2013年7月27日土曜日

太陽光発電の準備 (第二種電気工事士の資格取得計画)

今日は、凄い豪雨と落雷の日だ。

壁、屋根の塗装をおえたので、今度は太陽光発電だ、と調べ始めたが、
独立型でなく、系統連携方式(なぜ、こんなややこしい名前をつけるのか?)を採用するとなると、
第二種電気工事士の資格が必要とわかった。試験は3月頃の申し込みなので、受験の準備を始めた。図書館の本や、緑が丘の本屋を調べ、第二種電気工事士 完全合格教本 ノマド・ワークス著が良さそうなので、送料込1200円をamazonで買い、勉強を始めた。が、この教本はあくまで筆記試験用なので、実技は別に勉強しなければならない。
今はまだ直流回路、交流回路、配電に関する理論、を終えたところだ。理論は覚えやすいが、これからの部分は、全くの記憶問題になるので、ちょっとつらい。実技もつらそうだ、が、しかし、人生、面白い経験だろう。
技能の本は、「第二種電気工事士 技能 日本電気協会」が良い。2013年版は高いので、2012年度版を送料込260円で買った。この本は、特に後半1/4に記された解説が素晴らしい。毎年の装丁はほぼ同じで、同じ写真や解説を掲載するので、内容も写真も十分に吟味されていて素晴らしく、対象器具毎の配線剥き長さや、工具の使い方も細かく記されている。260円でこれほど素晴らしい本を買えたのは人生で初めての出来事だ。この本は一般家庭必携の本ではなかろうか。これは半分は本気です。)

その後の調べで、実技試験については次のことが判った。それは、電気工事士受験申込時点で、配線実技の単線図が13例を与えられ、この1題が実技試験に出る。その受験までに電気協会が13例の解法の解説書を販売するとのことなのだ。従って、毎年新刊が発行され、好調な売れ行きとなるわけだ。そのため、一年を経た中古本は極端にやすくなるのだ。とにかく、色んな事情はあるが、工具の使い方、技能試験の細かい説明を含んだこの本はとても参考になり、僕はとても良い本を選んだことになる。
さて、今までの勉強範囲で、ひっかかったのは以下の点だ。(但し、翌日には全て解決した)
①抵抗とインダクタンスが直列の回路の力率の改善、に挿入するコンデンサー容量の計算式算出
大学の教科書では、インピーダンスで算出しているが、インピーダンス式の使い方を忘れたので、コンデンサー回路の前進電流値を、抵抗回路の後進電流値と同値とする式から導いたが、教科書の式と一致しない。本件詳細計算は試験では出ないのだが、ひっかかる。

が、本日(7月28日)、夜寝床でベクトルの方向を確認したせいか、夢にまで見たので、朝から解き直し、Itanθ=コンデンサー遅れ電流 ではなく、Isinθであることに気付いた。これで解くと教科書の解に一致した。これなら試験会場でも簡単に解けるから記憶の必要も無いだろう。
だが、インピーダンスと複素数を使っての解法はこの機会に再勉強したい。

②三相交流で、各電送路に抵抗rが有る場合、線路消費電力=電送路電流I x I x 抵抗r x3箇所 は理解出来るが、電送路電圧降下=√3xIxIxr が理解しがたかった、が、熟慮の末、下記で納得した。

三相交流における電力消費量=√3 x I x Vcosθ で、今問題とする線路は抵抗だけだから、
cosθ=1、で、またI  は一定なので、電圧降下量=ΔVとすれば、ΔVによる電力消費=√3 x ΔV x I =上記の電送路消費電力 3箇所 x I x I  x r 。この式から ΔV=√3xIxr となる。
この説明が最も理解し易いだろう。なぜかような結果になるかと言えば、電力からの計算はスカラー量での計算であり、他方、Vrはベクトルだから、これを3倍することでは計算できないからである。

