硫酸鉛は絶縁体として働くため電気が通らなくなり、充電しても元の状態に回復しなくなります。

正解：A．非常電源専用受電設備

大規模な特定防火対象物では、停電時に完全に独立して電源を供給できる自家発電設備等が求められ、受電設備は不可です。

正解：B．1.0メートル

キュービクル式の非常電源専用受電設備や自家発電設備は、点検操作のため前面に1.0メートル以上の空地が必要です。

正解：B．防火戸

火災などの延焼を防ぐため、高圧受電の専用室の窓及び出入口には防火戸を設けることが法令で定められています。

正解：D．2.0メートル以上

火災予防の観点から、予熱する方式の原動機を持つ場合は燃料タンクとの間に2.0メートル以上の間隔が必要です。

正解：B．30分間

屋内消火栓設備やスプリンクラー設備の非常電源は、いずれも有効に30分間以上作動できる容量が求められます。

正解：C．自動的に常用電源から非常電源に切り替えられること

停電発生時には人手を介さず、自動的に常用電源から非常電源へ切り替わるシステムでなければなりません。

正解：C．ナトリウム硫黄電池

ナトリウム硫黄電池やRF電池は直交変換装置を持ち、夜間充電と昼間放電による電力負荷平準化に利用されます。

正解：B．自動的に非常電源から常用電源に切り替えられる

直交変換装置を持たない一般的な蓄電池設備では、電源復旧時には自動的に常用電源へ切り替わる機能が必要です。

正解：C．1.2メートル

通常は前面に1.0メートル以上ですが、操作面が向かい合う場合はより広い1.2メートル以上の空地が必要となります。

正解：B．0.6メートル

キュービクル式以外の露出した自家発電設備では、点検などのため周囲に0.6メートル以上の空地を確保します。

正解：B．非常電源専用受電設備

非常電源専用受電設備は外部からの電力網に依存しているため、広域停電時には電力を供給できなくなります。

正解：C．屋内消火栓設備用などの消防用設備用である旨

誤操作を防ぐため、開閉器には屋内消火栓設備用などどの設備のためのものかを明確に表示する必要があります。

正解：C．非常電源専用受電設備、自家発電設備、蓄電池設備、燃料電池設備のすべて

延べ面積1000平方メートル未満であれば、受電設備を含む規定されている4種類の非常電源すべてが使用可能です。

正解：D．交流を直流に変換して充電し、直流を交流に変換して放電する両方の機能を持つ

直交変換装置は商用交流を直流にして蓄電し、放電時には直流を交流に変換して負荷に供給する双方向の機能があります。

正解：B．自動で遮断器を開放し非常用交流負荷に優先的に電力を供給する

停電時には一般負荷への遮断器を自動開放し、生命維持や消火設備などの非常用交流負荷へ優先的に電力を供給します。

正解：B．鋼板で板厚1.6ミリメートル以上

高い強度が求められる第一種配電盤等のキャビネットは、鋼板製で板厚が1.6ミリメートル以上でなければなりません。

正解：A．カバーに難燃性の材料を用いた表示灯

第一種配電盤等では、不燃性又は難燃性の材料を用いた表示灯や引込口、扉用とっ手などが露出を認められています。

正解：C．第二種配電盤

第二種配電盤は第一種より基準が緩和されていますが、不燃材料で区画された専用室等に設置する場合のみ使用可能です。

正解：C．120度の温度を加えた場合において破壊されない電圧計又は電流計

第二種配電盤等では、120度の温度に耐えられる電圧計や電流計などをキャビネット外部に露出させることが認められています。

正解：D．D種接地工事

300V以下の低圧用機器の外箱には、漏電時の感電を防ぐためにD種接地工事を施す必要があります。

正解：B．原則100オーム以下、緩和時500オーム以下

D種接地工事の抵抗値は原則100オーム以下ですが、漏電遮断器等を設置した場合は500オーム以下に緩和されます。

正解：B．系統接地

変圧器の混触事故から低圧電路を保護するために中性点を接地することは系統接地に分類されます。

正解：B．機器接地

機器の外箱等を接地して漏電時に確実に電流を大地に逃がし、遮断器を作動させる目的は機器接地です。

正解：B．直径1.6ミリメートル以上

