第二種電気工事士覚え書き④

配線工事に使う材料
後半戦スタート。

電線管
電線を中に通す管。電線管工事では配線よりも先に配管し、あとから配管内部に電線を通す。電線が保護できる、電線から火災の拡大を阻止できる、配管を通して壁面内部などにも簡単に配線できるというメリットがある。
金属製と合成樹脂製のものがある。また、それぞれ曲がるタイプ(可とう性アリ)と曲がらないタイプ(可とう性ナシ)がある。

金属管

薄鋼電線管
厚さ1.6ミリ以上、長さ3.66メートル。端にねじを切って使う。

ねじなし電線管(E)
厚さ1.2ミリ以上、長さ3.66メートル。ねじを切らずに使う。

2種金属製可とう電線管(F2)
プリカチューブ、防水プリカなど。自由に曲げられる。

合成樹脂管

硬質塩化ビニル配線管(VE管)
標準長4メートル。金属管よりも軽量、耐食性に優れるが、機械的衝撃や高温に弱い。

PF管
耐燃性があるためあらゆる配線に使える。曲げられる。

CD管
耐燃性がなく、コンクリート埋設用として使用される。曲げられる。

電線管工事の付属部品

カップリング
薄鋼電線管どうしを接続する。内側にねじが切ってある。

ねじなしカップリング
ねじなし電線管どうしを接続する。管を留めるねじがついている。

コンビネーションカップリング
異なる種類の電線管を接続する。

ノーマルベンド
カーブした金属管。配管をゆるやかに曲げる箇所で使用する。

ユニバーサル
金属管どうしを垂直につなぐ際に使用するジョイントパーツ。

ターミナルキャップ
管端から電線を引き出す際に使用する電線の保護用器具。

エントランスキャップ
ターミナルキャップの一種で、引き出し口の部分に下向きの傾斜があり、対降雨性がある。

金属管工事で使う工具

ウォーターポンププライヤ
金属管を押さえたり、ロックナットを締める。

パイプレンチ
カップリングの取り付け時、金属管を回すのに使う。

パイプカッタ
金属管を切断。管をはさみ、回転させながら切断する。

パイプバイス
金属管を切断する際に位置を固定する万力。

高速切断機
電動の回転のこぎり。金属管を高速切断。

金切のこ
金属の切断。

プリカナイフ
プリカチューブを切断。

タップとタップハンドル
鋼板などにねじの溝を作る。

ねじ切り器
ダイス(刃)を先端に装着して金属管のねじを切る(溝をつける)。

クリックボールとリーマ
切断した金属管の内面のバリを取る。クリックボールで、ドリル状のリーマを回転させて管端のバリを取る。

平やすり
金属管の切断面を仕上げる。

パイプベンダ
てこの力で金属管を曲げる。

合成樹脂管工事で使う工具

合成樹脂管用パイプカッタ
硬質塩化ビニル電線管の切断に用いる。金属管は切断できない。

ガストーチランプ
合成樹脂管を過熱して曲げるために用いる火炎放射器。

面取り器
合成樹脂管の管端面のバリ取りに用いる。

ボックス類とその付属部品

VVF用ジョイントボックス
VVF線同士の接続箇所に使うボックス。透明になっているのが特徴。

VVF端子付きジョイントボックス
露出場所でVVFケーブルどうしを接続するボックス。
内部に電線を止めるねじがついている。

アウトレットボックス
電線管の電線と他の電線との接続箇所に設ける。

プルボックス
多数の金属管が交差、集合する場所で電線の接続場所に施設するボックス。

コンクリートボックス
コンクリート埋設配管用のボックス。
配管完了後に底板をかぶせる。

スイッチボックス
埋め込み型スイッチやコンセントを取り付ける為のボックス。

露出型スイッチボックス
露出配線で用いられるスイッチボックス。
管を装着するコネクタがついているのが特徴。

ケーブルラック
ケーブルを収めて配線するための棚。

ボックスコネクタ
電線管をボックスに固定するのに使う。
ロックナットを外してからボックスに接続する。

ゴムブッシング
金属製のボックスの打ち抜き穴に取り付ける電線保護用のゴム材料。

絶縁ブッシング
電電管の管端に取り付けて電線の被覆を保護する。

その他ケーブル工事で使う材料・工具

ステップル
ケーブルを木材などの造営材(柱や壁)に取り付けるのに用いる、巨大なホッチキスの芯。

サドル
電線管を造営材に固定するのに使う。

パイラック
電線管を鉄骨などに固定するのに使う。

羽根切り
木材に穴を開ける工具。クリックボールに取り付けて使う。

木工用きり
木材に穴を開ける時に使う工具。

ホルソ
電気ドリルに取り付けて鋼板に穴を開ける工具。

ノックアウトパンチャ
油圧で鋼板などに穴を開ける工具。名前がちょっとかっこいい。

振動ドリル
コンクリートや木材に穴を開けるドリル。

呼び線挿入器
管工事において電線管に電線を通すのに使う工具。

遮断器
以下の2つがある。

配線用遮断器
過電流の時、電路を遮断。真ん中の開閉用レバーが特徴。
電動機保護兼用や三相用配線用などのタイプがある。

漏電遮断器
漏電の時、電路を遮断。テストボタンと漏電表示ボタンが特徴。
漏電遮断器付きのコンセントや、過負荷保護付き漏電遮断器(漏電だけではなく過電流の時も遮断する)などもある。

