用語辞典

【電気工事編】

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圧着端子(あっちゃくたんし)

圧着端子とは、電気線と電気機器を接続する際に用いる端子のこと。はんだ付けによる誤ったミスや絶縁テープのみの不安定な固定よりも安全かつ簡単に接続できるのが特徴。圧着端子の種類は、丸形圧着端子・先開形圧着端子・棒形圧着端子・低圧開閉機器用圧着端子・圧着スリーブ・裸圧着端子・被覆付圧着端子など様々な種類がある。圧着端子を接続する際は、ねじのサイズや電気線の規格、サイズに合わせた圧着端子を選ぶこと。適していない端子を使用すると接続不良の原因となるため、形状や太さなどに適合する端子の使用が大切。

位相(いそう)

位相とは、周期的に変化する波の任意の起点に対する相対角度のこと。交流回路でいうところの電圧と電流の波形のずれ。ただし、交流回路では各数値を計算する上での大切な要素となる。電気分野では、電圧を基準にして電流がどの位置にあるかを示すのが一般的。電路にコイル成分があると電流は電圧に対して遅れる。一方でコンデンサ成分があると電流は電圧よりも進む。電路で接続される負荷は多くが電動機であり、電動機はコイル成分が多く含まれているため、遅れとなることが多い。また、電圧と電流にずれがない状態が理想とされており、このとき有効分を表す力率は1となる。通常、電流が遅れていたり進んでいたりすると電路に無効分が含まれるため、力率は1とならない。遅れ成分が含まれている電路では、進相コンデンサによって力率を調整している。

オームの法則(おーむのほうそく)

オームの法則はドイツの物理学者オームが発見した電気回路の法則のこと。クーロンの法則とともに電気工学で最も重要視される関係式の1つ。オームの法則は、導線を流れる電流の大きさIと導線の両端の電位差Vは比例関係にあり、導体の抵抗がRのとき、V=RIの関係が成り立つというもの。要するに「電圧は電流の大きさに比例する」という法則。また、太さが一定の導線において抵抗Rは、導線の長さL比例し、断面積Sに反比例する。導線の抵抗率がρのとき、抵抗はR=ρL/Sで求めることが可能。

気中開閉器(きちゅうかいへいき)

気中開閉器とは、電路の遮断を気中で行う開閉器のこと。電力会社と需要家との引込地点における責任分界点にて区分となる開閉器に用いられることが多い。気中開閉器には高圧気中開閉器(PAS)と低圧気中開閉器(ACB)の2種類ある。電路において開閉器の開閉時は内部でアークが生じるが、気中開閉器は油や真空ではなく空気中でアークを引き伸ばし、消弧室で冷却して開閉する仕組み。また、バスダクトなど大電流を遮断するための開閉器として、配電盤に設けられる遮断器として使用されることもある。

フィードバック制御(ふぃーどばっくせいぎょ)

フィードバック制御とは、制御量の値と目標値を比較し、自動的にこれらが一致するように訂正動作を行う制御のこと。閉ループ制御とも呼ばれる。フィードバックとは、閉ループによって出力側の信号を入力側に戻すこと。これにより、制御対象の特性が少し変化しても対応できる。ただし、フィードバック制御は外的要因があった場合、影響が現れないと温度変化が生じなければ修正を行えないのが欠点。例えば、風が吹いた場合や対象の性質に変化があった場合は温度変化が生じなければ修正できない。そのため、エアコンなどではフィードバック制御の欠点を補ったフィードフォワード制御が採用されている。

シーケンス制御(しーけんすせいぎょ)

シーケンス制御とは、機械を順序通りに動作するよう制御すること。自動化・省力化にかかせない。身の周りで言えば、全自動洗濯機や食器洗い機などがシーケンス制御の用いられた家電。また、他にもエレベーターやエスカレーター、工場の産業ロボットなど幅広い分野でまざまな装置や設備に用いられている。例えば、洗濯機の場合、スタートボタンを押してから脱水が完了するまで適切な順番で動作する。これは、シーケンス制御によってプログラムが組まれているため。リレー回路を使ったシーケンス制御もあるが、ラダー図と呼ばれるプログラムによって制御を実行するPLCが主流となっている。

