平成 26 年度 主任船舶電装士 検定試験問題・標準解答― 電気装備技術基準編 ―問１．船舶設備規程では、次の設備の入力端での電圧降下は何 V まで許容されているか。下表で空欄となっている許容電圧降下率(％)及び許容電圧降下(V)を記入せよ。
（8 点）
設 備 名

許容電圧降下率（％） 許容電圧降下（V）

定格電圧 AC440V の電動機

(5)

(22)

定格電圧 AC220V の電熱器

(5)

(11)

定格電圧 AC100V の制御装置

(5)

(5)

定格電圧 DC24V の通信装置

(10)

(2.4)

〔解説〕船舶設備規程では照明設備、動力設備及び電熱設備の電路による電圧降下は、設備の定格電圧の 5 パーセント以下（電路電圧が 24 ボルト以下の電路については、この限りではない。）と規定してあり、船内通信及び信号設備の電路による電圧降下は、定格電圧 24 ボルト以下は 10 パーセント、24 ボルトを超えるものにあっては 5 パーセント以下と規定してある。
問２．次の文章のうち船舶設備規程上正しいものには○印を、正しくないものには×印を（ ）内につけよ。(10 点)（ ○ ）① 船舶の安全性又は居住性に直接関係のある回転機械（発電機、電動機）の軸方向は、なるべく船首尾方向と一致させなければならない。
（ × ）② 3 心 EP ゴム絶縁ビニルシースあじろがい装ケーブル（TPYC）は、その外径の 4 倍の半径でわん曲してもよい。
（ × ）③ 総トン数 1200 トンの旅客フェリ－（ロールオン・ロールオフ旅客船）には、蓄電池一体型非常照明装置を備え付ける必要がない。
（ ○ ）④ 照明装置の最終分岐回路に接続する電灯及び小形電気器具の総数は、15 個以下でなければならない。
（ × ）⑤ 蓄電池室、塗料庫の照明設備は耐圧防爆構造のものでなくてもよい。
（ × ）⑥ 近海区域を航行区域とする総トン数 700 トンの貨物船は非常電源を備える必要はない。
（ ○ ）⑦ 水密甲板又は水密隔壁を貫通する電路は電線貫通金物等を使用し、水密又は気密を保持する必要がある。
（ × ）⑧ 配電盤から動力設備及び電熱設備に至る電路は、これらの配電盤より照明設備に至る電路から分岐して配線してもよい。
（ × ）⑨ 配電盤がデッドフロント構造であれば、AC220V の配電盤の前後の床面には、絶縁性敷物は必要がない。
（ × ）⑩ 近海区域を航行区域とする総トン数 120 トンの客船には、船橋航海当直警報装置を備える必要はない。
問３．船舶設備規程で、2 組以上の発電設備を要求される船舶を四つあげよ。
（4 点）（答）下記から四つを選ぶ。
① 外洋航行船

② 外洋航行船以外の旅客船（係留船を除く。
）③ 係留船（管海官庁が当該係留船の係留の態様を考慮して必要と認めるものに限る。
）④ 国際航海に従事する総トン数 500 トン以上の漁船⑤ ①、② 及び④に掲げる船舶以外の機関区域無人化船問４. 下図は、外洋航行船（臨時の非常電源をもつ旅客船を除く。
）及び国際航海に従事する総トン数500 トン以上の漁船に対する航海灯（マスト灯）への給電経路を示すが、給電経路に誤りがある。図面上に誤っている給電経路を×印で消し、正しい給電経路を示せ。
（4 点）
発電機
M マスト灯主配電盤
発電機
航海灯制御盤
非 常 電 源接続箱

非常 配電 盤

M

主配電盤

M マスト灯

マスト灯

（答）
発電機
発電機
航海灯制御盤
非 常 電 源接続箱

非常 配電 盤M

マスト灯

－ 電気計算編 －問５．定格電圧 V が 450〔V〕、定格電流 I が 385〔A〕の三相交流発電機について、次の質問に答えよ。 (4 点)(1) 設問の発電機に接続された船内負荷合計電力は 180〔kW〕、負荷力率は 86％であった。このときの発電機負荷電流 I はいくらか。
（答）発電機出力 P〔kW〕
発電機電流 I