照明器具
白熱灯と放電灯がある。
白熱灯:力率○、発光効率×、寿命が短い
放電灯:力率×、発光効率○、ちらつきアリ

照度
照明の明るさ(1平方メートルあたりの面積に降り注ぐ光束)を示す。単位はルクスだが、最近の照明器具のスペック表ではあまり使われていないイメージ。

光束
高原から出る光の量を示す。単位はルーメンで、最近はこちらの表示がメジャーな感じがある。

光度
懐中電灯など、ある特定方向での光の強さ。単位はカンデラ

白熱電球
ガラス管にガスを封入し、その中のフィラメントが約2000℃まで発熱することで発光する。
そんな熱かったのか。

ハロゲンランプ
白熱灯のガラスの中に微量のハロゲンガスと不活性ガスを交合して封入したランプ。
白熱電球よりも明るく、店舗のダウンライトや自動車のライトなどに用いられる。

線付防水ソケット
屋外で用いる電球用のソケット。工事現場での仮設照明などに使われる。

蛍光灯
代表的な放電灯。
放電が始まると、放出された電子がガラス管に封入された水銀を含むガスに衝突して紫外線を発生させ、その紫外線がガラス管に塗られた蛍光物質に当たって発行する。

ナトリウムランプ
ガラス管の中にナトリウム蒸気を封入したランプ。
霧の濃い場所やトンネル内の照明に利用。

高圧水銀ランプ
高圧の水銀蒸気を封入したランプ。
青白く光るのが特徴で、発光効率が高く、体育館や広場、スポーツ競技場のスタンド、道路照明などに利用。

ネオン管
ネオンガスなどを封入したランプ。封入したガスの種類によって色が変わる。
つまり必ずしもネオンガスが入っているわけではない。
専用の高圧のネオン変圧器が用いられるため、特殊電気工事資格者(ネオン)しか工事ができない。

グロースタート式蛍光灯の点灯
インバータ式というタイプもあるが、試験ではグロースタート式が出題される。
グローランプ(点灯管)が発熱し、点灯管内の電極が接触。蛍光ランプのフィラメントが過熱され電子を放出するスタンバイ。
②点灯管が冷めて回路が遮断されると同時に、安定器(チョークコイル)に高圧が発生し、フィラメントが放電を開始。その後安定器が放電を安定させる。
③グローランプに並列接続するコンデンサで高周波雑音の防止。

誘導電動機
交流電流で回転するモータのこと。
単相誘導電動機と三相誘導電動機があるが、産業界では後者がメジャー。

三相誘導電動機の構造と回転の仕組み
三相誘導電動機は、回転する部分の回転子と、その空間を取り囲む固定子から成り立っている。
この2つにはそれぞれコイルが取り付けられており、3つの固定子の各コイルにはそれぞれ120°位相が異なる三相交流が流れている。
この電流の作る磁界はそれぞれ交流の位相差によって回転し(回転磁界)、この磁界の回転につられて回転子も回転する。

力率改善
誘導電動機に対して電力用コンデンサを並列に接続することで力率を改善することができる。

同期速度
三相誘導電動機の回転磁界の速度(1分間あたり)。
回転磁界はN極とS極の2つの磁極がペアで回転するので極数は2とされる。

回転速度Ns=120×三相交流の周波数f/極数p[min-1(毎分)]

すべり
実際の誘導電動機の回転速度は回転磁界の速度よりも数%遅くなる。この差の比率。

始動法①じか入れ始動
構造上、電源を入れた瞬間に大電流が流れる。
誘導電動機に三相電源を直接接続して始動させるじか入れ始動(全電圧始動)では、始動の際の電流が定格電流の4~8倍も大きくなるので、もっぱら定格出力が小さな電動機だけがその始動法を採用している。

始動法②Y-Δ始動
大きい定格出力の電動機での始動時の電流を小さくするための代表的な手法。
始動時はY結線、一定の回転数に達したらΔ結線に切り替えるというもの。
三相かご形誘導電動機に採用されている。

回転方向
三相交流の3本の結線のうちどれか2本を入れ替えると、回転方向を逆にすることができるが、水を汲み上げるポンプや、ベルトコンベアの大型機械などでモーターが逆回転すると、故障や事故の原因になるため、回転方向を試運転前に確認する検相器がついている。

第二種電気工事士覚え書き③

配線器具・材料・工具
ここから暗記科目。覚える項目が多すぎるので、今回は前半を。

絶縁電線
銅やアルミニウムなどの導体を絶縁物で覆った電線。アルファベットの略式記号の暗記が辛い。HIVなど誤解を受けそうなやつもあるし。

IV
インドア・ビニル。
屋内用絶縁電線。許容温度60℃。
屋内配線といっても天井裏に転がすような施設方法は禁止されており、電線管やダクト工事などによって施設しなければならない。

