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第一種電気工事士・科目別学習

電気機器、蓄電池、配線器具、電気工事用の材料及び工具並びに受電設備

読了目安: 3分

この科目で問われること

第4科目は正式名称が長い。「電気機器、蓄電池、配線器具、電気工事用の材料及び工具並びに受電設備」——電気機器・蓄電池・配線器具の構造や性能、電気工事の材料の材質や用途、工具の用途、そして受電設備の設計・維持及び運用までをまとめて扱う科目だ。

第二種電気工事士にも近い科目があるが、その名称は「電気機器、配線器具並びに電気工事用の材料及び工具」で、蓄電池と受電設備の2つが含まれていない。 第一種で加わるこの2つが、この科目のいちばんの違いになる。

  • 蓄電池: 非常用電源や自家用設備のバックアップとして使われる蓄電池の構造・特性が対象に加わる
  • 受電設備: キュービクル式高圧受電設備など、電力会社から高圧で受電し構内で低圧に変換する設備の設計・維持・運用が対象に加わる

住宅の配線器具・工具の見分け方という土台部分は第二種と共通するが、そこに「ビルや工場が高圧をどう受け入れ、どう分配するか」という設備の知識が上乗せされる、というのがこの科目の位置づけだ。

この科目のトピック別解説は、21本を公開している。 高圧配電線から変圧器の二次側まで電気がどこを通るのかという全体像に始まり、断路器・遮断器・負荷開閉器の切り分け、主遮断装置の形式、計器用変成器、地絡保護と波及事故、避雷器、進相コンデンサと直列リアクトル、そして停電・復電作業と短絡接地までを順に扱う。

蓄電池と、第二種と共通する配線器具・材料・工具のトピックは、これから追加していく。

トピック一覧(21個)