10 3 から

3 V I cosP 10 33 V cos
180 10 33450 0.86≒

180,000≒ 268 .5670.3〔A〕(2) 定格出力で運転中の発電機を急に無負荷にしたとき電圧が 463〔Ｖ〕となった。この時の電圧変動率 ε〔％〕を求めよ。
（答） 電圧変動率 〔%〕

V0Vn
Vn

100463 450450100 ≒ 2.9〔％〕

ただし、V0 ：定格出力から無負荷になった時の電圧、Vn ：定格電圧（定格負荷時の電圧）
問６．下図の平衡星形結線及び平衡三角結線の負荷に線間電圧 Vℓ＝200〔V〕、周波数 60〔Hz〕の三相交流電圧を加えた時、それぞれの各相インピーダンス、負荷力率〔％〕、線電流 I〔A〕及び負荷電力 P〔kW〕を求めよ。
ただし、各相のインピーダンス Z はそれぞれ等しく、抵抗 R＝４〔Ω〕､リアクタンス XL＝3〔Ω〕とする。

Iℓ平衡星形結線
平衡星形結平衡三角結線
IPIℓ

Ｒ＝４〔Ω〕

VP
Vℓ=200〔V〕

ＸＬ＝３〔Ω〕

Vℓ=200〔V〕

ＸＬ＝３〔Ω〕

Ｒ＝４〔Ω〕(1) 両結線の負荷について① 各相のインピーダンス Z 及び 負荷力率 cosθ はいくらか (2 点)（答）Z

R2X L24232RZ

負荷力率 cos

455〔Ω〕
従って 80〔％〕となる。

0.8(2) 平衡星形結線の場合① 線電流 Iℓ はいくらか。 (2 点)
（答）

相電圧VP

V200

33VPZ

≒ 115.5 〔V〕、 相電流I P

115.5523.1 〔A〕

星形結線の場合、線電流 I = 相電流 IP であるから
線電流 I
I P 23.1 〔A〕となる。
② 負荷電力 P はいくらになるか。 (2 点)（答）

負荷電力 P

3 V ･I cos
3200

10 3〔kW〕

23.1 0.8 10 3 ≒ 6.4〔kW〕(3) 平衡三角結線の場合① 線電流 Iℓ はいくらか。 (2 点)（答）

相電圧VP200 〔V〕、従って、 相電流IP

三角結線の場合、線電流 I =
線電流 I

3 IP

33VP
Z200
540 〔A〕

相電流 IP であるから

40 ≒ 69.3 〔A〕となる。

② 負荷電力 P はいくらになるか。 (2 点)（答）

負荷電力 P

3 V ･I cos

10 3

30.8 10 3 ≒ 19 .2200

69 .3〔kW〕〔kW〕

問７．図のように抵抗 R＝40〔Ω〕、インダクタンス L＝0.15〔H〕の並列回路に AC100〔V〕60〔Hz〕の単相交流電圧を加えた場合、次の問に答えよ。 (8 点)
R=40〔Ω〕

IL=0.15〔H〕

e～100 [V]

(1) AC100V、60Hz の電圧を加えたときのインダクタンス L の誘導リアクタンス XL は何〔Ω〕か。
（答）

XL

LfL

2

2

60 0.15 ≒ 56.5〔Ω〕(2) 負荷の合成インピ－ダンス Z〔Ω〕を求めよ。
（答）

Z

R･X L

40 56.5

R240 21

Z
1
R

221XL

X L2

56.5 2≒ 32.6〔Ω〕(3) 抵抗 R を流れる電流 I R〔A〕及びインダクタンス L を流れる電流 I L〔A〕を求めよ。
（答）

IRE
R

100
402.5

E
XL〔A〕
、 IL100≒ 1.7756.5〔A〕(4) 回路の電流 I〔A〕を求めよ。
（答）

IEZ100≒ 3.07 〔A〕
32.6IR2

又は、 IIL2

2. 5 21.77 2 ≒ 3.06 〔A〕

問８．極数 P が 4 極の三相誘導電動機に、端子電圧 V が 440〔V〕、周波数 f が 60〔Hz〕の電源を印加し、定格負荷をかけたとき、回転速度 N は 1,725〔min-1〕、電流 I は 75〔A〕、力率 cosθ は84〔％〕であった。これに関し、次の問に答えよ。ただし、誘導電動機の効率 η（ｲｰﾀ）は 92〔％〕とする。 (4 点)(1) 電動機の 入力 P〔I kW〕を求めよ。
（答）