HIV
ヒート・レジスタント・IV。
IVの熱強化バージョン。許容温度75℃。

OW
アウトドア・ウェザー・プルーフ。
屋外配線用絶縁電線。

DV
ドロップ・ワイア・ビニル。
屋外引き込み用絶縁電線。

EM-IE
エコ・マテリアル。
エコ電線。焼却時の有害ガス発生を抑えるなど環境に配慮した電線。

ケーブル
絶縁電線を2~3本束ねて、その上から保護被覆で覆ったもので、通常の電気工事で最も多く使われている。
略式記号は絶縁物の素材と保護被覆の素材を順番に示すため結構長い。

VVF
ビニル・インスレーテッド・ビニル・シースド・フラットタイプ・ケーブル。
600Vビニル絶縁ビニルシースケーブル平型。屋内、屋外、地中配線用。
最高許容温度60℃。
住宅で多く使われる。

VVR
ビニル・インスレーテッド・ビニル・シースド・ラウンドタイプ・ケーブル。
600Vビニル絶縁ビニルシースケーブル丸型。屋内、屋外、地中配線用。
最高許容温度60℃。
幹線に太い電線が必要な場合。

EM-EEF
600Vポリエチレン絶縁耐燃性ポリエチレンシースケーブル。通称エコケーブル。
屋内、屋外、地中配線用。

CV
クロスリンクド・ポリエチレン・インスレーテッド・ビニル・シースド・ケーブル。
600V架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル。
屋内、屋外配線用。
耐熱性があり、値段が安いため、実際の工事では、VVFやVVRよりもよく使われる。

MIケーブル
ミネラル・インスレーテッド・ケーブル。
耐火配線用。高温でも燃えない無機物で絶縁。工場で使われる。

CT
キャブタイヤケーブル。移動型電気機器用。
コードよりは強度があるが、隠蔽部分の配線には利用できない。また、接続器具を用いずに他の電線と直接つなぐこともできない。

VCT
ビニルキャブタイヤケーブル。移動型電気機器用。

コード
耐熱性がないビニルコードと、多少あるゴムコードがある。
断面積によって許容電流が異なる。

VFF
ビニルコード。熱を出さない電気機器用。
電気スタンドなどに使用されるが、熱に弱いので白熱電球などには使用できない。

FF
ゴムコード。乾燥した場所で使用される。
袋打ちタイプや丸打ちタイプがある。

電線どうしの接続
トレス台が壊れた時に見よう見まねでビニルテープでコードを繋いだことがあります。

リングスリープでの圧着接続
リングスリープE型に導線を差し込み、リングスリープ用圧着ペンチ(グリップが黄色)で圧着し、絶縁テープで被覆する方法。

差し込み型コネクタ
差し込み型コネクタに銅線を差し込むだけ。簡単。絶縁テープを巻く必要もない。

電線の接続条件
接続条件としては、以下が挙げられる。
抵抗を増加させない。
引っぱり強度を20%以上減らさない。
絶縁電線の接続部は絶縁テープで被覆する。

コード相互、キャブタイヤケーブル相互、ケーブル相互の接続は、接続器(コードコネクタなど)や接続箱(ジョイントボックスなど)を使用し、直接接続しない。
ただし例外として、断面積8平方ミリ以上のキャブタイヤケーブル相互だけは直接接続できる。

ビニルテープでの絶縁処理
半幅以上重ねて2回(4層分)以上巻く。

黒色粘着性ポリエチレン絶縁テープの絶縁処理
半幅以上重ねて1回(2層分)以上巻く。

電線接続に使う工具
電工ナイフ:電線の絶縁被覆やケーブルの外装をはぎ取る。
ペンチ:電線や心線を切断。
ワイヤストリッパ:外装や絶縁被覆をはぎ取る。各種電線の径にあった刃のくぼみアリ。
ケーブルカッタ:ペンチで切れないような太いケーブルを切断。刃先は半円状。
電気はんだごて:電線のはんだ付けに使う。
手動油圧式圧着器:太い電線の圧着接続に使う。
絶縁被覆付圧着端子用圧着工具:名前が長い。そのまんまの用途。グリップは青。
裸圧着端子用圧着工具:おまえも長い。グリップは赤。

コンセント
差し込まれる方。差し込む方はプラグという。
埋め込み型:壁面に埋め込む最もメジャーなタイプ。
露出型:壁面に直接取り付けるタイプ。
防雨型:屋外用で、穴は下向きに、また小さな屋根がある。
フロアコンセント:床面に取り付けるタイプ。

刃受けの形状
プラグを差すのに必要な穴のこと。差し込み口、プラグ受けとも呼ぶ。
通常は2つ穴だが、用途によっていろいろなタイプがある。

接地側と接地極
コンセントには接地(アース)のための構造が組み込まれている。
接地には、柱上トランスで施設されている中性線接地と、各電気機器が実施する個別の接地がある。
差し込み口の穴が長い方が、中性線に接続する接地側。
屋内を経由して対置に接地されている接地極という電極があるコンセントもある。その場合、刃受けの数は3つになる。
また、設置用電線を接続するための接地端子(ネジで締めるタイプ)があるコンセントもある。
住宅用単相200Vコンセントは、接地極付きにする。
また、洗濯機など水場で使う電気機器のコンセントは漏電の危険性が高いため、接地極付き・接地端子付きが望ましい。

開閉器
電気回路をON/OFFする装置でスイッチと似ているが、以下の違いがある。
開閉器:配線を開閉。
スイッチ:電気機器を開閉。

カバー付きナイフスイッチ
ナイフ状の電極を刃受けに手で差し込むことで電路を開閉する。
ヒューズを内蔵することで回路を保護し、カバーによって感電を防止。
主に電動機操作用の手元開閉器に使われる。