以上の他に、勉強中やNETの受験記を読んでいる間に、疑問となった点それに、受験上でのポイントも以下に列記する。

①VVFジャンクションボックスと、アウトレットボックスやプールボックスとの違い。
これは、VVFジャンクションボックスが、ケーブルとケーブルを繋ぐボックスであり、他は電線管同志や、電線管とケーブルを繋ぐボックスである。なお、コードを露出配線として配線することは許されず、ただ、ソケットと機器間はコード単独で使える。
②複線配線図を書く場合には、スイッチを接地側に置くか、非接地側に置くかで、解は2種類あることになる。が、原則として、負荷を接地側に置くこと、即ち、スイッチは非接地側に置くことになっている。これは恐らく、配線を接地側から書き始めるとして、負荷側に配線を引いてから、後からスイッチとの結線を考えるってことを習慣にするためと思われる。
しかし、本件は更に考えると、負荷から漏電ラインが生じた場合、その後方にスイッチがある場合は、非接地側から負荷を通って電流が流れる恐れがある。従って、接地側から負荷を通ってスイッチに配線するのが安全だとの解釈は成立しそうだ。
この考え方からも、スイッチは、接地側配線を記入後に、非接地側に掛かり、その非接地側の最初に置くのがベストとなり、これを複線計画の基本にすれば、複線図は比較的容易に作成できる。

③絶縁抵抗測定は、測定する対象間は短絡しないようにしなければならない。例えば、配線間の絶縁測定では、先ず、遮断機を切り、次いで、両配線間を繋ぐ機器(照明を含む)を回路から外す。最後に、配線の隅から隅までの配線間の絶縁抵抗となるように、照明スイッチ類は入りの状態にする。

④電気設備の技術基準の解釈」の第14条に、使用電圧が低圧の電路は、「絶縁抵抗測定が困難な場合においては、当該電路の使用電圧が加わった状態における漏えい電流が1mA以下であること。」

⑤このような設問は、かなり実際的な状況だと思える。
 接地工事を施し、地絡時に0.2秒で電路を遮断する漏電遮断器を取り付けた100[V]の自動販売機が屋外に施設してある。接地抵抗値a[Ω]と電路の絶縁抵抗値b[MΩ]の組み合わせとして、不良なものは。
イ.a 100 b 0.1 ロ.a 200 b 0.2 ハ.a 300 b 0.4 ニ.a 600 b 1.0     答 ニ
解説
 電技解釈第17条と電技第58条に関する問題です。
 この問題は、接地抵抗値と絶縁抵抗値の2点から検証する必要があります。まず接地抵抗値ですが、使用電圧が100[V]ですのでD種接地工事になりますので通常は100[Ω]以下となります。しかし、地絡時に0.5秒以内に自動的に電路を遮断する装置(漏電遮断器等)を設けた場合は500[Ω]以下とすることが出来ます。よって、この時点でニが不適切となります。
 次に絶縁抵抗値を見てみます。使用電圧100[V]から絶縁抵抗値は0.1[MΩ]以上ですので、絶縁抵抗値のみで言えばすべて適切となります。

漏電遮断機の接地や、接地抵抗については、いろいろと考えさせられる。基本は感電防止だ。
先ず、漏電遮断機だが、これ見ると、住宅内回路は漏電遮断機の設置義務はないようだ。
http://www.toshiba-tips.co.jp/tsellib/data/compactespar7.pdf#search='%E6%BC%8F%E9%9B%BB%E9%81%AE%E6%96%AD%E6%A9%9F+JIS'
でも、洗濯機、エヤコン屋外機はこれらも、住宅内回路とみなせば設置義務は無いが、
水気のある場所に設置として、設置義務があると解釈できそうだ。
つまり、接地の有無は解釈のちがいだな。
そう言えば、古い家には漏電遮断機がついていなかった。漏電遮断機が0.5s以内に動作する性能なら、接地抵抗は500Ω以下で良く、15mAで0.1秒で動作し電気機器を水気の無い所に設置するなら設置は省略できるなど、も面白い。

機器に施されたアースの抵抗値が3Ω以下の電路には漏電遮断機を省略出来て、対地抵抗が3Ωの水道管は接地極と出来る等、3Ωにも意味がある。

 接地工事については、接地抵抗値に関する問題以外にも省略に関する規定を問う問題も多く出題されるので、重点的に学習する必要があるようだ。

⑥電工ナイフでVVFの外皮を剥いだが、内被はかなり固いので、内被を傷めることは無いようだ。電工ナイフの使い方には安心した。(8月20日追記)
⑦リングスリーブ小の刻印は、1.6mmx2 の場合は、〇で、その他の場合は小だ。工具には、刻印とは別に、刻印を打つ位置を示す記号が書かれているが、これは刻印〇に対しては(1.6x2)のように示されているようだ。
⑧複線図作成で、電線管(IV線)とVVFとを最初に分けること。

