遮断器・断路器（CB・DS）¶

🎯 このページで得点できる問題

本ページを通読すると、過去問で次の論点に答えられるようになる：

DS と CB の役割分担：DS=無負荷時の電路分離／CB=負荷電流・事故電流の遮断
操作順序：投入時 DS → CB／開放時 CB → DS（逆は焼損）
遮断器の種類：OCB・ABB・GCB（GIS）・VCB の 消弧媒体と主流変遷
GIS の絶縁媒体：SF₆ガス（圧縮空気と混同最多）
VCB が主流の理由：真空中はアーク維持不可・保守容易・環境負荷小

各論点の詳細は §3 開閉装置の比較・§4 遮断器の種類・§5 消弧物理へ。

🗺️ 棲み分けマップ

本ページ＝遮断器・断路器（CB・DS）：負荷電流・事故電流を 実際に切る機器の物理・種類・操作順序。

保護継電器：異常を 検出して指令を出す側（OCR・DGR・87 等）。本ページの遮断器に「切れ」を送る装置。

計器用変成器（VT・CT）：継電器の入力源となる センサー。3 つは「センサー → 判断 → 切る」の機能順序で繋がる。

開閉装置・保護継電器（hub）：3 つを俯瞰する hub。全体フロー・出題実績インデックスはこちら。

1. 直感的理解¶

遮断器の本質: 電力系統で 電流を強制的に止める 機器。負荷電流（正常）も事故電流（異常）も両方遮断できるのが遮断器（CB）、無負荷時の電路分離専用が断路器（DS）。

役割分担表（最重要）¶

機器	アナロジー	負荷電流遮断	事故電流遮断
断路器（DS）	工事用バルブ（電気が来ていないことの確認用）	✕	✕
遮断器（CB）	高速シャッター（電気が流れていても切れる）	○	○
負荷開閉器（LBS）	通常用バルブ（事故時は使えない）	○	✕

操作順序（最頻出論点）¶

投入時：DS → CB の順（先にDS閉→その後CB閉）
開放時：CB → DS の順（先にCB開→その後DS開）

なぜ DS→CB の順で投入するのか（因果理解）

断路器（DS）は 電流遮断能力を持たない。DS の接触子はアーク消弧機能を持たないため、電流が流れた状態で開放するとアーク放電が持続し機器を破損する。

投入時：まず DS を閉じて回路を形成し、その後 CB を閉じる。電流は CB が入った瞬間から流れ始めるため、DS はゼロ電流の状態で操作できる。

開放時：先に CB を開いて電流をゼロにしてから DS を開く。逆にすると DS がアーク電流を遮断しようとして焼損する。

5 秒で思い出す: 「入は D→C・切は C→D」と覚える（投入＝DSが先・開放＝CBが先）。

2. 設備を歩く¶

系統内の配置¶

graph LR
    A[電力系統] --> DS1[断路器 DS]
    DS1 --> CB[遮断器 CB]
    CB --> DS2[断路器 DS]
    DS2 --> B[負荷側]
    OCR[OCR 等継電器] -->|トリップ指令| CB
    style CB fill:#d32f2f,color:#fff
    style DS1 fill:#1976d2,color:#fff
    style DS2 fill:#1976d2,color:#fff

CB の前後に DS を配置するのが標準。保守時には CB を開放してから両端の DS を開き、保守区間を完全に系統から切り離す。

遮断器の物理構造（共通）¶

graph TD
    A[トリップ指令] --> B[操作機構<br/>バネ/油圧/電磁]
    B --> C[接触子 開離]
    C --> D[アーク発生]
    D --> E[消弧媒体で消弧<br/>油/空気/SF6/真空]
    E --> F[電流遮断完了]

接触子が開離した瞬間に アーク が発生する。これをどう消弧するかで遮断器の種類が決まる（§4）。

3. 開閉装置の比較表（最重要）¶

機器	略称	負荷電流遮断	事故電流遮断	機能	用途・特記
断路器	DS	×	×	無負荷時のみ開放可能	保守・点検時の電路分離
遮断器	CB	○	○	負荷電流・事故電流の両方遮断	系統保護の中心機器
負荷開閉器	LBS	○	×	負荷電流は開放可能	事故電流は遮断不可
高圧交流負荷開閉器	PAS	○	×	柱上設置	高圧需要家の引込口
地絡継電器付き開閉器	UGS	○	×	地絡検出機能内蔵	地中線引込・波及事故防止

