【電気工事士】高圧進相コンデンサ(SC)の役割と正解の見分け方!力率改善と直列リアクトルまで徹底解説

【電気工事士】高圧進相コンデンサ(SC)の役割と正解の見分け方!力率改善と直列リアクトルまで徹底解説

記事を読む前に!実践・過去問チャレンジ

高圧受電設備(キュービクル)の単線結線図や鑑別問題において、必ずと言っていいほど登場する機器があります。

それが今回解説する「高圧進相コンデンサ」です。

試験では、この機器単体の役割を問われるだけでなく、一緒に設置される機器との組み合わせや、それぞれの役割の違いを正しく理解しているかが試されます。

まずは、実際の試験形式に近い問題で、現在の知識レベルをチェックしてみましょう。

【問題】

写真に示す機器の用途は次のうちどれか。

  1. 高調波を抑制する。
  2. 突入電流を抑制する。
  3. 電圧を変圧する。
  4. 力率を改善する。

答えは決まりましたか?

選択肢の1番や2番を選んでしまった方は要注意です。これらは、この機器と非常に密接な関係がある「別の機器」の役割だからです。

正解がどれか、そしてなぜその答えになるのか。試験で迷わずに正解を選ぶためのポイントを解説します。

1. ズバリ、正解は?

正解は、選択肢の 4(力率を改善する) です。

写真の機器は「高圧進相コンデンサ(SC)」です。

英語では Static Capacitor と呼ばれ、図面などでは SC という略号で表記されます。

電気工事士試験において、「コンデンサ」と聞いたら、まずは「力率改善」というキーワードを即座に連想できるようにしましょう。これが鉄則です。

【電気工事士】高圧進相コンデンサ(SC)の役割と正解の見分け方!力率改善と直列リアクトルまで徹底解説の問題の正誤と選択肢の図解説の黒板解説

なぜ「力率改善」が必要なのか?

工場やビルで使われるモーター(電動機)や変圧器は、その性質上、電圧に対して電流のタイミングが遅れる「遅れ力率」という状態になりがちです。

力率が悪い(遅れている)と、以下のようなデメリットが発生します。

・無駄な電気が流れて電力損失(ロス)が増える

・電力会社からの電気料金が高くなる(力率割引が適用されない)

・設備(変圧器など)の容量を無駄に食ってしまう

そこで、進相コンデンサを設置して「進み電流」を流すことで、モーターなどの「遅れ」を打ち消します。これを「力率の改善」と呼びます。

2. 他の選択肢はなぜ違う?(試験で狙われる周辺機器)

他の選択肢はなぜ違う?(試験で狙われる周辺機器)

この問題の選択肢1と2は、高圧進相コンデンサと「セットで使われる機器」の役割を説明しています。ここを整理しておくことが、合格への近道です。

1. 高調波を抑制する(不正解)

これは「直列リアクトル(SR)」の役割です。

コンデンサを設置すると、回路によっては「高調波」という電気のノイズのようなものが増幅されることがあります。これを防ぐために、コンデンサと直列にリアクトル(コイル)を接続します。

2. 突入電流を抑制する(不正解)

これも「直列リアクトル(SR)」の役割の一つです。

スイッチを入れた瞬間にコンデンサに流れる大きな電流(突入電流)を抑える働きがあります。

3. 電圧を変圧する(不正解)

これは「変圧器(トランス)」の役割です。

高圧(6600V)を低圧(200Vや100V)に変換する機器ですので、コンデンサとは全く別のものです。

3. 実務と試験で役立つ!SCとSRの「見分け方」

実務と試験で役立つ!SCとSRの「見分け方」

試験問題の写真では、高圧進相コンデンサ(SC)と直列リアクトル(SR)は、どちらも「灰色の四角い箱」のように見えることがあります。

しかし、決定的な違いが一つあります。それは「端子の数」です。

【高圧進相コンデンサ (SC)】

・端子の数: 3本

・役割:力率の改善

・特徴:三相交流を受け入れるだけなので端子は3つです。

【直列リアクトル (SR)】

・端子の数: 6本

・役割:高調波抑制、突入電流抑制

・特徴:電気が入る線(3本)と出る線(3本)が必要なので、端子は計6つあります。

試験会場で写真を見て迷ったら、機器の上についている「ツノ(端子)」の数を数えてください。3本ならコンデンサ、6本ならリアクトルです。これだけで選択肢を絞り込めます。

4. もう一つの重要機能「放電コイル」

もう一つの重要機能「放電コイル」

高圧進相コンデンサには、もう一つ覚えておくべき重要な機能があります。

それが「放電装置(放電コイル・DC)」です。

コンデンサは電気を蓄える性質があるため、スイッチを切っても内部に電気が残ったままになります(残留電荷)。これを知らずに点検などで触れると、感電事故につながり大変危険です。

そのため、高圧進相コンデンサには、電源を切った後に残った電気を安全に逃がすための放電装置が内蔵、または併設されています。

JIS規格や試験知識として、以下の数値を覚えておきましょう。

・高圧コンデンサの場合: 電路開放後、5分以内に残留電圧を50V以下に低下させる能力が必要

単線結線図のイメージ(SCとSR、DCの接続関係を示す図など)

まとめ:この問題の攻略ポイント

高圧進相コンデンサの問題が出たら、以下のキーワードをセットで思い出してください。

  1. 機器名: 高圧進相コンデンサ (SC)
  2. 用途: 力率の改善 (電気代削減、損失低減)
  3. セット機器: 直列リアクトル (SR) = 高調波・突入電流の抑制
  4. 安全装置: 放電コイル (DC) = 残留電荷の放電
  5. 見分け方: 端子が3本ならSC、6本ならSR

「力率を良くする箱(SC)」と「それを守るコイル(SR)」。

この関係性を理解していれば、筆記試験の配線図問題でも、写真鑑別問題でも、自信を持って解答できるようになります。