今頃になって、梅雨のような天気だ。時に、恐ろしいような豪雨になる。夏の今頃の豪雨は、さっと雨が上がって晴天が戻るものだが、今回のはじとじとと雨が続く。久し振りの雨で、畑が潤ったのだが、こんなタイプの雨も困ったものだ。梅雨のような、と書いたが、NHKの天気予報では、梅雨前線と言っている。梅雨明け後の梅雨らしい。

⑨パイロットランプ(常時、異時、同時)とリモートスイッチ、等、頭の中では理解できても、実際に複線化する時に混乱を生じる。慣れるまで訓練が必要だろう。反射的に書けるようにすべきだ。ところで、異時点灯の場合には、スイッチを切っていても、僅かの電流が、負荷側に流れていることには驚いた。が、考えてみれば、パイロットランプへの電流と同等分が流れているに過ぎない。ただ、負荷内部を流れるだけの消費は起こっているわけだ。
異時点滅として、点滅器使用と、三路スイッチ使用の2方法があることも覚えねばならない。
ところで本件の記憶方法だが、電源が左側のばあい、常時点灯は配線はPLの電源側で接続で、同時点灯はPLの反電源側でまとまれば良い。異時点灯は、PLの直ぐ上で、並列にすれば良い。なお、異時点灯には3路スイッチを使う方法もある。なお、最初の接地側からの配線引きでは、常時点灯、異時点灯では、PLは負荷として配線すれば良い。
この覚え方は、何度も苦労した末に思いついた方法だから、間違いなく確実な方法だ。
⑩アース極と、接地側配線は、少なくとも家庭内配線系では一緒にしてはならない。一緒にすると、アース経由のラインが通常の電流の流れるラインになる。もしくは、漏電検出器がしょっちゅう作動することになる。
⑪交流電圧の実効値はMax√2だが、これは平均値だと考えていた。が、実際は、2乗の平均値の√だと平均値とは異なる。このことが今頃になって初めて判った。
さて、受験準備だが、どう考えても、この程度の試験なら、筆記試験の方は一か月掛ければ、問題なく合格するだろう。実技は2カ月。とすれば、来年初めから本格的に始めれば良いのだが、余裕を見て以下のように進める。とか考えている間に、2012年候補問題も終えた。

その結果、技能試験の方法としては、先に書いたような手順、つまり、接地側から各機器に配線し、その後、非接地側からスイッチに配線する。この要領で、2014年の候補問題が出た時点で、単線図を眺めて頭の中で複線図を描き、それを図面にすれば誤りや失敗は少ないだろう。それを繰り返せば、13問程度は頭に入るだろう。実際の配線組み立てはこれからの課題だ。(8月終わり)

太陽光発電では、どのような機器配置とするか、とか、思いつくこと、や、不明な点については順次追記する。今のところ気になっているのは、電源が、東電の通常供給線と、太陽光発電からの線がある場合、電力供給の比率はどうなるのだろうか、って点である。
8月は、筆記試験の記憶必要部の概要把握と、そのまとめ資料準備、それと、実技の把握。特に実技の把握には本気になって時間を掛けるべきだろう。
後は旅行の間に、記憶して、記憶が問題なしとなれば、各年度の筆記及び実技試験を、同じ時間で試す。これが大雑把なスケジュールだ。

ところで、大学の授業で、電気工学を受けたことが人生でどのように役に立ったかを考えた。      
授業内容そのものが、そのまま役立った記憶はないが、時に必要な、電気工学的知識については確かに役に立った。電動機の特性についての知識は非常に役に立った。と考えると、大学の授業は無駄ではなかった、と言うか、電気工学を受講したってことが、意識として役に立ったと書くべきだろう。どんな問題が来ても、なんとか解決できるとの自信が役に立ったと言うべきだろうか。ぼやっとした知識が、設備全体の把握や、細かい部分での問題点を解決するのに役立ったと言うべきだろう。

先に述べた参考書はなかなか良い本です。その勉強方法としては、出来れば毎日、一章ごとに読み返すことだろう。各章ごとの問題も繰り返せば、4~5回読み返せば、厭でも記憶するに違いない。ただ、その継続力の有無が、老齢者にはつらい点だ。

