📊 電気施設管理¶
出題頻度: 出題実績の自動集計ブロックを参照（kakomon.yml から常時生成。手書きの回数はここに置かない）
根拠条文: 主に計算問題。法令条文より実務知識・計算力が問われる
🧠 正答者 vs 誤答者の視点差¶
まず「正答者はどう考えているか」のゴールを見てから詳細に入ると効率が良い。
| 観点 |  誤答者 |
 正答者 |
|---|---|---|
| 需要率・不等率・負荷率の定義 | 3つの公式を丸暗記して混同する | 需要率=最大需要/設備容量、負荷率=平均/最大、不等率=各最大の合計/合成最大と分母で整理 |
| 全日効率 | 鉄損も負荷比例にしてしまう | 「鉄損=定数（24h一定）、銅損=α²比例」を原理から理解 |
| 力率改善 | tan と cos を混同、符号ミス | 電力ベクトル図をイメージして Qc = P(tan θ1 - tan θ2) を立式 |
| %Z | 基準容量の違いを見落とす | 「基準容量を揃える」ことを意識して短絡電流を計算 |
法的根拠ピラミッド¶
🟥 電気事業法 ← 電気施設の安全管理義務
🟨 電気設備技術基準（省令）← 技術的要件（力率・高調波等）
🟩 電技解釈 ← 具体的な数値基準
🟦 JIS / JEC / JEAC ← 計算方法・試験方法の規格
🟦 内線規程 ← 需要設備の設計指針
📐 WHYから理解する（巡視・点検の法的根拠）¶
| 層 | 法令 | 問いかけ | 答え |
|---|---|---|---|
| 🔴 法律 | 電気事業法 第39条・第42条 | なぜ規制するのか | 設備の経年劣化を早期発見し、技術基準への継続的適合を維持するため |
| 🟠 政令 | 電気事業法施行令 | 規制の範囲は？ | 事業用電気工作物の設置者が対象 |
| 🟡 省令 | 電気事業法施行規則 第94条・第96条 | 何を守るか | 保安規程に点検頻度を定める義務 / 一般用は4年に1回の定期調査 |
| 🟢 告示 | 内規（主任技術者制度の解釈及び運用）／告示第249号 | どうやって守るか | 月次点検 原則1月に1回以上・年次点検1回以上。外部委託時は条件で隔月または3月に1回以上に緩和可（KAISEI-2025-001） |
| 🔵 規格 | JIS C 4620（キュービクル）/ JIS C 1302（絶縁抵抗計） | 実務では？ | 月次：外観・油面・動作確認 / 年次：停電して絶縁抵抗・接地抵抗測定 |
🧠 線の記憶ポイント: 法39条「常時適合させよ」が点検義務の根拠。月次1回・年次1回が基本。外部委託では条件で月次→隔月または3月に1回（2025-04-01施行のKAISEI-2025-001）に緩和可。一般用の定期調査は4年に1回（主体は電力会社）。
法令改正あり — KAISEI-2025-001
令和7年4月1日施行の改正により、外部委託承認制度を利用する需要設備の月次点検頻度が、一定要件下で 3月に1回以上 に緩和可能になった（隔月特例＋負荷監視装置・絶縁監視装置・主遮断装置等の更新が条件）。発電所・蓄電所・配電線路の事業場は対象外。詳細は法令改正一覧。
🧠 概念・趣旨¶
法規科目の後半（問10〜13）は計算問題が中心。条文の暗記ではなく、電力系統・需要設備の管理に必要な実務計算力が試される。
- 需要率・不等率・負荷率: 設備容量と実際の使用電力の関係を表す3指標
- 全日効率: 変圧器の1日を通じた総合効率（鉄損は常時、銅損は負荷に比例）
- 力率改善: コンデンサ設置による力率改善と電力損失低減
- %Z・短絡電流: 電力系統の故障計算の基本
- 保護協調: 過電流継電器・地絡継電器の整定
⚡ 5秒で思い出す¶