発電機(はつでんき)

発電機とは、軽油、ガソリン、ガスなどの燃料を燃やしてエンジンによって、装置内のコイルや磁石を回転させること(機械的エネルギー)から電力を発生させる機械のこと。作業現場で用いる大型の発電機からDIYや防災用の小型発電機まで種類は豊富。また、発電機自体もインバータ発電機・スタンダード発電機・サイクロコンバーター発電機・三相交流発電機など様々な種類がある。主にコンセントから電源が取り扱えない状況(停電時)で使用されるため、屋外や非常時に電気を使用する場合に欠かせない存在。

電動機(でんどうき)

電動機は電気エネルギーを機械的エネルギー(回転運動)に変換する機器のこと。モーターとも呼ばれる。モーターは、電気を用いて手軽かつ効率的に使用できるのが特徴。小型化も容易で駆動用としても高い出力を得られるため、産業や暮らしの至るところで使用されている。電動機の原理で使われているはフレミングの左手の法則。磁界中のコイルに電流を流した時に発生する力でモーター軸を回転させる。その後、コイルが半周した時に電流の向きを反対にし、モーター軸を連続して回転させるといった仕組み。

区分開閉器(くぶんかいへいき)

区分開閉器は、受電点(需要家)の責任区分として設置する開閉器のこと。区分開閉器の場所が需要家と電力会社側との責任分界点となる。低圧の場合、区分開閉器は配電盤内にある配線用遮断器(MCCB)が該当する。一方で高圧の場合、1号柱上に設置されている高圧気中開閉器(PAS)が一般的に使用されている。また、区分開閉器を分界点に設けることで電気の波及事故を防止している。需要家側に事故があった場合、電力会社の配電線や変電設備に影響を及ぼさないよう、区分開閉器が需要家と電力会社の電路を遮断するため。

クランプメーター

クランプメーターとは、電路の負荷電流や漏れ電流を測定できる計測器のこと。単相2線の負荷電流を測定する場合は、2本ではなく1線をはさんで測定する。三相の場合はRST相それぞれの線に挟んで各相の電流を測定する。単相2線の漏れ電流を測定する場合は、2本とも挟む。これにより、2つの磁界が打ち消しあう。漏れ電流がある場合は2つの線に磁界差が生じるので、測定した電流値が漏れ電流の大きさとなる。三相式の場合はRST相3本とも挟んで測定する。ただし、電線の太さによっては冷めないこともあるため、変圧器のS相にある接地線に挟むことで漏れ電流を測定可能。

計器用変圧器(けいきようへんあつき)

計器用変圧器は、高電圧回路の電圧を計器や継電器向けの大きさに変換する機器のこと。高電圧回路を計測する際に直接計測するのは測定機への負担が大きいので高圧から低圧に変換する必要がある。そこで計器用変圧器を使用する。測定対象の電圧を高電圧の状態でそのまま計測器や継電器に接続する場合、絶縁性能を必要以上に高めなければならず非効率。そのため、取扱いが容易な低圧に変換後、変圧比と測定値を計算して数値を出すのが一般的な方法。また、計器用変圧器には温度上昇が限界値となる負荷容量(制限負荷)が設けられている。負荷容量の上限を超える負荷を接続すると熱による焼損の可能性があるため注意が必要。

交流電源(こうりゅうでんげん)

交流電源(AC)とは、周期的にプラスとマイナスで電圧が変化する電源のこと。プラスとマイナスを気にしなくて良いといった点やゼロ地点があることから通電中でも遮断がしやすいのが特徴。高圧送電による電力損失も少なく変圧もしやすい。ただし、電力損失の観点から超長距離の送電に向かないのも特徴。発電所から都市部までの送電は数十万ボルトの非常に高い電圧で行われる。