【頻出引っかけ】断路器（DS）の誤操作

「断路器は電流を遮断できる」→ 誤り。断路器には電流遮断能力がない。負荷電流が流れた状態で DS を開放するとアーク放電が発生し、機器破損・感電の危険がある。必ず CB で電流を遮断してから DS を操作すること。試験では「断路器で事故電流を遮断した」という記述は誤り。

LBS・PAS・UGS は「事故電流は切れない」点で共通

LBS・PAS・UGS は 負荷電流は開放できる が 事故電流は遮断不可。事故電流は CB に任せる構成が前提。 UGS は地絡検出機能を内蔵するが、検出後に遮断するのではなく 波及事故防止のため自家用引込を切り離す という役割（地絡電流そのものを切るのは系統側の CB）。

4. 遮断器の種類比較¶

種類	略称	消弧媒体	特徴	主な用途	主流度
油遮断器	OCB	絶縁油	旧来型・火災リスクあり	既存設備の一部に残存	× 旧式
空気遮断器	ABB	圧縮空気	騒音大・大型。※ACB（気中遮断器・低圧用、大気中で消弧）とは別物	大容量変電所（旧来型）	× 旧式
ガス遮断器	GCB	SF₆ガス	絶縁性能が高い・小型化可能。GCBを内蔵した一体型設備がGIS	都市型変電所・GIS	○ 主流
真空遮断器	VCB	真空	保守容易・環境負荷小・小型	変電所・工場の主流	◎ 主流

主流変遷の歴史（背景理解）¶

OCB（戦前〜1970年代）→ ABB（〜1980年代）→ GCB/VCB（1990年代〜現在）の順で主流が移行。理由は 消弧性能・小型化・環境負荷 の3軸。

5. 消弧物理（GIS・VCB が主流になった理由）¶

VCB（真空遮断器）

真空中では気体分子がないためアークを維持できず、電流がゼロになる瞬間に消弧する。保守が少なく、油も不要で環境負荷が小さい。接触子の摩耗も小さく、開閉寿命が長い。

GIS（ガス絶縁開閉装置）

SF₆ガスは空気の約 3倍の絶縁耐力を持つ。高絶縁性により機器をコンパクト化でき、都市部の狭い敷地に建設できる。CB・DS・LA（避雷器）等を1つの金属容器に収めた 一体型設備 で、保守時の手間が大幅に削減される。

【頻出引っかけ】GIS の絶縁媒体

「GIS は圧縮空気を絶縁媒体に使用する」→ 誤り。GIS は SF₆（六フッ化硫黄）ガス を使用。圧縮空気を使用するのは 空気遮断器（ABB）。混同最多。

SF₆ガスの環境問題

SF₆は 温室効果が CO₂ の約 23,500 倍（IPCC 第5次評価 AR5・GWP100）と非常に高い。漏洩防止・回収・再使用の管理が国際的に厳格化されている。試験では直接問われにくいが、近年の論点として頭の片隅に。

5.5 解法パターン¶

解法パターン①：DS と CB の操作順序を選ぶ（R05下問8型）¶

典型問題：「GIS に使用される断路器と遮断器について、停電作業時の操作順序として正しいものを選べ」

判別基準

場面	正解	根拠
投入時	DS → CB	DS が無電流で操作される（電流は CB が入った瞬間から流れる）
開放時	CB → DS	CB で電流ゼロにしてから DS を開く（DS はアーク消弧能力なし）

→ 「入は D→C・切は C→D」を 5 秒で書き出してから選択肢と照合。逆順序の選択肢は DS焼損 につながる NG パターン。

解法パターン②：遮断器の種類と消弧媒体を結びつける（R03問8・R06下問8型）¶

典型問題：「次の遮断器と消弧媒体の組合せのうち、誤っているものを選べ」

判別マトリクス

略称	消弧媒体	主流度	引っかけ筆頭
OCB	絶縁油	× 旧式	「OCB は油で絶縁する」→ 正（消弧も絶縁も油）
ABB	圧縮空気	× 旧式	「ABB は SF₆」→ 誤（GCB と取り違え最多）
GCB	SF₆ガス	○ 主流	「GIS は圧縮空気で絶縁」→ 誤（GISはSF₆。ABB と取り違え）
VCB	真空	◎ 主流	「VCB は SF₆で消弧」→ 誤（真空中で電流ゼロ点消弧）