箱開閉器
ナイフスイッチを箱で覆ったもの。
側面にあるスロットマシンのようなレバーで電路を開閉する。
用途はナイフスイッチと一緒。

電磁開閉器
手動ではなく、電磁力で開閉する。
人力を必要としないため、遠隔操作、自動操作、細かい制御が可能。
電路の開閉を行う電磁接触器と熱動継電器(サーマルリレー)の2つのパーツで構成。
これに対応した専用の押しボタン式スイッチもある。

スイッチ
点滅器、リモコンスイッチなどがある。

屋内用小型スイッチ(点滅器)
タンブラスイッチ:最もメジャー。埋め込み型と露出型がある。
表示灯内蔵スイッチ:タンブラスイッチにパイロットランプがついたもの。
プルスイッチ:壁などに取り付けてヒモを引っぱってON/OFFするもの。
キャノピスイッチ:電気器具に取り付けてヒモを引っぱってON/OFFするもの。
自動点滅器:周囲の明るさを感知して自動でつくタイプ。街路灯などに内蔵。
タイムスイッチ:タイマー付き。換気扇など。
調光器:電灯の明るさを変更するスイッチ。

リモコンスイッチ
電気機器のON/OFFを遠隔操作できる。
一カ所で多数の電灯の集中操作ができ、リモコントランスによって低圧した上で操作できるため感電の危険が少ない。
リモコンスイッチ:赤と緑のLEDは動作確認ランプ。
リモコンリレー:リモコンスイッチの信号に合わせて回路を開閉する。
リモコントランス:リモコン配線用の変圧器。100Vを24Vに変圧するなど。

スイッチの配線
通常は非接地線側にスイッチを組み込み、スイッチOFFの時、非接地線が負荷につながっていない状態にする。

単極スイッチ
1回路の電路を開閉するスイッチで片切スイッチとも呼ぶ。

2極スイッチ
2回路の電路を連動して開閉するスイッチで両切スイッチとも呼ぶ。
非接地線を2線使った200V電源につないだ電灯では2線とも非接地線側なので同時にON/OFFをしなければならないので、そういうときに使う。

3路スイッチ
階段の電灯など、1Fでも2FでもON/OFFできるようにするために使うスイッチ。
スイッチAとスイッチBが共にON、もしくはOFFの時、点灯する仕組みなため(どちらかだけだと消灯)、どっちに押せば電気がつくのかわけが分からなくなることが多い。

3路/4路スイッチ
3路スイッチと4路スイッチの合わせ技。3カ所以上に同一の電気機器を操作するスイッチを設置したい場合に用いる。
4路スイッチは、平行接続とたすき掛け接続が可能で、スイッチが変わる度に切り替わるようになっている。
これにより、スイッチABCのいずれかを切り替えれば、電気機器をON/OFFすることができる。

パイロットランプ
スイッチの場所や、色でON/OFFの状態を知らせるためのランプ。
常時点灯:スイッチに関係なく常に点灯。
同時点滅:スイッチがONの時点灯、OFFの時消灯。
異時点滅:スイッチがOFFの時消灯、ONの時点灯。

第二種電気工事士覚え書き②

 平日の仕事終わりは電気の勉強、土日の休日はソニックブレイドの制作というルーティンが確立されつつあります。
 しかしさ、最近趣味らしい趣味がなくてさ。一番楽しい暇つぶしがメダルゲームって終わってるだろ、と。そのメダルゲームも、確変23連チャンとかなのに、ほぼ枚数が現状維持って、電気工事士の資格で配線繋ぎ直してやろうかって感じで、馬鹿馬鹿しくなりつつあって。
 かつてよく行ってた映画館もさ、アナログの逆襲以来、マジで観たい映画がないんだよね。サブカルチャーなんて、もってのほかだよ。
 私って、どんなものでもハマるときはワーってなるんだけど、あんまり長続きしないんだよな。たしろはわれにかえった、みたいな。
 そいで、振り返ると一番長く続いてた趣味はやっぱり漫画制作なんかな、と。次いで、大学の単位取得だね。わりと辛いことも多かったから、振り返ると、はたしてあれが趣味だったのかよくわからないけど。趣味に熱中ってある種の依存症的なところあるしな。

配電理論と配電設計
こういうのって一般式を丸暗記をするよりも、具体的な数字を当てはめて計算の練習をしたほうが、理論込みでマスターできると思う。

電力系統
発電所→変電所→配電用変電所→電柱→需要家(住宅・工場など)といった一連の流れ。
発電所から配電用変電所までの流れを送電、配電用変電所から需要家までの流れを配電という。

高圧配電線
配電用変電所~電柱の変圧器(柱上トランス)まで。6600V。

低圧配電線
柱上トランス~家庭まで。100Vないしは200V。

低圧配電①単相2線式(1φ2W)
3本の高圧電線ABCのうち、2本の組み合わせが3組(AとB、BとC、AとC)できる。この3組の単相交流のうちどれかひとつから電圧を取り出し、トランスによって6600Vを100Vにまで落として供給する方式。
往復で2線あるので、電圧降下や電力損失を計算する場合は×2をする。