- 需要率 = 最大需要 ÷ 設備容量（「設備のうちどれだけ使う？」）
- 負荷率 = 平均 ÷ 最大（「ピークに対してどれだけ均等？」）
- 不等率 = 各最大の合計 ÷ 合成最大（必ず1以上。大きいほど有利）
- 全日効率: 鉄損は24h一定、銅損はα²比例
- 力率改善: Qc = P(tan θ1 - tan θ2)
セルフチェック①: 全日効率の計算で鉄損と銅損はどう扱うか？
鉄損（無負荷損）は負荷に関係なく24時間一定。銅損（負荷損）は負荷率αの2乗に比例（α²×Pc）。この区別を間違えると全日効率の計算が根本的に狂う。
セルフチェック②: 不等率が1.5のとき、各需要家の最大電力の合計600kWに対して合成最大電力はいくらか？
合成最大電力 = 600kW ÷ 1.5 = 400kW。不等率=各最大の合計÷合成最大なので、合成最大=合計÷不等率。不等率が大きいほど合成最大が小さくなり、設備容量を絞れる。
🔍 技術翻訳表¶
| 法令・技術用語 | 現場の言葉 | 意味 |
|---|---|---|
| 需要率 | 同時使用率 | 設備容量に対する最大需要電力の比率 |
| 不等率 | ピークのずれ | 各負荷の最大需要電力の合計 ÷ 合成最大需要電力 |
| 負荷率 | 平均的な使い方 | 平均需要電力 ÷ 最大需要電力 |
| 全日効率 | 1日トータルの効率 | 変圧器の1日の出力電力量 ÷ 入力電力量 |
| %インピーダンス (%Z) | パーセントZ | 定格電流を流した時のインピーダンス降下の定格電圧に対する割合 |
| 力率 | cos θ | 有効電力 ÷ 皮相電力 |
| 保護協調 | リレーの協調 | 事故時に適切な遮断器だけが動作するよう整定すること |
📊 比較表¶
需要率・不等率・負荷率の比較¶
| 指標 | 定義式 | 値の範囲 | 意味 |
|---|---|---|---|
| 需要率 | 最大需要電力 ÷ 設備容量 | 0〜1（通常1以下） | 設備をどれだけ使い切っているか |
| 不等率 | 各最大需要電力の合計 ÷ 合成最大需要電力 | 1以上 | ピークがどれだけずれているか（大きいほど有利） |
| 負荷率 | 平均需要電力 ÷ 最大需要電力 | 0〜1 | 負荷の平坦さ（1に近いほど効率的） |
🧠 覚え方: 需要率=「どれだけ使う？」、不等率=「ピークずれてる？」、負荷率=「均等に使ってる？」
変圧器の損失¶
| 損失の種類 | 負荷依存 | 原因 | 計算 |
|---|---|---|---|
| 鉄損（無負荷損）Pi | 負荷に無関係（一定） | ヒステリシス損・渦電流損 | 常に Pi |
| 銅損（負荷損）Pc | 負荷の2乗に比例 | 巻線の抵抗損 | α² × Pc（α=負荷率） |
全日効率の計算¶
全日効率 = 1日の出力電力量 ÷ 1日の入力電力量
= Σ(各時間帯の出力) ÷ {Σ(各時間帯の出力) + 24×Pi + Σ(α²×Pc×時間)}
🧮 R08対策 計算パターン¶
パターン① 需要率・不等率・負荷率（R05上 問11タイプ）¶
出題形式: 複数工場の設備データから需要率・総合負荷率を求める。3指標の定義式を混同させる選択肢で誤答を誘う
解法フロー（与えられる量: 設備容量・最大需要電力・平均需要電力・不等率）:
- 各工場の需要率 = 最大需要電力 ÷ 設備容量
- 各最大需要電力の合計 = A最大 + B最大
- 合成最大需要電力 = 合計 ÷ 不等率（不等率 ≥ 1 なので合成最大 ＜ 合計 — 必ず確認）
- 総合負荷率 = （A平均 + B平均）÷ 合成最大
数値例（R05上 問11）:
| 項目 | 工場A | 工場B |
|---|---|---|