8月8日には、筆記試験のメドがついた。記憶すべきは、工夫で記憶できる。つまり、ゴロとかパターンでの記憶方法だ。こうなれば、資格取得上の問題は実技だが、これも訓練するより仕方がない。必要工具も順に準備すればよい。
となれば、モジュールを屋根に置くか、それとも別架台を造るかである。くよくよと考えたが、屋根の上はちょっとリスクがあり、それを心配したり工夫するよりは別架台にする方が、架台分の金は掛かるが、間違いが無さそうだ。従って、架台の計画を同時進行することにした。

こんな技を見せられると、感動してしまいます。
http://www.youtube.com/watch?v=exqa153x6nM
http://www.youtube.com/watch?v=Ro_UuFig9KQ
負けてなるものか。

8月12日には、技能の複線配線図を含めて、頭の中だけでは自信を持てる状態になった。
これからは、部品を集めて技能訓練を経験する。さっそく、ジョイフルホンダで、入切スイッチと接地極付ソケットを買った。
先に示した、VVFストリッパーはホーザン製は5000円弱と高いが、富士矢製は安い。
http://www.amazon.co.jp/s/?ie=UTF8&keywords=fva-1620&tag=yahhyd-22&index=aps&jp-ad-ap=0&hvadid=20771939644&hvdev=c&ref=pd_sl_1iy6h8twjt_b
これを買って訓練することにしよう。しかし、その後の調べで判ったが、フジ矢製は、VFF1.6φ3芯の剥きはできるが、2φx3芯は剥けない。また、MARVEL製は、VVF2φx3芯は剥けるが、その後、各コードは1本ずつ剥く方式だ。リングスリーブ圧着工具は、〇、小、中、大の刻印を出来る物は、大型で扱いにくいらしい。それに、大の刻印は試験では出ないようだから、小型の圧着機が良いらしい。が、小型の方が高価なのだ。購入は、かような事を調べながら、Yahooオークションでゆっくりと決めて行く。
ほぼ半月、終戦記念日(敗戦記念日)で、ここまでの準備を終えた。これからは、部品の収集をかいしする。


購入品
第二種電気工事士完全合格教本 ノマド・ワークス 1200円
第二種電気工事士技能 候補問題の解説 2012版 253円 
VVF1.6X2m 210円
VVF2.0x2m 336円
VVR 無し 電線管コネクター等有ったが購入せず。
連用取付金具 30円x2個=60円 但し爪は片側のみ
 引掛けシーリング 88円
レセプタクル 168円
露出差込 160円
タンブラースイッチ 118円
接地極付100V差込 238円
リングスリーブ中10個 88円
リングスリーブ小10個 45円
差込コネクタ3極(1.6&2)10個 176円
電工ペンチ中 105円
電工ペンチ小 105円

本類 1453円 練習機材 1897円 総計3350円
追加 電工ナイフ amazon 920円 (これで刃物に慣れる。被覆剥ぎや接続環の作成も慣れよう。
ロイヤルで 1.6mmx3芯1m 209円 ジョイントボックスゴムブッシング229円 ねじなしコネクタ79円
以上総計4787円
今後の出費は、
工具は後5000円程度だろう。
その後、小型圧着工具、HAK17MA2を2650円にて購入。但し、可能性は少ないが、圧着刻印大が必要な時には、大型圧着工具が必要になる。
8月30日夜に、MCC VA線ストリッパ(エコ)VS-4AをYahooオークションで2500+送料350円で入手した。実は昼間に幕張のDIY展に行ったが、これと同じ商品、但しバネがコイルバネの物を台湾の兆棟工業股分有限公司なる会社の展示物に見かけた。個人販売はしていないらしい。が、この会社のOEMであるようだ。台湾の企業力に感心した。www.jawdong.com.tw
これで工具は全て準備出来た。
受験料10,000円
総計20,000円+交通費・食費

更に合格後にも費用が掛かるらしい。
「合格後にかかる費用」
申請手数料 \5,200
交通費(新宿迄)\740
写真代 \30 ※新規
住民票入手 \200 
工具の準備や、2012年度問題集の実施はこれからとして、
受験準備はこれで一段落とする。8月17日
ところで工具だが、今のところの調査結果を記載する。
VVAストリッパーとしては、MCC、ホーザンとフジ矢が手頃だろう。ただ、フジ矢は2φ3本は無い。
http://www.amazon.co.jp/MCC-VA%E7%B7%9A%E3%82%B9%E3%83%88%E3%83%AA%E3%83%83%E3%83%91-%E3%82%A8%E3%82%B3-VS-4A/dp/B00BXWJJCO/ref=pd_sim_diy_1