電圧降下v=電源電圧Vs-抵抗負荷の電圧Vr=2×電流I×電線1本あたりの抵抗r

電力損失p=2I²r(※p=VI=IR×I=I²Rより)

低圧配電②単相3線式(1φ3W)
単相の交流をABNの3本の電線で配電する方式。3本のうち1本(N)が接地されている中性線で、この中性線と残り2本の電線のうち、どちらかと接続することで100Vの電圧を取り出すことができる。
また、中性線でない電線2本の間Cから200Vも取り出せる。
一般的な住宅で最もよく使用されている方式。

平衡負荷場合
中性線N-N’間の電流=0(流れない)
その他のルートA-A’とB-B’の電圧降下=Ir
回路全体の電力損失=2I²r(※AとBの電力損失の値が等しいので×2)

不平衡負荷の場合
中性線の電流=(A→Nの電流Ia)-(N→Bの電流Ib)
A→Nの電圧降下=(Ia+Ic)r+(Ia-Ib)r
N→Bの電圧降下=(Ib+Ic)r-(Ia-Ib)r

低圧配電③三相3線式(3φ3W)
3本の線で送られてくる三相交流をそのまま配電する方式。
電圧を6600Vから200Vに下げて供給される(3線式だが、中性線がなく200Vしか供給できない)。
工場など大電力を必要とする場合用いられ、6600Vの高圧のまま使用することもある。
ちなみに△結線の一本が断線した場合は、直並列回路となる。

2線間の電圧降下=√3×Ir
回路全体の電力損失=3I²r


許容電流
その電線に流すことができる最大の電流値。
抵抗が大きい細い電流に大電流を流すとジュール熱により断線したり、絶縁被覆が溶けたりするおそれがあるため、電線の種類ごとに設けられている。

絶縁電線①単線
1本の銅線。

直径1.6ミリ:許容電流27A
直径2.0ミリ:許容電流35A
直径2.6ミリ:許容電流48A


絶縁電線②より線
複数本の銅線をまとめたもの。

断面積5.5平方ミリ:許容電流49A
断面積8.0平方ミリ:許容電流61A


ケーブル
絶縁電線をいくつかまとめて、さらにその上を外装(シース)で覆ったもの。
熱がこもって温度が上昇しやすいため、電流減少係数をかけて許容電流を低く抑えなければならない。
ちなみに、ケーブルの中に収められている絶縁電線の数は本ではなく心(しん)で数えるらしい。

3心以下:電流減少係数0.70
4心:0.63
5または6心:0.56


コード
細い銅線を何本もより合わせ、ゴムやビニルを被覆して柔らかく作った電線。
絶縁電線とケーブルは同じ規格だが、コードはそれらよりも細いので独自の規格が設けられている。

断面積0.75平方ミリ:7A
断面積1.25平方ミリ:12A
断面積2平方ミリ:17A


引込線・引込口配線の設計
けっこう具体的になってきた。

架空引込線
電柱~家屋の軒先に取り付けられた引込線取付点までを結んだ電線。
この工事は電力会社が行う。
引込線取付点の位置は原則地上から垂直4メートルの高さを確保しなければならないが、技術上やむおえない場合、交通に支障がない場合は2.5メートル以上で構わない。

引込口配線
引込線取付点~分電盤までの配線。
この間に取り付けられる電力量計と分電盤内の配線用遮断器(ブレーカー)の工事も電力会社が行う。
なお、木造家屋の引込口配線においては金属製の保護器具は使用できない(漏電した際に火災を引き起こす恐れがあるため)。

引込開閉器
引込み口に近いところに付ける通電をON/OFFできるスイッチ。
かつてはカバー付きナイフスイッチが使われていたが、現在では開閉器の役割も兼ねる配電用遮断器が主流になっている。
開閉器は、物置など敷地内の別の建物に母屋から電気を引き込む場合でも取り付ける必要があるが、使用電圧が300V以下で、20Aの配線用遮断器(ヒューズの場合は15A)で保護された母屋の電路に接続する場合は、屋外電路の距離が15メートル以下であれば、開閉器を省略することができる。

過電流遮断器
エアコンや電子レンジなど過大な電流が流れたとき電路を遮断して保護する装置。
一般的な住宅にある分電盤にあるブレーカーなどで、この役割をする二大巨頭がヒューズと配線用遮断機である。

ヒューズ
過電流が流れると自ら発熱して溶け、電路を溶断する金属片。
溶断したヒューズの交換は手間がかかるため、現在では手動で電路を復帰できる配線用遮断機に代わりつつある。
しかし、高圧電力回路、三相電動機用の手元開閉器、医療用、車載用などの特定の用途では根強い人気がある。
ヒューズの溶断時間は以下のように規定されている。

定格電流の1.1倍:溶断しない
定格電流の1.6倍:60分以内
定格電流の2倍:30A以下は2分以内、30A超60A以下は4分以内


配電用遮断器
過電流が流れると検知回路が働いて自動的にスイッチをきり、電路を遮断する装置。
屋内配線の幹線、分岐回路ごとに設置される。
配電用遮断器の遮断時間は以下のように規定されている。