| 設備容量 | 500kW | 800kW |
| 最大需要電力 | 300kW | 400kW |
| 平均需要電力 | 160kW | 200kW |
不等率 = 1.25
合計最大 = 300 + 400 = 700kW
合成最大 = 700 ÷ 1.25 = 560kW ← 700より小さいことを確認（OK）
合計平均 = 160 + 200 = 360kW
総合負荷率 = 360 ÷ 560 = 0.643（64.3%）
セルフチェック: 「合成最大 < 各最大の合計」になっていない場合、不等率の分子と分母が逆。不等率は必ず 1 以上。
パターン② 力率改善コンデンサ容量（R05下 問12 / R06上 問12タイプ）¶
出題形式: 現在の力率 cosφ₁ → 改善後の力率 cosφ₂ にするためのコンデンサ容量 Qc[kvar] を求める
なぜ Qc = P(tanφ₁ − tanφ₂) か:
電力三角形（P − Q − S）では、有効電力 P は一定のまま無効電力だけが変化する。
- 改善前: Q₁ = P × tanφ₁
- 改善後: Q₂ = P × tanφ₂
- コンデンサが打ち消す量: Qc = Q₁ − Q₂ = P(tanφ₁ − tanφ₂)
コンデンサは無効電力だけを補償する（有効電力 P は変化しない）ため、この式が成立する。
解法フロー:
- tanφ₁ を求める: sinφ₁ = √(1 − cos²φ₁) → tanφ₁ = sinφ₁ / cosφ₁
- tanφ₂ を求める: sinφ₂ = √(1 − cos²φ₂) → tanφ₂ = sinφ₂ / cosφ₂
- Qc = P × (tanφ₁ − tanφ₂) [kvar]（P は kW 単位で代入）
数値例（cosφ₁ = 0.6 → cosφ₂ = 0.8、有効電力 P = 300kW）:
sinφ₁ = √(1 − 0.6²) = √0.64 = 0.8 → tanφ₁ = 0.8 / 0.6 = 4/3 ≒ 1.333
sinφ₂ = √(1 − 0.8²) = √0.36 = 0.6 → tanφ₂ = 0.6 / 0.8 = 3/4 = 0.750
Qc = 300 × (1.333 − 0.750) = 300 × 0.583 ≒ 175kvar
セルフチェック: 改善前 tanφ₁ > 改善後 tanφ₂ になるはず。Qc が負になったら cosφ₁ と cosφ₂ の入れ替えを確認すること
🕳️ 頻出論点と落とし穴¶
危険度ランク: 🔴致命（連鎖失点リスク）/ 🟡要注意（単発失点）/ 🟢安心（加点要素）
| # | 危険度 | 落とし穴 | 正しい理解 |
|---|---|---|---|
| 1 | 🔴 | 需要率と負荷率を逆に定義する | 需要率=最大需要/設備容量、負荷率=平均/最大。分母が違う |
| 2 | 🔴 | 不等率の分子と分母を逆にする | 不等率 = 各最大の合計 ÷ 合成最大（合計 ≧ 合成なので必ず1以上） |
| 3 | 🔴 | 全日効率で鉄損を負荷比例にしてしまう | 鉄損は24時間一定。銅損だけが負荷の2乗に比例 |
| 4 | 🟡 | 力率改善のコンデンサ容量の符号を間違える | Qc = P(tan θ1 - tan θ2)。改善前のtanから改善後のtanを引く |
| 5 | 🟡 | %Zから短絡電流を求める際に基準容量を忘れる | Is = In ÷ (%Z/100)。%Zは基準容量での値を使う |
| 6 | 🟡 | 高調波の次数と周波数の関係を間違える | n次高調波の周波数 = n × 基本周波数（50/60Hz） |
| 7 | 🟢 | 保護協調で上位と下位のCT比・タップ値を取り違える | 事故点に近い（下位）遮断器が先に動作するよう整定 |