D種接地工事に用いる接地線は、機械的強度を保つため直径1.6ミリメートル以上の軟銅線などが規定されています。

正解：C．電気工作物の力率を改善し電力損失を減らす

力率の改善は進相コンデンサなどを設置して行うものであり、接地工事の目的ではありません。

正解：C．電気抵抗

接続部分の電気抵抗が増加すると発熱や電力損失の原因となるため、確実な接続が求められます。

正解：B．引張強さを20パーセント以上減少させないこと

電線を接続した箇所は機械的に弱くなりやすいため、引張強さの減少を元の20パーセント未満に抑える必要があります。

正解：D．ハンダ付けは電気抵抗が増加するため配線接続には使用してはならない

ハンダ付けは適切に行えば電気抵抗を増加させず強固に接続できるため、配線接続の方法として認められています。

正解：B．接続部分の電気抵抗が大きいため

圧着不良などで接続部の電気抵抗が大きくなると、電流が流れた際にジュール熱が発生して発熱します。

正解：C．IV電線

IV電線は600Vビニル絶縁電線のことであり、保護用のシースを持たないため金属管などに収めて使用します。

正解：B．絶縁体の許容温度が75度と高く耐熱性に優れる

HIV電線はIV電線の許容温度60度に対して75度まで耐えられ、耐火配線や耐熱配線に利用できる耐熱性を持ちます。

正解：B．金属シースと導体の間に酸化マグネシウムなどの無機絶縁物を強固に充填している

MIケーブルは無機絶縁物を使用しているため耐熱性が極めて高く、露出配線での耐火保護配線に使用可能です。

正解：B．20ミリメートル以上

熱から電線を保護するため、金属管を用いた場合は耐火構造の壁の表面から20ミリメートル以上の深さに埋設します。

正解：B．壁の表面から20ミリメートル以上

合成樹脂管を使用する場合も、耐火構造の壁の表面から20ミリメートル以上の深さに埋設する必要があります。

正解：C．MIケーブル

MIケーブルや所定の耐火電線はそれ自体が極めて高い耐熱性を持つため、壁に埋設せず露出配線とすることができます。

正解：B．HIV電線を金属ダクト工事により敷設する

耐熱配線ではHIVなどの耐熱性電線を金属管や金属ダクトに収める必要があり、IV電線や保護なしの敷設は不可です。

正解：A．耐火配線

ポンプを駆動する電動機への電力供給回路は火災時にも確実に動作する必要があるため、最も厳しい耐火配線とされます。

正解：B．耐熱配線

流水検知などの信号を送る回路は非常電源回路ほど高い耐火性は求められませんが、耐熱配線とする必要があります。

正解：B．耐熱配線

起動信号を送る手元起動装置や表示灯の回路などは、設備の要件として耐熱配線とすることが定められています。

正解：B．600V以下のもの

交流の場合は600V以下が低圧に分類され、これを超えるものが高圧となります。

正解：B．750Vを超え7000V以下のもの

直流の場合は750V以下が低圧であり、これを超えて7000V以下の範囲が高圧として区分されます。

正解：B．耐火配線

消火設備の心臓部である電源供給を維持するため、非常電源と制御盤を結ぶ回路は耐火配線でなければなりません。

正解：C．制御盤と電動機

ポンプを動かす動力回路である制御盤と電動機の間は、火災の熱に最も耐える耐火配線にする必要があります。

正解：A．0.1メガオーム

対地電圧が150V以下の比較的低い電圧の回路では、絶縁抵抗は0.1メガオーム以上あれば基準を満たします。

正解：B．対地電圧が100Vであるため0.1メガオーム以上が必要

単相3線式は中性線が接地されているため対地電圧は100Vとなり、0.1メガオーム以上の基準が適用されます。

正解：B．0.2メガオーム

対地電圧が高くなると漏電のリスクが増すため、要求される絶縁抵抗値も0.2メガオーム以上と高くなります。

正解：B．三相200Vは0.2メガオーム、三相400Vは0.4メガオーム

三相3線式200Vは300V以下なので0.2メガオーム、三相4線式400Vは300Vを超えるため0.4メガオーム以上が必要です。

正解：B．測定電路の電源を遮断し検電器等で充電の有無を確認する

絶縁抵抗計は高い直流電圧を印加するため、感電事故や機器の破損を防ぐために必ず電源を遮断し無充電を確認します。