定格電流の1.25倍:60分以内
定格電流の2倍:30A以下は2分以内、30A超50A以下は4分以内


過電流遮断器の回路構成
電源とつなぐ端子の極P(ポール)と、過電流を検知し遮断スイッチにある素子E(エレメント)がある。素子のない極はニュートラルということでN極と呼ばれる。
遮断機によって極と素子の数は異なり、2P1E、2P2E、3P2Eなどのタイプがある。

2極1素子
単相3線式の100Vの電路の分岐回路に用いられる。

2極2素子
200Vの電路の分岐回路に用いられる。

3極2素子
単相3線式の幹線に接続されるメインブレーカーとして用いられる。
なお、このタイプの中性線には過電流遮断器を入れてはいけない。
ここが遮断されると、単なる直列回路ができて各100Vの電路に200Vが不均等に加わり、危機が破損するため(中性線欠相事故)。

漏電遮断器
漏電(地絡電流など電気回路以外に電気が流れること)があると電路を遮断する装置。
零相変流器が電気の不足を検知して、ただちに電流を遮断する。
主幹電路だけではなく、分岐回路に接続される電気機器が、金属製の外箱を有し、使用電圧が60Vを超え、簡易接触防護措置を施していない場合、その電気機器の電路にも施設しなければならない。

漏電遮断器が省略できる場合
・電気機器を乾燥した場所に施設したとき
対地電圧150V以下で水気のない場所に施設するとき
・電気機器にC種接地工事またはD種接地工事が施されていて、その接地抵抗が3Ω以下のとき
・電気用品安全法適用の二重絶縁構造の機器のとき

屋内幹線の設計
引き込み口から屋内に引き入れて分岐するまでの配線部分を幹線という。
一般的に引き込み口から引き入れた電線は分電盤に入る。

幹線の許容電流の見積もり
幹線に使う電線を決めるために必要。
幹線には分岐線の各負荷に流れる電流の合成電流が流れるので、その最大値(幹線許容電流IL)を見積もって、使う電線の太さを決める。
計算方法は、電動機の定格電流の総量IMと、電動機以外の定格電流の総量IHを比較する必要がある(電動機には始動時に大きな電流が流れるため)。

IM≦IH・・・IL≧IM+IH
IM(50A以下)>IH・・・IL≧1.25IM+IH
IM(50A超)>IH・・・IL≧1.1IM+IH


需要率
実際に使用する電力のパーセンテージを求める(接続したすべての電気機器が同時に稼動することはまずないため)。

需要率=(実需用電力の最大値/総設備容量)×100

幹線を保護する過電流遮断機の定格電流
原則として、過電流遮断機の定格電流IBは幹線の許容電流より小さくなければいけない。
また、電動機はスイッチを入れたとき大きな電流が流れるため、それも考慮する。

電動機なし:IB(遮断器の定格電流)≦IL(幹線許容電流)
電動機あり:IB≦3IM(電動機定格電流)+IH(電動機以外の定格電流)もしくは2.5IL


分岐した細い幹線過電流遮断機が省略できる場合
マンションなど多数の階がある建物では、大元の太い幹線から細い幹線を分岐させて、それぞれの階毎に細い幹線から分岐回路を施設する。
原則的には、この細い幹線にも過電流遮断器を取り付けなければならないが、次の条件では省略できる。

・細い幹線の許容電流が、主幹線の過電流遮断機の定格電流IB×0.55以上
・細い幹線の許容電流が、IB×0.35以上、ただし幹線の長さは8メートル以下
・長さ3メートル以下で、負荷側に幹線を接続しない場合

分岐回路の設計
電気機器をいくつも接続する。分岐回路の電線は幹線の電線よりも細い場合が多いので、許容電流は少なめ。
ユーザの最も身近なところにある電路なので、安全対策も念入りで、過電流遮断器の施設位置など細かい規定がある。

分岐回路の開閉器および過電流遮断器の施設位置
分岐回路に施設される過電流遮断器は省略できない。原則として分岐点から3メートル以内に設置する。
ただし、分岐回路の電線の許容電流によって3メートルを超える位置に取り付けられる場合がある。

・分岐回路の電線の許容電流が過電流遮断機の定格電流の35%以上55%未満の場合は8メートル以内までOK
55%以上はどこに取り付けてもOK

屋外配線
常夜灯など。原則としてひとつの負荷だけがつながる専用の分岐回路にしなければならない。
ただし、屋内配線の分岐点より8メートル以内の場合は、屋内配線の延長で配線することができる。しかしこの場合は、20A以下の配線用遮断器が分岐回路についてなければならない。

電動機の分岐回路
原則として1台ごとに専用の分岐回路を設ける。
ただし、以下のどちらかの場合は2台以上接続できる。
・配電用遮断器の定格電流が20A以下、または過電流遮断器の定格電流が15A以下
・各電動機に負荷保護装置が施設されている