📝 出題実績¶
出題傾向（自動集計 · kakomon.yml）
出題頻度: ◎ 44問 / 19年出題（H25〜R07）
直近の出題実績:
| 年度 | 問 | 形式 | 出題内容 |
|---|---|---|---|
| R7下 | 問10 | 論説 | 高圧受電設備の単線結線図の機器 |
| R7上 | 問10 | 論説 | 高圧交流負荷開閉器のSO動作 |
| R7上 | 問11 | 計算 | 流込式水力発電所の年間発電電力量と設備利用率 |
| R7上 | 問12 | 計算 | 第5調波電流の流出計算 |
| R7上 | 問13 | 計算 | 太陽電池発電所を設置した需要設備の電力需給 |
| 年度 | 問 | 形式 | 出題内容 |
|---|---|---|---|
| R07下 | 問10 | 論説 | 高圧受電設備の単線結線図の機器 |
| R07上 | 問10 | 論説 | 高圧交流負荷開閉器のSO動作 |
| R07上 | 問11 | 計算 | 流込式水力発電所の年間発電電力量と設備利用率 |
| R07上 | 問12 | 計算 | 第5調波電流の流出計算 |
| R07上 | 問13 | 計算 | 太陽電池発電所を設置した需要設備の電力需給 |
| R06下 | 問10 | 論説 | 変流器に関する論説 |
| R06下 | 問11 | 計算 | 流込式水力発電所の年間可能発電電力量 |
| R06上 | 問10 | 論説 | 配電用遮断器及び需要家の開閉器の役割 |
| R06上 | 問11 | 計算 | 力率改善に伴う電圧降下の変化 |
| R06上 | 問12 | 計算 | コンデンサ設備接続による力率改善 |
| R05下 | 問12 | 計算 | コンデンサ設備接続による力率改善 |
| R05下 | 問13 | 計算 | 供給支障事故発生時の対応方法（計算） |
| R05上 | 問10 | 計算 | 最大需要電力を抑えるためのファン停止台数 |
| R05上 | 問11 | 計算 | 2つの工場を合わせた需要率及び総合負荷率 |
| R04下 | 問9 | 穴埋 | 全停電作業を実施するときの操作手順 |
| R04下 | 問12 | 計算 | 変圧器更新による損失の変化 |
| R04上 | 問12 | 計算 | 需要率からの変圧器設置台数導出 |
| R04上 | 問13 | 計算 | 調整池式水力発電所の貯水量・発電電力 |
| R03 | 問10 | 穴埋 | 高圧受電設備における保護協調 |
| R03 | 問13 | 計算 | 需要家の需要率，不等率，負荷率 |
| R02 | 問11 | 穴埋 | 電気工作物に起因する供給支障事故への対応方法 |
| R02 | 問13 | 計算 | 高調波発生機器から発生する第5次高調波電流 |
| R01 | 問10 | 穴埋 | 電力の供給 |
| R01 | 問12 | 計算 | 力率改善 |
| H30 | 問10 | 穴埋 | 電力の需給 |
| H30 | 問12 | 計算 | 送電線の電圧降下 |
| H30 | 問13 | 計算 | 変圧器の損失電力及び全日効率 |
| H29 | 問12 | 計算 | 三相短絡事故 |
| H29 | 問13 | 計算 | 水力発電所の発電電力量 |
| H28 | 問13 | 計算 | 高圧地絡システム |
| H27 | 問10 | 論説 | 変流器 |
| H27 | 問13 | 計算 | 三相交流の容量及び消費電力 |
| H26 | 問8 | 穴埋 | 油入変圧器における絶縁油の劣化 |
| H26 | 問12 | 計算 | 需要率及び負荷率 |