→ 絶縁媒体と消弧媒体は同じか？ という別軸の引っかけも頻出。GIS は SF₆ガスが 絶縁・消弧の両方を担う。

解法パターン③：開閉機器の遮断能力を仕分ける（R02問8型）¶

典型問題：「次の開閉機器のうち、事故電流を遮断できるものを選べ」

判別基準（負荷電流 / 事故電流の2軸）

機器	負荷電流遮断	事故電流遮断	用途の決め手
DS	×	×	保守時の電路分離（無電流で操作）
CB	○	○	系統保護の中心（事故電流遮断が役割）
LBS	○	×	常時の負荷開閉のみ（事故時は CB に任せる）
PAS	○	×	高圧需要家引込（柱上設置）
UGS	○	×	地中線引込（地絡検出機能あり・遮断は系統側 CB）

→ 事故電流が切れるのは CB だけ。LBS/PAS/UGS は「負荷電流のみ」と即答できれば 90% 正解。

解法パターン④：変電所機器の特徴を総合判別（R07下問8・R05上問8型）¶

典型問題：「変電所で使用する機器の特徴に関する記述として、誤っているものを選べ」

判別チェックリスト

遮断器 = 負荷・事故電流の両方を切る／断路器 = 無電流時のみ操作可能（→ §3 比較表）
VCB = 真空中の電流ゼロ点消弧・保守容易／GIS = SF₆ガスでコンパクト化（→ §4 種類比較）
避雷器（LA） = サージ電圧吸収・常時 OFF（GIS には内蔵される）
計器用変成器 = CT は直列・VT は並列（→ 計器用変成器）

→ 4 つの基準のいずれかに違反する選択肢が「誤り」。操作順序の逆転と 消弧媒体の取り違えが出題の 7 割。

6. 引っかけパターン¶

① 断路器の遮断能力¶

誤った記述	正しい記述
「断路器は事故電流を遮断できる」	誤：断路器には電流遮断能力なし
「保守時にまず断路器を開いてから遮断器を開く」	誤：先に CB を開く（電流を切ってから DS）

② 操作順序の取り違え¶

場面	正しい順序	よくある誤り
投入時	DS → CB	CB → DS（DS がゼロ電流投入できない）
開放時	CB → DS	DS → CB（DS が事故電流を切ろうとして焼損）

③ GIS の絶縁媒体¶

誤った記述	正しい記述
「GIS は圧縮空気で絶縁する」	誤：SF₆ガスで絶縁。圧縮空気は ABB

④ VCB の消弧媒体¶

誤った記述	正しい記述
「VCB は SF₆ガスで消弧する」	誤：真空で消弧。SF₆ガスは GCB

7. 正誤判定の急所¶

文章	正誤	解説
「断路器は事故電流を遮断できる」	誤	断路器は電流遮断能力なし。遮断器（CB）が担当
「真空遮断器の消弧媒体は真空である」	正	VCB は真空中でアークを消弧
「遮断器投入時は CB→DS の順で操作する」	誤	投入時は DS→CB。開放時が CB→DS
「GIS は圧縮空気を絶縁媒体に使用する」	誤	GIS は SF₆（六フッ化硫黄）ガスを使用
「LBS（負荷開閉器）は事故電流も遮断できる」	誤	負荷電流のみ。事故電流は CB が必要
「PAS は高圧需要家の引込口に設置される」	正	柱上設置の高圧交流負荷開閉器
「UGS は地絡電流そのものを系統から遮断する」	誤	地絡検出機能内蔵だが、波及事故防止で自家用を切り離す役割
「VCB は保守性が高く環境負荷が小さい」	正	真空シール構造・油不要・SF₆不要

8. 出題実績¶

📚 横断一覧: 分野別一覧（該当分野）／年度別一覧

電験王実題で照合した令和の遮断器・断路器・GIS の出題（問番号は年により変動）:

年度	問	出題内容	問題タイプ	難易度
R07上	問6	ガス絶縁開閉装置（GIS）の特徴	論説	★☆☆☆☆
R06上	問6	ガス絶縁開閉装置（GIS）	穴埋	★★☆☆☆
R03	問8	変電所で使用される断路器	論説	★★☆☆☆
R02	問7	真空遮断器の特徴及び動作メカニズム	論説	★★☆☆☆
R01	問6	ガス絶縁開閉装置	論説	★☆☆☆☆

詳細解説: 電験王開閉・保護カテゴリ

R08 予測

遮断器・断路器・GIS は問6または問8に分散して出題される（かつて「問8固定」と言われたが、令和の問8は架空送電が最多）。GIS の絶縁媒体（SF₆）・DS→CB の操作順序・VCB の消弧・断路器の遮断能力のいずれかが穴埋・論説で出る見込み。