入力 P〔I kW 〕

3 V I cos

10 3344075

0.84 10 3 ≒ 48〔kW〕(2) 電動機の 出力 PO〔kW〕を求めよ。
（答）

出力 PO〔kW〕 電動機入力 PI480.92 ≒ 44

1,800〔min-1〕

効率〔kW〕(3) 電動機の 同期速度N S 〔 min 1 〕を求めよ。
（答）

同期速度 N S

120 f
P

120 604(4) 電動機のすべり s〔％〕を求めよ。
（答）

定格負荷時の回転速度を N〔min-1〕とすると、
すべり s

NS N
NS100

1,800 1,725
1,800

100 ≒ 4.2〔％〕－ 電気艤装設計編 －問９．電気設備の設計にあたり船舶における環境条件で考慮すべき事項のうち３項目あげよ。
（3 点）（答）下記から３項目を選ぶ。
① 周囲温度
⑥ 電源変動
⑪ か び② 湿度⑦ 無線通信及び通話の障害 ⑫ 海水ひまつ、酸霧、油霧など③ 船体の動揺及び傾斜 ⑧ 外部磁界の影響⑬ 危険場所④ 振動⑨ じんあい
⑤ 外被保護形式⑩ 電気機器の絶縁距離

問 10．次の主電路系統図について次の問に答えよ。
ただし、３台の交流発電機の要目はすべて同じとする。また、交流発電機 A,B,C 及び船首スラスタ電動機の要目は下記の通りとする。
船首スラスタ電動機 ：320 〔kW〕
定格電圧：AC 440 〔V〕
定格周波数：60 〔Hz〕
定格電流 Im ： 525 〔A〕

発電機-A、-B、-C ：625 〔kVA〕
定格電圧：AC 450 〔V〕
定格周波数：60 〔Hz〕
定格電流
Ig： 802 〔A〕

主電路系統図
主配電盤
母線
発電機-A

ACB-A

MCCB-1
○○

St

B

○ ○

Ｇ1

③×

①

ACB-B

Ｇ2

○ ○

St

○ ○

船首スラスタ電動機

Ｍ

その他のMCCB

MCCB-2
発電機-B

Ｍ
MCCB

○ ○

電動機
St

○ ○

定格電流

Ｍ

MCCB

総和
Ｍ

St

○ ○

②発電機-C
Ｇ3

ACB-C

×○○
A

○ ○

MCCB-3
○ ○

④×

変圧器

○ ○

C

○ ○

MCCB-4⑤船外給電箱

AC440V

SC400〔A〕○ ○問 10-1．発電機３台並列運転で、船首スラスタを運転している条件で、次の設問(1)、(2)、(3)及び(4)を簡易計算法で計算せよ。
(1) 発電機 1 台が供給する短絡電流 Igc はいくらか。 (2 点)
（答）

Igc

10 Ig

10 8028,020 〔A〕

(2) A 点で短絡事故が発生した場合、気中遮断器 ACB-C を流れる短絡電流 ISA はいくらか。 (2 点)（答）発電機から供給される短絡電流

IGC

2 8,020

16,040〔A〕

船首スラスタ電動機から供給される短絡電流

ImS1

3 525

1,575〔A〕

ImS2

3 1,250

3,750〔A〕

16,040 1,575 3,750

21,365〔A〕

その他の電動機から供給される短絡電流

従って、ACB-C を流れる短絡電流 I SA は次のようになる。
ISA

IGC ImS1 ImS 2(3) B 点で短絡した場合、配線用遮断器 MCCB-1 を流れる短絡電流 ISB はいくらか。 (2 点)IGC
3 8,020 24,060 〔A〕（答）
全発電機から供給される短絡電流
ImS2

その他の電動機から供給される短絡電流

3 1,250

3,750〔A〕

27,810〔A〕

従って、MCCB-1 を流れる短絡電流 ISB は次のようになる。
ISB

IGC ImS 2

24,060 3,750(4) C 点で短絡した場合、配線用遮断器 MCCB-3 を流れる短絡電流 ISC はいくらか。 (2 点)IGC
3 8,020 24,060 〔A〕（答）
全発電機から供給される短絡電流
船首スラスタ電動機から供給される短絡電流