直流電源(ちょくりゅうでんげん)

直流電源は、常に一定方向に電気が流れる直流を用いた電源のこと。交流回路では電流に向きがあるため、コンデンサ成分やコイル成分からくる進み・遅れの要素を考えなければならないが、直流は一定方向なので進みや遅れの要素が発生しない。また、直流は電池やバッテリー、コンデンサなどを用いることによって蓄電できるのも特徴。効率よく電力を利用できる。ただし、常に一定の電圧がかかる直流にはゼロ地点がないので電流遮断が難しい。電圧が高くなると、遮断時にアーク(火花)や感電の危険性が伴う。

高圧気中開閉器(こうあつきちゅうかいへいき)

高圧気中開閉器(PAS)は、高圧電路の遮断を気中で行う遮断器のこと。電力会社との電力引込地点における責任分界点にて用いられるのが一般的。類似したものに低圧気中開閉器(ACB)がある。開閉時は電路が電流を流そうと気中にアークが生じるが、これを空気中で引き伸ばし消弧室にて冷却して開閉を行う仕組み。高圧気中開閉器で事故が生じると波及事故につながるため、PAS本体はステンレスなどで作られていることが多い。加えて、避雷器や地絡方向継電器(DGR)を併設することで落雷による電気事故も保護している。

高圧負荷開閉器(こうあつふかかいへいき)

高圧負荷開閉器はLBSとも呼ばれ、変圧器やコンデンサなどの高圧機器と電路を切り離すために用いる開閉器のこと。基本的には受電側(需要家側)のキュービクル内に採用されており、変圧器の上部に設置されていることが多い。また、300kVA以下の需要家ではLBSが主の遮断器として使用されることがあり、この方式をPF・S型と呼ぶ。このとき、LBSには短絡電流や過電流発生時に回路を遮断するための限流ヒューズ(PF)付のものが多く採用される。このほか、主遮断器に真空遮断器(VCB)などを用いている電気設備はCB型と呼ばれる。

計器用変流器(けいきようへんりゅうき)

計器用変流器は、大電流回路に流れる電流を計器や継電器に必要な大きさの電流に変換する機器のこと。取り付け自体は特に制限がないが、計測を目的として設置されるため、測定したい系統の電路に差し込まれる形で取り付けられることが多い。また、変流器を取扱う上で注意しておきたいのは二次側の開放が厳禁であること。二次側を開放すると異常な高電圧を発生し、電気事故につながるため非常に危険。

継電器(けいでんき)

継電器とは、電気設備の電力系統に電圧・電流などの異常が発生した際、すぐに反応して遮断器などの開閉器へ電路を遮断させるための信号を出す保護機器のこと。図ではRyと表記される。過電流継電器(OCR)や過電圧継電器(OVR)、地絡継電器(GR)など種類は様々。GRやOCRを中心に用いられることが多い。また、保護継電器は電気式と機械式の2種類ある。過電流継電器や地絡継電器は全て電気式の継電器。機械式は変圧器の内部事故を検出することができるのが特徴でブッフホルツ型継電器や温度継電器などが主な継電器として挙げられる。

三相電源(さんそうでんげん)

三相電源とは、位相が120度ずつずれた角速度の等しい正弦波交流電源のことで主流の送電方法のこと。日本においては200Vと400Vが主流。主に電動機の電源として使用されている。位相が120度ずれている三相電源は、回転磁界を簡単に作れるのが特徴。モーターやポンプといった回転エネルギーを必要とする動力機器の電源として適している。また、三相電源は3本の電線で構成されているが、2本を取り出すことで単相の200Vを得ることも可能。三相は、一般家庭ではあまり用いられないが、大きな電力が必要な工場や発電所で重宝されている。

真空遮断器(しんくうしゃだんき)

