第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和8年度(2026年)上期
問80 (法規 問13(b))

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問題

第三種電気主任技術者(電験三種)試験 令和8年度(2026年)上期 問80(法規 問13(b)) (訂正依頼・報告はこちら)

高圧進相コンデンサの劣化診断について、次の問に答えよ。

この設問は、前問 の続きの設問となります。

前問の測定により、劣化による内部素子の破壊(短絡)が発生していると判断し、機器停止のうえ各相間の静電容量を2端子測定法(1端子開放で測定)で測定した。
図2のとおりの内部結線における素子破壊(素子極間短絡)が発生しているとすれば、静電容量測定結果の記述として、正しいものを次のうちから一つ選べ。ただし、図中✕印は、破壊素子を表す。
問題文の画像
  • R−S相間の測定値は、最も小さい。
  • S−T相間の測定値は、最も小さい。
  • T−R相間は、測定不能である。
  • R−S相間の測定値は、S−T相間の測定値の約75%である。
  • R−S相間とS−T相間の測定値は、等しい。

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この過去問の解説 (1件)

01

正しい選択肢は「S−T相間の測定値は、最も小さい。」です。

この問題は、高圧進相コンデンサの内部素子が短絡した場合に、各相間の静電容量がどのように変化するかを問われています。

図2では、Y結線されたコンデンサのR相にある2つの直列接続された素子のうち、1つが短絡しています。

コンデンサを直列接続すると静電容量は小さくなり、短絡した素子は電気的に取り除かれた状態になります。

そのため、R相の静電容量は正常なS相やT相より大きくなります。

計算手順

<各相の静電容量を求める>

正常な素子1つの静電容量をCとします。

コンデンサを2つ直列に接続した場合、合成静電容量は次の式で求められます。

合成静電容量=C₁×C₂(C₁+C₂)

S相とT相は、静電容量Cの素子が2つ直列に接続されているため、

C×CC+C=C2

となります。

一方、R相は素子が1つ短絡しているため、残った正常な素子だけが働きます。

したがって、各相の静電容量は、

・R相:C

・S相:C2

・T相:C2

となります。

<各相間の静電容量を求める>

2端子測定法では、測定しない相の端子を開放し、測定する2相のコンデンサを直列接続として考えます。

R−S相間:

C×C2/(C+C2)=C3

S−T相間:

(C2)×(C2)/(C2+C2)=C4

T−R相間:

(C2)×C/(C2+C)=C3

したがって、

S−T相間(C4)<R−S相間(C3)=T−R相間(C3)

となり、S−T相間の測定値が最も小さくなります。

選択肢1. R−S相間の測定値は、最も小さい。

不適切な記述です。

R相は素子が1つ短絡しているため、正常な状態より静電容量が大きくなっています。

R−S相間の合成静電容量はC3となり、S−T相間のC4より大きくなります。

選択肢2. S−T相間の測定値は、最も小さい。

適切な記述です。

S相とT相は、どちらも2つの正常な素子が直列に接続されています。

各相の静電容量はC2なので、S−T相間の合成静電容量はC4となります。

これは、ほかの相間のC3より小さい値です。

選択肢3. T−R相間は、測定不能である。

不適切な記述です。

R相の素子が1つ短絡していても、もう1つの正常な素子が残っているため、電気的なつながりは保たれています。

そのため、T−R相間の静電容量は測定でき、C3となります。

選択肢4. R−S相間の測定値は、S−T相間の測定値の約75%である。

不適切な記述です。

R−S相間はC3、S−T相間はC4です。

両者の比率を求めると、

C3÷C4×100

=43×100

≒133%

となります。

したがって、R−S相間の測定値はS−T相間の約133%です。

75%という値は、反対にS−T相間をR−S相間と比較した場合の比率です。

選択肢5. R−S相間とS−T相間の測定値は、等しい。

不適切な記述です。

R相は素子が1つ短絡しているため、S相やT相より静電容量が大きくなっています。

そのため、R−S相間はC3、S−T相間はC4となり、等しくなりません。

なお、R−S相間とT−R相間の測定値は、どちらもC3で等しくなります。

まとめ

この問題では、コンデンサの直列接続と、素子が短絡したときの静電容量の変化を理解することが重要です。

・正常な素子2つを直列接続すると、合成静電容量はC2になります。

・R相では1つの素子が短絡しているため、静電容量はCになります。

・R−S相間とT−R相間の測定値は、どちらもC3です。

・S−T相間の測定値はC4で、最も小さくなります。

特に、コンデンサは直列接続すると静電容量が小さくなり、短絡によって直列の素子数が減ると静電容量が大きくなることを覚えておきましょう。

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