ImS1

3 525

1,575〔A〕

その他の電動機から供給される短絡電流

ImS2

3 1,2503,750〔A〕

24,060 1,575 3,750

29,385〔A〕

従って、MCCB-3 を流れる短絡電流 ISC は次のようになる。
ISC

IGC ImS1 ImS 2〔解説〕
主電路系統図において A 点で短絡した場合、A 点を流れる短絡電流は発電機-A、発電機-B とMCCB-1、及び MCCB-2 系統の電動機から供給される。
B 点で短絡した場合、B 点を流れる短絡電流は発電機-A、発電機-B、発電機-C の全発電機とMCCB-2 系統の電動機から供給される。
C 点で短絡した場合、C 点を流れる短絡電流は発電機-A、発電機-B、発電機-C の全発電機とMCCB-１および MCCB-2 系統の全電動機から供給される。
問 10-2．図中の①、②、③、④及び⑤に関して、次の問に答えよ。
(1) ACB の引外し電流設定値 ① はいくらに設定するか。 (2 点)（答）
ACB の引き外し電流設定値
発電機の定格電流 1.15 802 1.15 922 〔A〕（又は、 発電機の定格電流 1.10 802 1.10 882 〔A〕 ）(2) ケ－ブル②、③、④及び⑤の種類と太さ〔mm2〕を下表より選んで記入せよ。 (4 点)
ケ－ブルの許容電流表（周囲温度 45℃） （JIS C 3410-2010 船用電線）
種類、太さ〔mm２〕TPYC－1.5
TPYC－2.5
TPYC－4
TPYC－6
TPYC－10
TPYC－16
TPYC－25（答） ケーブル②：
ケーブル③：
ケーブル④：
ケーブル⑤：

許容電流〔A〕
162128365067
89

種類、太さ〔mm２〕TPYC－35
TPYC－50
TPYC－70
TPYC－95
TPYC－120
TPYC－150
TPYC－185

TPYC-95×5 本 又は TPYC-120×4 本
TPYC-95×3 本 又は TPYC-70×4 本
TPYC-16×1 本
TPYC-95×2 本

許容電流〔A〕
110137169205237272311

〔解説〕② 発電機の ACB の設定値 922〔A〕以上のケーブルを選びます。
従って「許容電流が 237〔A〕の TPYC-120」×4 本か「205〔A〕の TPYC-95」×5 本を選定します。
③ スラスタ電動機の定格電流は 525〔A〕であるからケ－ブルの許容電流が 525×1.1=578〔A〕以上のケーブルを選びます。
従ってケ－ブルの「許容電流が 205〔A〕の TPYC-95」×3 本又は「169〔A〕の TPYC-70」×4 本を選定します。
電動機へ単独給電する場合のケ－ブルは、余裕度 10〔％〕を考慮にいれて電動機の定格電流の 110〔％〕以上の許容電流をもったサイズとする必要があります。
④ 変圧器の一次定格電流 I1 ＝59〔A〕以上のケ－ブルを選びます。
従って、許容電流が 67〔A〕の TPYC-16 を選定します。
⑤ 船外給電箱の定格電流 400〔A〕以上のケ－ブルを選びます。
従って「許容電流が 205〔A〕の TPYC-95」×2 本を選定します。
問 11．次の文章は、適切に保護された給電及び配電回路について述べたものである。文中の空欄の中に、用語欄から適切な語句を選び記入せよ。 (8 点)(1) 選択遮断方式とは、 主 配 電 盤 母線上の短絡事故を除き、給電及び配電回路の大電流事故の際、発電機用遮断器が開極動作をする前に、 事 故 点 に最も近い給電線の遮断器だけが開極動作をすることである。
(2) 後備遮断方式とは、電源に最も近い遮断器だけがその回路の短絡電流より 大 き な 遮断容量を持ち、それより負荷側の遮断器は、その点の短絡電流よりも 小 さ な 遮断容量の遮断器で構成することができる保護方式である。
(3) 保護装置の協調とは、短絡電流を含む過電流が流れたとき、 事 故 回 路 のみを遮断し健全な回路を保護するため、遮断器又はヒューズの特性を理解し、電源側の遮断器が 負 荷 側の遮断器より先に遮断しないように適切に組み合わせることである。
(4) 短絡電流計算は、給電回路に流れる最大 事 故 電 流 である短絡電流を計算し、回路を保護する気中遮断器、配線用遮断器又はヒューズの容 量及び組合せが、回路の安全を確保する上で、適切であることを確認するために行うものである。
用語：事故点、電源、大きな、遮断器、組合せ、事故回路、非常配電盤、事故電流、遮断、主配電盤、容量、保護、安全、負荷、ヒューズ、小さな、－ 試験検査編 －問 12．次の文章は、船舶安全法の目的について述べたものである。文中の空欄語欄から適切な語句を選び記入せよ。 (10 点）
船舶は、海上において航行の用に供される交 通 具の中に用であるところから、一度港を離れると長期間にわたり陸上から孤立して行動することとなり、気象、 海 象の変化に伴う特別の危険に遭遇することも多く、陸上のそれに比し一段と安全の 確 保 のための措置を図る必要がある。
海上における人命の安全を確保するためには、船舶の構 造が堪航性（海上において通常予想される危険に耐え、安全に航行することができる凌波性、復原性、操縦性等の性能を有している状態をいう。
）を保持するに十分なものであること、万一でも、人命の安全を保 持と及び船舶に搭載する非 常 の 危 険に遭遇した場合することができるだけの 諸 設 備 が船舶に施設されているこ