真空遮断器は、工場や変電所など大規模な電気設備を設置してある場所で使用されることの多い遮断器のこと。継電器とセットで使用されることが多く、例えば過電流が発生した際はOCRが検知して真空遮断器が電路を遮断する。このような主遮断器にVCBを採用している電気設備をCB型の電気設備と呼ぶ。主遮断器にLBS(限流ヒューズ付)を採用している電気設備はPF・S型と呼ばれる。また、真空遮断器は空気よりも絶縁性能に優れている。そのため、空気遮断器よりも性能に優れ、ガス遮断器のリスクでもある有害ガスの発生もないのが特徴。また、落雷など大量の電気が送電網に流れ込んだ際は事故や停電防止のため真空遮断器が使用される。

責任分界点(せきにんぶんかいてん)

責任分界点とは、電気設備を維持・管理する際に電力会社と需要家の保安上の責任範囲を分けている点のこと。責任分界点として多く用いられているのは地絡保護付きの高圧負荷開閉器(PAS)。DGRなどが事故を検出するとPASを開放し、波及事故を防止する。
また、事故発生場所によって電力側の責任か需要家側の責任かを判断できる。多くの需要家は構内の1号柱上にPASを設置し責任分界点としていることが多い。

絶縁耐力試験(ぜつえんたいりょくしけん)

絶縁耐力試験とは、電路が高電圧に耐える性能があるか絶縁耐力を測定する試験のこと。高圧もしくは特別高圧に対する絶縁性能を測定するため、試験電圧を10分間印加して試験する。試験電圧は、最大使用電圧が7,000V以下の受変電設備の場合、その1.5倍が印加する電圧となる。6,600Vの場合(最大使用電圧:6,900V)であれば、印加する試験電圧は10,350V。また、上記の試験は絶縁耐力試験の中でも「耐電圧試験」に分類される。このほか、絶縁耐力試験には「絶縁破壊試験」と呼ばれるものもある。絶縁破壊試験は、材料を破壊させてその時の電圧を測定する試験。安全を守る電気製品が感電・火災を防止する設計になっているか確認する評価の1つ。

相電圧(そうでんあつ)

相電圧とは、三相三線式回路といった多相回路において、それぞれの相と大地間との電位差のこと。各相間との電位差は線間電圧と呼ばれる。発電所で発電される電力は位相が120度ずつずれた三相交流であるため、相電圧も各相で120度ずれている。Y結線の場合、相電圧は線間電圧の1/√3に、Δ結線の場合は相電圧と線間電圧の大きさは等しくなるのが特徴。また、それぞれの結線方式では線電流と線間電流も異なる。電気機器に表記されている定格電圧は、一般的に線間電圧のことであるため、結線方式によっては相電圧の値は線間電圧に変換する必要あり。

単相(たんそう)

単相は、主に一般家庭で利用されている交流電路のこと。単相2線式や単相3線式といった種類がある。1本の電線で電気を受けて、もう1本の電線で電気を送るといった仕組み。交流なので向きは常に入れ替わる。主に電圧の低い場所で使用されており、一般家庭を含む低圧における電灯回路は単相で送られることが多い。ただし、単相は負荷が大きくなると電圧降下が発生して効率が悪くなるのがデメリット。電圧降下を小さくするためには電線を太くするしかない。

柱上変圧器(ちゅうじょうへんあつき)

柱上変圧器は、変電所から送電される6,600Vの電気を一般家庭で使用する100V・200Vの大きさに変える電気機器のこと。柱上変圧器の内部には、電圧を変えるための鉄心とコイルが入っており、絶縁のために油で浸されている。巻き数が多い高圧コイルと巻き数が少ない低圧コイルの電磁誘導を利用して電圧を変えるといった仕組み。また、柱上変圧器は5・10・15・20・30・50・75kVA用がある。使用する量に適したものを選択できるのも特徴。

地中線用負荷開閉器(ちちゅうせんようふかかいへいき)