コンセントの分岐回路
分岐回路の種類にあった電線の太さやコンセントを選ばないと事故につながる(40A回路に20Aのコンセントをさすと過電流遮断器が作動しない)。

①15A回路
過電流遮断機の定格電流:15A以下
電線の太さ:直径1.6ミリ以上
コンセントの定格電流:15A以下

②B20A回路(配電用遮断器)
過電流遮断機の定格電流:15A超20A以下の配電用遮断器
電線の太さ:直径1.6ミリ以上
コンセントの定格電流:20A以下

③20A回路(ヒューズ)
過電流遮断機の定格電流:15A超20A以下のヒューズ
電線の太さ:直径2.0ミリ以上
コンセントの定格電流:20A

④30A回路
過電流遮断機の定格電流:20A超30A以下
電線の太さ:直径2.6ミリ以上、断面積5.5平方ミリ以上
コンセントの定格電流:20~30A

⑤40A回路
過電流遮断機の定格電流:30A超40A以下
電線の太さ:断面積14平方ミリ以上
コンセントの定格電流:40~50A

⑤50A回路
過電流遮断機の定格電流:40A超50A以下
電線の太さ:断面積8平方ミリ以上
コンセントの定格電流:30~40A

第二種電気工事士覚え書き①

 ついに始まったシリーズ。3月に試験申込、6月に学科試験らしい。目指せ60点!(志が低い)

参考文献:電検・電工資格試験研究会編著『DVDで一発合格!第二種電気工事士 筆記&技能テキスト カラー版』

電気の基礎理論
基本的に中学校の理科レベル。
交流を掘り下げるあたりからたぶん工業高校レベル。

電気抵抗

抵抗R=ρ(電気抵抗率)×ℓ(長さ)÷A(断面積)

断面積に反比例。
長さと温度に比例。

並列回路の合成抵抗
各抵抗器の抵抗の逆数を足して、その数で1を割る。

開放回路
回路が閉じていないこと。電気は流れない。

電圧降下
電流が流れるときに抵抗によって失う電圧のこと。
電流が流れない場所ではおこらない。

電力
電気製品などで消費される電力はPで表す。単位はW。
P=V×I

電力量
Q=P×t(秒)
1J=1Ws

交流の値の表し方
瞬時値:変化する交流の瞬間、瞬間の値。
最大値:瞬時値が最も大きくなるときの値。
実効値:直流回路で発生する電力と同じ電力を発生させる交流回路の電流・電圧。

交流の実効値=最大値/√2

周期T=1/周波数f

コイル(インダクタ)
コイルは直流では普通の導線と変わらない(ちょっと抵抗が高い程度)が、交流ではその流れを妨げる働き(インダクタンス)がある。
インダクタンスの単位はH(ヘンリー)である。

交流電流I=V/(2π×周波数f×インダクタンスL)

誘導性リアクタンス
先ほどの式の右辺の分母にある2πfLを電気抵抗として捉えたもの(これでオームの法則の式になるから)。
この値は交流に対する負荷を表し、Xと記される。

コンデンサ
2枚の電極版を向かい合わせたもの。Cで表され、回路図記号では電源装置に似たマークで記される(縦線の長さが等しい)。
コンデンサに直流電源をつなぐと、一瞬電流が流れてすぐに流れなくなる。これは電極版に電化が蓄えられ充電をしている状態である。また、充電されたコンデンサの回路の電源を外して、電線をつなげると(短絡)、さっきとは逆方向に一瞬電流が放電される。
ちなみに、交流電源では、コンデンサは充放電をくり返す(回路に電流を流し続ける)ため、電気を貯めることはできない。

キャパシタ
コンデンサには交流の流れを助長する働きがある(静電容量またはキャパシタンス。単位はFファラド)。

電流I=2π×周波数f×キャパシタンスC×電圧V

容量性リアクタンス
先ほどの式もオームの法則にあてはめると、2πfCの逆数が電気抵抗(交流に対する負荷)となる。

Xc=1/(2πfC)

交流回路と位相
交流のグラフは波形となるが、交流電流の波形と交流電圧の波形が一致するとき、位相があっている(同相)と言う。
しかし、コイルやコンデンサを回路に組み込むと位相(タイミング)はずれてしまう。
位相がずれるとオームの法則が成り立たない。

コイルの位相
コイルには電流の変化を妨げる性質があるため、電流の波形は、電圧の波形より90°(1/4周期)位相が遅れる。

コンデンサの位相
コンデンサには電流の変化を促す性質があるため、電流の波形は、電圧の波形より90°(1/4周期)位相が進む。

インピーダンス
交流負荷(電気抵抗、誘導性リアクタンス、容量性リアクタンス)の総称。
複数の抵抗器の抵抗を足すことができるように、インピーダンスも足すことができる(合成インピーダンス)。
合成インピーダンスはベクトルで求めることができる。

RLC直列回路
R抵抗、Lコイル、Cコンデンサをそれぞれ直列につないだ回路。

RLC直列抵抗の電圧
直列回路なのでどこでも電流は同じ。
したがって電流を各負荷の電圧の位相の基準にできる。
抵抗器にかかる電圧は電流と同相。(→)
コイルにかかる電圧VLは電流よりも位相が90°進む。(↑)
コンデンサにかかる電圧Vcは電流よりも位相が90°遅れる。(↓)
したがってRLC直列回路全体の電圧は、電流(=抵抗器にかかる電圧)とコイルとコンデンサにかかる電圧(VL-Vc)のベクトルの合成になるため、三平方の定理により・・・

V=√V²+(V-Vc)²

RLC直列回路の合成インピーダンス
オームの法則により、抵抗器、コイル、コンデンサそれぞれにかかる電圧を電流で割れば、抵抗R、誘導性リアクタンスXL、容量性リアクタンスXcの値がそれぞれ出るので、合成インピーダンスZも三平方の定理より・・・