危 険 物等の積付方法等航行上の危険防止について特別の考慮を払う必要がある。
このため、船舶安全法は、

船 舶 所 有 者 、船長、荷 送 人等に対し、法に掲げる事項を遵守させることによって、船舶の堪航性の保持と人命の安全の確保を目的とする。
用語：天候、交通具、海象、配置、確保、向上、構造、考慮、非常の危険、用具、保持、諸設
備、事故、危険物、船舶所有者、荷物、荷送人、食料、船級協会、受取人
問 13．予備検査とはどのような検査かを簡潔に述べ、予備検査対象となる電気設備に係わる物件を 5つ選べ。
(1)予備検査とは： (2 点)（答）船舶の一般施設として物件を備え付ける場合に、これを備え付ける船舶が特定しない場合でも、事前に検査を受けることができる。
（法第 6 条第 3 項）この検査を予備検査という。
(2) 下記は、予備検査対象物件の一部で電気を使用するものであるが、予備検査対象となる「電気設備」に分類されている７品目とはどれか、残り５品目について( )内に○をつけよ。 (5 点)（答）ここでは設問の解答を「◎」で表す。
(◎)

( )

クレーン、( )

非常標識、

( )

航海用レーダー、( )レーダー反射器、 ( )

(◎)

変圧器、

( )

自動操舵装置、

(○)

制御器、

( )

船速距離計、( )汽笛、(○)

発電機、( )音響測深機、(◎)

定周波装置、(◎)

防爆型の電気機器、 ( )磁気コンパス、

( )

船灯、

( )

昇降機、電動機、( )ガス検知装置、 (◎)

船灯
配電盤、

問 14．交流発電機の過負荷試験は、製造工場における参考試験の位置づけになる。次の文章は、同試験の試験方法及び確認事項（過負荷条件）について述べたものである。空欄 あ あ の中に適切な語句を記入せよ。
（4 点）① 試験方法
温度試験 に引きつづいて行い、発電機の電圧、回転速度及び周波数を一定に保って、規定の過負荷条件を与え、電気的、機械的、 熱的 に異常のないことを確かめるものである。
② 確認事項（過負荷条件）
規定の過負荷条件としては、ＮＫ規則では過負荷で1 分間50％過電流 で 2 分間、船舶設備規程では 50％支障なく運転できるものと規定している。

問 15．交流発電機の並列投入、負荷移行試験について簡潔に述べよ。 (2 点)（答）1 台の発電機を適宜の負荷において、定格電圧、定格周波数、定格力率（又は 100％力率）で運転中、他の発電機をこれと並列に投入して負荷を移動し、並列投入の難易及び任意の負荷分担において異常のないことを確認する。