地中線用負荷開閉器(UGS)とは、電力会社と需要家側の責任分界点に設置される区分開閉器のこと。UGSは、地中線用の負荷開閉器である。地中配電線を利用している事業所はキャビネット内にUGSを設置する。UGSの役割は、地絡事故の保護であるため、高圧ケーブルに地絡・短絡事故が発生した場合の波及事故防止を目的として、地中線用負荷開閉器が設置される。波及事故の原因の大半は地絡事故によるものなので電力会社でもUGSの取り付け推奨している。

フレミングの法則(ふれみんぐのほうそく)

フレミングの法則は、イギリスの電気技術者で物理学者のフレミングが発見した。電流の向きと磁界の向きから導線の動く向き(力の向き)がわかるという法則のこと。「右手の法則」と「左手の法則」の2種類ある。右手の法則は、磁場内で導体を動かしたときに生じる起電力の向きを示す。まずは右手の親指、人差し指、中指を直角に開く。その後、親指を導線の運動の方向、人差し指を磁界の方向に向けたとき、中指の方向が起電力の向きとなる。左手の法則は磁場内の導体に電流を流した際、導体の受ける力の向きを示す。右手と同様に左手の親指、人差し指、中指を直角に開く。その後、中指を電流の方向、人差し指を磁界の方向に向けたとき、親指の方向が導体の受ける力の向きとなる。

ベルヌーイの定理(べるぬーいのていり)

ベルヌーイの定理は、スイスの数学者ベルヌーイが発見した。理想流体の定常流れにおける流線上でのエネルギー(運動量)保存則。要するに流体内のエネルギーの和が流線上で常に一定であるという定理のこと。流体には、運動・位置・圧力・内部エネルギーの4種類ある。このとき、非圧縮性の流体であれば内部エネルギーは無視できる。また、位置エネルギーの変化がない場合の流れであれば、運動エネルギーと圧力エネルギーの和は一定ということになる。すなわち「流れの圧力が下げれば速度は低下し、圧力が下がれば速度は上昇する」と考えられる。この基本的な性質を表したものがベルヌーイの定理である。

保安規定(ほあんきてい)

保安規定は、電気事業法において電気事業者や自家用電気工作物を設置している者が電気工作物の工事、維持及び運用に関する保安の確保を目的とするために定める規定のこと。電気主任技術者を中心とする自家用電気工作物の保安管理体制、保安業務の実施、指揮命令系統など具体的な保安業務の基本事項を定める必要あり。また、自家用電気工作物の設置者は保安規定を定めて自家用電気工作物の使用の開始前に国(産業保安監督部長)へ届け出なければならない。

零相変流器(れい(ぜろ)そうでんりゅうき)

零相変流器(ZCT)は地絡事故が発生した際の零相電流を検出する地絡保護に用いる変流器のこと。三相分の電線を一括してZCTに貫通させて用いる。いずれか1線で地絡が発生すると三相のバランスが崩れてベクトル和が0にならず2次側電流として電気が流れる仕組みを利用。2次側には地絡継電器を接続し、地絡発生時に継電器が動作する。継電器が動作し、故障箇所を素早く電路から切り離すことが可能。事故検知の役割を担い、電気火災や電気事故につながる漏電を防ぐ。

漏電遮断器(ろうでんしゃだんき)

漏電遮断器とは、回路に漏電が生じた際、電気事故や電気火災が発生する前に電路を遮断する役割を担う遮断器のこと。ZCT(零相変流器)・漏電リレー・遮断器の3つから構成されている。ZCTで検知した漏電電流を電子回路に伝え、内部の装置にて電路を遮断する仕組み。人体は数mA~数十mAの電流が流れるだけでも運動神経が麻痺して動けなくなる。筋肉も硬直するため、感電事故は非常に危険。漏電遮断器は15~30mAの漏電を検出し0.1秒以内に電路を遮断する。

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