Z=√R²+(X-Xc)²

RLC並列回路
R抵抗、Lコイル、Cコンデンサをそれぞれ並列につないだ回路。

RLC直列抵抗の電流
並列回路なのでどこでも電圧は同じ。したがって電圧を基準に電流を求める。
抵抗器にかかる電流は電圧と同相。(→)
コイルにかかる電流ILは電圧よりも位相が90°遅れる。(↓)
コンデンサにかかる電流Icは電圧よりも位相が90°進む。(↑)

I=√I²+(Ic-I)²

交流の電力
中学校で習う電力は直流だったが、交流回路の負荷において消費される電力P(※有効電力)の一般式は以下のようになる。

P=VIcosθ

力率
上の式のcosθの部分。上の式は有効電力を求める式なので、V×I全体(皮相電力)の何割の力が実際に使われているかを示している。
なぜ、三角比なのかというと、この力率もベクトルで求めているから。
皮相電力VI:三角形の斜辺
無効電力:三角形の高さ
有効電力P:三角形の底辺
よって・・・

力率cosθ=P/VI

この値が1の時(直流回路の場合もしくは負荷が抵抗のみの場合)、P=VIで無効電力は0ということになる。
これが、コイルやコンデンサがつながっているとθ分だけ位相差が発生し、力率は1未満となる。

有効電力
電気機器や電動機など、負荷側(需要側)で取りざたされる値。

皮相電力
実効値のままの電力なので、発電機やトランス、コンセントなど、供給側で取りざたされる値。

単相交流
一般家庭に送られてくる交流の電気。
行きと帰りで2本の電線を用いる。

三相交流
工場やビルなど、大電力を必要とする施設に送られてくる交流の電気。
3本の電線を用いる。電線1本あたりの送電電力が大きいのが特徴。
3つの波形の位相は120°ずつ互いにずれているため、どの瞬間でも3つの交流の振幅の和は0となる。つまり、帰り道の共通帰線が要らない。
ニコラ・テスラが開発に関わっているらしい。

線間電圧
三相交流を送る3本の電線の間の電圧。A-B間、B-C間、A-C間の3つある。

相電圧
1相あたりの負荷にかかる電圧。

線電流
なぜか線間電流とは言わない。
3本の線を流れる電流。A-B間、B-C間、A-C間の3つある。

相電流
1相あたりの負荷に流れる電流。

Y(スター)結線
ベンツのマークように結線したもの。
線電流=相電流
線間電圧=√3×相電圧(※線間電圧のベクトルが相電圧のそれよりも30°ずれるため)

Δ(デルタ)結線
三角形に結線したもの。
線電流=√3×相電流
線間電圧=相電圧

三相交流回路の電力
各相の負荷の消費電力(相電圧×送電流×力率)を合計する。
各相の負荷の消費電力が同じ場合は、×3をすればよい。
線間電圧と線電流から電力を求める場合は

P=√3×線間電圧V×線間電流I×cosθ

ちなみに、スター結線でもデルタ結線でも同じ式が使える(どちらでやっても結局式が一致するから)。

三相交流の電力量
電力に時間をかけるだけ。

1月終了

 や~1月もそろそろ終わりですね。2019年がさっそくひと月終わっちゃったというのか・・・光陰アローのごとし。以下は近況報告です。

ソニックブレイドの脚本
7年前に全話書き下ろしたのだけど、少しだけ話数をまとめて、全57話を全35話にまで減らした。ちょっとレーティング規制というか残酷な描写をすべてカットしただけで内容は一緒。けっこう描いてて精神的に辛くなりそうだし。
ほいで、その甘口版の脚本のデータが入ったUSBをこの前さっそく紛失し、絶望に打ちひしがれてたら、今朝パジャマのポケットに入ってた。ゲーセンまで探しに行っちゃったよ!

学校図書館司書教諭資格
昨年末のスクーリングは無事に優で単位が取れた。しかし、他の単位は判定が鬼で最高でも良であった。むずい。攻略法が知りたい。
で、この資格の手続きは文科省に年一度の一括申請らしいので、手続き期間はゴールデンウィークあたりになるという。わ・・・忘れてそうだ。

第二種電気工事士資格
技術科を教えていることだし成り行きで取得することになった。
学科試験はマークシート式で100点中60点取れれば合格という、国家試験としてはかなりゆるいもの。中学校レベルの電気の素養があれば受かるらしい。
・・・ってそれでいいのだろうか(^_^;)運転免許ですら学科は9割とらないと合格じゃなかったっけ?試験内容がめちゃくちゃむずいのかな。

メダルゲーム
残りのメダルをゲーセンにある他のメダルゲーに全てつぎ込み見事破産。
マーブルなんちゃらとかいうメダルをビー玉に変えて遊ぶゲームを彼女とやってたらメッチャ減った。確変モードでも減る恐ろしいゲーム。あとビンゴギャラクシー(※実況が大げさ)とか、とりあえず記念にひと通りの機種をやってみた。結局プッシャー系メダルゲームが一番面白いね。
ただし、いきつけのゲーセンに預けたメダルがとうとう0になっちゃったので、もう当分はいいかな。

 てことで、今後はソニブレのネーム&電気の試験勉強をやります!
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