| H26 | 問13 | 計算 | 百分率インピーダンスの諸計算 |
| H25 | 問10 | 穴埋 | 高圧受電設備の単線結線図 |
| H25 | 問11 | 計算 | 高圧進相コンデンサの劣化診断 |
| H25 | 問12 | 計算 | 太陽電池による発電電力と日負荷曲線 |
| H24 | 問12 | 計算 | 工場の力率改善 |
| H24 | 問13 | 計算 | 調整池水力発電所の運転管理 |
| H23 | 問10 | 穴埋 | キュービクル式高圧受電設備の主遮断装置 |
| H23 | 問11 | 計算 | 変圧器の全日効率や日負荷率 |
| H23 | 問12 | 計算 | 日負荷曲線からの不等率及び力率の導出 |
| H23 | 問13 | 計算/論説 | 需要家構内における保護協調 |
出題頻度: 過去問 SoT（_data/kakomon.yml・H23〜R07下 全247問）で theme=shisetsu-kanri は 44問 — 全247問の約18%を占める最大級のテーマ
条文列を置いていない理由
SoT はこのテーマの 44問中43問に根拠条文を登録していない（登録があるのは R02問11（報告規則） のみ）。B問題（問10〜13）の計算・実務判断が主体で、単一の条文に帰属しないため。空欄ばかりの列を並べるより列自体を置かないほうが正確なので、条文列は設けていない。
関連テーマでの出題（SoT では別テーマに登録）
本ページの論点に隣接するが、kakomon.yml 上は別テーマに分類されている問題。
| 年度 | 問 | 出題内容 | 条文 | SoT テーマ |
|---|---|---|---|---|
| R03 | 問12 | 高圧ケーブルの絶縁耐力試験の電圧と変圧器容量 | 解釈第15条 | zetsuen |
| R04上 | 問10 | 過電流継電器と真空遮断器の連動動作試験 | 解釈第34条 | hogo-sochi |
| R04上 | 問11 | 低圧電線路の絶縁耐力試験 | 省令第22条 | zetsuen |
出題実績の SoT 再構成（2026-08-29）
旧版は冒頭に「上記は代表例。毎年問10〜13の4問が施設管理の計算問題（11年間で44回程度）」と断って6問だけを挙げていた。本テーブルは _data/kakomon.yml（過去問の Single Source of Truth）を機械投影し、当該テーマの全44問を年度降順で掲載する。
- 追加 41件: R07下〜H23 の全期にわたる。旧版が挙げていたのは R05下問12・R05上問11・R03問13 の3問だけで、残りは1問も載っていなかった
- 記述を SoT へ是正 3件: R05下問12「力率改善のコンデンサ容量（0.6→0.8改善）✅」→「コンデンサ設備接続による力率改善」／R05上問11「需要率・総合負荷率の計算（2工場合計）✅」→「2つの工場を合わせた需要率及び総合負荷率」／R03問13「需要電力量と変電所から見た総合負荷率 ✅」→「需要家の需要率，不等率，負荷率」
- 記述・形式・条文をすべて SoT 由来に統一（2026-08-29 の別モデル反証監査を反映）: 当初は「既存の詳しい記述を温存」する規則を入れていたが、温存した行が SoT と食い違う実例が出た（yogo-teigi R02問7 は実際には「引込線における用語の定義」／shijimono H27問11・shiyo-basho H29問11 は「計算」なのに「択一」「4択」と表示していた）。温存できる詳述と、誤った旧記述とを機械では判別できないため、原典と突合済みの1行（chichuu-densen H28問8）を除き、表の3列は SoT の値に統一した。