1トピック数分で読めるミニレッスン+理解度チェック。順番に進めよう。

  1. 1 受電設備の全体像 — 責任分界点から変圧器の二次側まで 高圧6.6kVの配電線から届いた電気が、どの機器を通って建物の低圧設備まで来るのか。境目はどこにあるのか。あわせて、高圧を屋内に施設する受電室に求められる表示・施錠の要件も扱う。 ビルの裏や駐車場の隅にある灰色の箱の中身が分かり、どこまでが電力会社のもので、どこからが建物側のものかが見えるようになる。 未着手
  2. 2 断路器・遮断器・高圧交流負荷開閉器 — 何を切れて何を切れないか 見た目が似た3つの開閉機器(DS・CB・LBS)を、切れる電流の大きさという1つの基準で見分ける。あわせて、高頻度開閉に向く真空電磁接触器と、高調波を出す機器・出される機器の切り分けも扱う。 キュービクルの中に並ぶ似たレバーが、同じ『電気を切る道具』ではなく、切れる電流の大きさで役割の違う3種類に分かれていると仕分けられるようになる。 未着手
  3. 3 主遮断装置の形式 — CB形とPF・S形、受電設備容量の区分 受電設備の心臓部を守る主遮断装置には、遮断器を使う方式とヒューズ・負荷開閉器を使う方式がある。 見積書に書かれた『CB形』『PF・S形』という4文字が、設備の規模とコストを示す言葉に見えてくる。 未着手
  4. 4 計器用変成器(VT・CT・VCT) — 高圧を計器が扱える大きさに変える 6600Vや数百Aを、そのまま電圧計・電流計・継電器につなぐことはできない。測るために電気を小さくする機器。あわせて、VTの定格負担・電源側ヒューズ・6.6kV受電の標準的なVT/CT/VCTの台数と接地種別も扱う。 毎月の検針票の数字の裏に、高圧を計器サイズまで落とす変成器の仕組みがあると読み取れるようになる。 未着手
  5. 5 地絡保護(ZCT・GR・DGR) — 構内の事故が街を止めてしまう波及事故 一軒のビルの漏電が、なぜ何も関係ない周囲の建物まで停電させるのか。地絡を見つけ、切り離す仕組み。 街のどこかで『一軒の漏電で周辺一帯が停電した』というニュースを見たとき、その裏で何が起きたかまで想像できるようになる。 未着手
  6. 6 避雷器(LA) — 施設が義務になる条件と、義務でなくても壊れる理由 雷サージから機器を守る避雷器。施設が法令で義務になる条件と、義務でない場合の危うさ。 受電電力500kW未満のビルでも、雷対策が必要かどうかを義務の有無とは別に判断できるようになる。 未着手
  7. 7 高圧進相コンデンサと直列リアクトル — 力率改善と高調波 何も動いていないように見えるコンデンサが、なぜ電気代を下げるのか。そして単体で使うと危険な理由。あわせて、三相の進相コンデンサでQ=V²/Xという式をそのまま使ってはいけない理由(Δ結線かY結線かで係数が変わる)も扱う。 電気料金の明細にある『力率割引』が、キュービクルの中の静かな箱の働きそのものだと言い当てられるようになる。 未着手
  8. 8 停電・復電作業と短絡接地 — 順番を間違えると人が死ぬ理由 受電設備を止めるとき、なぜ手前の小さなレバーからではなく、負荷側から順番に切っていくのか。 停電作業の手順のどこから手をつけてよいかを、直感ではなく理屈で判断できるようになる。 未着手
  9. 9 鉛蓄電池 — ベント形と制御弁式(VRLA)はどこが違うのか 同じ鉛蓄電池なのに、なぜ一方は定期的な水足しが要り、もう一方は水を一滴も足さずに寿命まで使えるのか。 蓄電池室の点検票に『比重測定』の欄がある電池とない電池の違いが、手間の差ではなく構造の違いだと見えるようになる。 未着手
  10. 10 アルカリ蓄電池とリチウムイオン — 鉛蓄電池にはない強さ 同じ据置蓄電池なのに、公称電圧が鉛蓄電池より低いアルカリ蓄電池が、あえて選ばれることがあるのはなぜか。 電圧の低い電池を『性能が劣る』と思っていたのが、実は現場での頑丈さで選ばれている場合があると気づく。 未着手
  11. 11 充電方式(浮動・均等・トリクル)と非常電源 — 蓄電池はどう待機するか ビルが停電した瞬間、なぜ非常灯は一瞬も消えずに点くのか。切替スイッチも無いのに。 停電の瞬間に非常灯が消えないのは、何かが切り替わったからではなく、最初からつながっていたからだと見抜けるようになる。 未着手
  12. 12 高圧CVケーブルの構造 — 半導電層という黒い層が2つもある理由 電気を通しにくくしたいケーブルに、なぜわざわざ半分電気を通す層を2つも入れるのか。 ケーブルの断面図にある黒い層の1つ1つに、事故を防ぐための役割があると見分けられるようになる。 未着手
  13. 13 ケーブルの端末処理とストレスコーン — 電気力線の逃げ場をつくる ケーブルの端末処理で、なぜ『切りっぱなし』にせず、わざわざストレスコーンで端部を太らせるのか。 キュービクルの中で、ケーブルの先が1か所だけ太く膨らんでいる理由が読み取れるようになる。 未着手
  14. 14 高圧の絶縁用保護具と防具 — 『着ける物』と『取り付ける物』の違い 同じ絶縁用の道具なのに、なぜゴム手袋の上に、さらに使い古した皮の手袋を重ねて着けるのか。 現場の絶縁資材が、体に着ける道具なのか、電路側に取り付ける道具なのかを、名前を聞く前に見分けられるようになる。 未着手
  15. 15 高圧で使う検電器・放電棒・短絡接地器具 — ケーブルはコンデンサだと知る意味 検電器で停電を確認したはずの高圧ケーブルに触れて、なぜ感電事故が起きるのか。 検電器が『停電している』と示しても、それだけでは安全と言い切れない理由を見抜けるようになる。 未着手
  16. 16 電動機の始動方式 — スターデルタ・リアクトル・コンドルファ・インバータ 大型モータの始動で、なぜいきなり全電圧をかけてはいけないのか。丈夫なモータなら耐えられそうなのに。あわせて、電動機の回転方向を逆にする配線の見分け方と、始動方式ごとに制御盤から電動機までの配線本数が変わる理由も扱う。 大型モータが動き出す一瞬、照明がちらついたり他の設備が止まったりする現象の原因を言い当てられるようになる。 未着手
  17. 17 高圧機器・工具の写真鑑別 — 外形のどこを見れば分かるか 柱上変圧器、GR付PASとLBS・DSの見分け、高圧限流ヒューズ、VTとCT、モールド変圧器と油入変圧器、電力量計とVCT。そして高圧カットアウト・避雷器・耐圧防爆形照明器具・医用コンセント・油圧圧縮工具。写真は載せられなくても、見た目の決め手は言葉にできる。第二種の写真鑑別と同じ『他の3つには絶対に無いもの』を1点だけ探す作法を、高圧機器に広げる。 キュービクルの中や電柱の上で見かける無骨な機器の写真1枚からでも、『これは何をする機器か』を外形の1点だけで言い当てられるようになる 未着手
  18. 18 測定器・試験装置の写真鑑別 — 盤面の計器が名前を言っている 継電器試験装置・絶縁耐力試験装置・耐圧試験用変圧器・絶縁抵抗計・接地抵抗計・クランプ形漏れ電流計・高圧検電器。灰色の箱にメータとつまみが並ぶ試験器の写真は、機能を知っていても1枚に絞れない。決め手は盤面の計器の単位だ。位相計(φ)があれば継電器試験装置、kV計とmA計なら絶縁耐力試験——単位を読むだけで、写真が名前を言い始める。 灰色の箱にメータとつまみが並んだ試験器の写真を見たとき、盤面の計器の単位だけで『何の試験のための装置か』を言い当てられるようになる 未着手
  19. 19 低圧の電線・ケーブル記号 — VVFもCVTも、暗記ではなく読む IV・OW・DV・VVF・CVT・VCT……アルファベットの羅列に見える記号は、実は「絶縁体→シース→形状」の順に綴られた構造の綴りとして読める。 電線・ケーブルの記号を、意味のないアルファベットの暗記ではなく、構造と用途がそのまま綴られた「読める名前」として見分けられるようになる。 未着手
  20. 20 絶縁材料の耐熱クラス — 機器の寿命は絶縁物の温度で決まる 変圧器や電動機の銘板にある「B」「F」の一文字は、絶縁物が耐えられる温度の上限を表す。Y・A・E・B・F・H・N・Rの順序と数値、そしてなぜ絶縁物の温度が機器の寿命を決めるのか。 モーターや変圧器の銘板に書かれた「F」の一文字が、その機器が何度まで連続で使えるかを語っているのが読めるようになる。 未着手
  21. 21 配線用遮断器と漏電遮断器 — 30Aと30mA、桁が3つ違う理由 分電盤に並ぶ2種類のブレーカー。片方は30Aで動き、もう片方は30mAで動く。1,000倍も違う電流で動くのは、そもそも見ているものが違うからだ。 分電盤のブレーカーを見たとき、どれが電線を守り、どれが人を守っているのかを、定格の数字の桁から読み分けられるようになる。 未着手

参考文献・出典

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