令和7年度下期法規問13

支線に生じる引張荷重と、必要な素線直径を安全率から求める

法規B問題配点 14点

出典：一般財団法人電気技術者試験センター令和7年度下期第三種電気主任技術者試験法規科目問題（問題文・選択肢は改変せず、公開PDFの該当ページをそのまま掲載しています）

正解

(a)(4)

(b)(3)

正解の出典：同センターが公表している解答

解説

**(a) 支線の引張荷重**

電柱の根元を支点としたモーメントのつり合いで解く。

電線が柱を倒そうとするモーメント（支点まわり）は M = 9 kN × 10 m + 4 kN × 8 m = 90 + 32 = 122 kN·m

支線の張力を T とすると、支線が柱を引き戻すのは**水平方向の分力**だけ。図から支線の長さは10 m、水平距離は6 mなので、水平分力は T × (6/10)。これが取付高さ8 mの位置に働くので

復元モーメント = T × (6/10) × 8

つり合いから T × (6/10) × 8 = 122 T = 122 × 10 / 48 ≈ 25.4 kN

したがって正解は(4)。

よくある誤りは、支線の張力そのものが水平に効くと考えて T × 8 = 122 → 15.3 kN としてしまうこと（選択肢(2)）。支線は斜めに張られているので、必ず水平成分に直す。

**(b) 必要な素線直径**

安全率1.5なので、支線全体が耐えるべき引張強さは 25.4 × 1.5 ≈ 38.1 kN

素線7本で分担するので、素線1本あたり 38.1 / 7 ≈ 5.45 kN

素線の引張強さが1.23 kN/mm²なので、必要な断面積は A = 5.45 / 1.23 ≈ 4.43 mm²

直径 d は A = πd²/4 より d = √(4A/π) = √(4 × 4.43 / π) ≈ √5.64 ≈ 2.37 mm

選択肢のうちこれ以上で最も小さいのは**2.6 mm**。したがって正解は(3)。

必要値が2.37 mmだからといって2.3 mmを選ぶと、強度が足りない。**切り上げ**が答えになる。

なお解釈第61条では支線の安全率は原則2.5以上（許容引張荷重は4.31 kN以上、素線は直径2.6 mm以上の金属線を3条以上より合わせたもの）と定められている。この問題は安全率1.5と指定されているのでそれに従うが、実際の施工では条文の値が効く。

選択肢ごとの理由

(1)(a)13.0 は高圧電線の張力だけでモーメントを立てた場合に近い値。低圧電線ぶんも支線が支える。
(2)(a)15.3 は 122/8 の値。支線は斜めなので、水平分力（×6/10）に直す必要がある。
(3)(a)19.1 は支線の角度の扱いを誤った場合の値。水平6 m・斜辺10 mから水平成分は0.6倍。
(4)正しい。(a) T = 122 × 10/(6×8) ≈ 25.4 kN。(b) 素線1本あたり5.45 kN、断面積4.43 mm²、直径2.37 mm → 2.6 mm。
(5)(a)38.1 は安全率1.5を掛けたあとの値。(a)で問われているのは支線に生じる引張荷重そのもの。

この論点は、データセンターの現場でこう出てくる

支線の計算そのものは架空配電線の話で、データセンターの構内では地中化されていることが多く、直接出番は少ない。それでも押さえる価値があるのは2つの理由から。 1つは、**引込設備が架空の場合がある**こと。郊外型のDCや、増設中の仮設受電では、構内に電柱を建てて架空で引き込むことがある。この電柱と支線は自家用電気工作物の一部なので、点検と保守の対象になる。支線が緩んでいないか、根元が腐食していないか、支線ガードが付いているかは、巡回で見る項目になる。もう1つは、**同じ「力のつり合い」の考え方が構造物全般に効く**こと。屋上に設置する冷却塔や室外機、キュービクル、アンテナ架台はいずれも風荷重・地震荷重を受け、基礎のアンカーで支えている。設備の重心が高いほど転倒モーメントが大きくなり、必要なアンカーの強度が上がる——という関係は、この問題とまったく同じ構造をしている。電気主任技術者は電気だけを見ていればよいわけではなく、機器が物理的に安全に固定されているかまで含めて設備の状態を見る。とくに地震のあとの点検では、キュービクルの基礎ボルトの緩み、ケーブルラックの支持金物のずれ、蓄電池架台の変形といった機械的な確認が最初の仕事になる。安全率という考え方も含めて、この問題は「余裕を持たせて設計する」という工学の基本を扱っている。

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