- 直近5問と出題頻度バッジは冒頭の自動集計ブロック（
render_freq_summary）がkakomon.ymlから常時生成する。以後この節は手動更新しても陳腐化しない。
🔗 混同注意¶
Level 2: 物理的背景 🔬
- なぜ銅損は負荷の2乗に比例？: P = I²R。電流が2倍になれば損失は4倍。負荷率αに対してα²Pcとなる
- なぜ力率改善が必要？: 力率が低い = 無効電力が大きい = 送電線に余分な電流が流れる = 電力損失（I²R）が増大。電力会社から力率割引/割増の料金制度もある
- %Zの物理的意味: 変圧器の二次側を短絡し、一次側に定格電流を流すのに必要な電圧が定格電圧の何%かを表す。%Zが大きい = 短絡電流が小さい（保護には有利）が電圧変動が大きい
Level 3: 設計パラメータ 📐
- 高調波抑制対策ガイドライン: 高圧受電（6.6kV）の場合、契約電力1kWあたりの高調波流出電流の上限値 ✅（5次=3.5mA/kW、7次=2.5mA/kW）
- 過電流継電器（OCR）の整定: 限時要素タップ値 = 回路の最大負荷電流 × 1.5倍程度 ÷ CT比 ✅（負荷変動での誤動作防止が根拠。業界標準120〜150%の上限値）
- 地絡継電器（GR/DGR）の整定: 一般的に0.2A整定、0.2秒 ✅（電力会社配電用変電所DGRとの感度協調が根拠。高感度すぎると誤動作のため0.2A）
- コンデンサ設置時の突入電流・高調波拡大に注意（直列リアクトル6%挿入が標準）✅（5次高調波に対して誘導性にするため4%以上必要→余裕を見て6%が標準。第3次成分多い場合は13%）
最終確認: 2026-08-29 | ステータス: v1.3（出題実績を過去問 SoT _data/kakomon.yml へ再同期し全44問を掲載／直近実績は自動集計ブロックで常時更新。条文本文・数値の法令再照合は本改訂では未実施）| バージョニング基準
📜 監修ログ¶
- 2026-08-29 監査是正: 推奨問題「R05問3＝工事計画の届出・認可の区分」を H25問2（事業用電気工作物の工事計画の事前届出・事業法第48条） に差し替えた。R05問3 は上期＝省令第14条・下期＝省令第5条で工事計画の出題ではない。新設ゲート
scripts/check_kakomon_citations.pyが検出。
🕳️ 試験での出題パターン¶
よくある聞かれ方¶
- 「需要率・負荷率・不等率の計算」（数値を与えて計算させる）
- 「工事計画の届出が必要な設備はどれか」（種類・規模による区分）
- 「使用前自主検査が必要な電気工作物はどれか」
- 「電力系統の運用・管理に関する記述の正誤判定」
典型ひっかけ¶
- ❌ 「需要率＝平均需要電力÷最大需要電力」→ ⭕ 最大需要電力÷設備容量
- ❌ 「負荷率が高いほど設備の利用効率が悪い」→ ⭕ 負荷率が高いほど効率的
- ❌ 「工事計画の届出と認可は同じ手続き」→ ⭕ 規模によって届出/認可が異なる
- ❌ 「不等率は常に1以下」→ ⭕ 不等率は常に1以上
🧠 なぜこの数値・規制があるのか（物理的・制度的直感）¶
- 需要率・負荷率・不等率は設備をムダなく使うための管理指標。変電所や電線の容量設計に直結する
- 需要率＜1 は「全設備が同時に最大で動くことはない」という現実から。これを使って設備容量を小さくできる
- 不等率＞1 は「ピークが時間的にずれる」から。合算の最大値＜個別最大値の合計 になる
✏️ このページを読んだら解く過去問¶
- R07 B問題1 — 需要率・負荷率・不等率の計算
- H25 問2 — 事業用電気工作物の工事計画の事前届出（事業法第48条）
- H30 問10 — 電力の需給