http://www.hozan.co.jp/catalog/Wire_strippers/P957.html

http://www.amazon.co.jp/s/?ie=UTF8&keywords=fva-1620&tag=yahhyd-22&index=aps&jp-ad-ap=0&hvadid=20771939644&hvdev=c&ref=pd_sl_1iy6h8twjt_b
リングスリーブ圧着工具は小、中の刻印が出来る物が必要だ。
http://www.amazon.co.jp/%E3%83%AA%E3%83%B3%E3%82%B0%E3%82%B9%E3%83%AA%E3%83%BC%E3%83%96E%E5%9E%8B%E7%94%A8%E5%9C%A7%E7%9D%80%E5%B7%A5%E5%85%B7-%E4%BD%BF%E7%94%A8%E7%AF%84%E5%9B%B2%E5%B0%8F-1-6x2-%E3%83%BB%E5%B0%8F%E3%83%BB%E4%B8%AD%E3%83%BB%E5%A4%A7-AK17A/dp/B000TGF4CO/ref=sr_1_2?ie=UTF8&qid=1376632674&sr=8-2&keywords=%E3%83%AD%E3%83%96%E3%82%B9%E3%82%BF%E3%83%BC+HAK17A
これより大きな、HAK17なるのが有るが、刻印大が出来るが、掴みが大きすぎるそうだ。
http://www.amazon.co.jp/s/ref=nb_sb_noss?__mk_ja_JP=%83J%83%5E%83J%83i&url=search-alias%3Ddiy&field-keywords=%83z%81%5B%83U%83%93%81@P-77
電工ナイフは
http://www.amazon.co.jp/%E3%83%9B%E3%83%BC%E3%82%B6%E3%83%B3-Z682-%EF%BC%A8%EF%BC%AF%EF%BC%BA%EF%BC%A1%EF%BC%AE-%E9%9B%BB%E5%B7%A5%E3%83%8A%E3%82%A4%E3%83%95/dp/B004K0I6IY/ref=pd_sim_diy_5

技能試験の準備としては、今は、複線図作成を行っている。配線資材の積算を除き、5分では出来るが、積算を入れると10分は掛かる。従って、試験の時には積算はしないで、複線図作成⇒配線材料指示に従って、配線切断⇒機器の取付⇒全てを並べてからボックスに入れて接続 の手順が良さそうだ。結線において間違いの無いように、複線図作成においては、配線の色つけと、結線方式の表示が大切になる。ただ、実際の技能試験は、何カ月も前に候補問題として13題が与えられているから、図面を書くまでもなくできるようになるのではないか。

8月31日には工具手配も終えた。勉強すべき内容も判った。
従って、架台の計画に注力する。でも、複線図作成や勉強の方が面白いのだが仕方がない。

9月3日には、MCCのVS-4も入手できた。試したが、極めて使いやすい。工具揃えは成功であった。

試験については全般的に理解できた。
だが慢心してはならない。特に、技能は、何か抜けがあると零点になる可能性がある。
いろんなことに興味を持って過去問題を、漫然とではなくじっくりと見直すことが必要だ。
それに試験はずっと先だから気付いたことを、ちゃんとメモすることも重要だ。

電気工事士試験は通るとして、架台計画、と、配線計画を進めねばならない。架台計画は力仕事だが、配線、配電計画はなかなか難しい。が、NETには凄い連中の記録が残っている。彼等のHPをもっと調べる。それに、基準らしきものも参考になる。
http://www.enecho.meti.go.jp/energy/jutaku/so-ra/so-ra1/sankou2.pdf#search='%E4%BD%8F%E5%AE%85%E7%94%A8%E5%A4%AA%E9%99%BD%E5%85%89%E7%99%BA%E9%9B%BB%E3%82%B7%E3%82%B9%E3%83%86%E3%83%A0%E8%A8%AD%E8%A8%88%E3%83%BB%E6%96%BD%E5%B7%A5%E6%8C%87%E9%87%9D'

http://www.wulong.jp/index.html

http://ameblo.jp/morrow0717/entrylist.html

認定の大変さについても書かれています。
http://solar.dot-txt.net/archives/132
JATEの認証ってなんでしょうか?
http://www.jate.or.jp/
パワーコンディショナーの取説はこんなです。
http://www.wulong.jp/daiku-photo/solar/VBPC227A3sekou.pdf

これは接続箱機能も有するパワーコンディショナーです。
http://www.shindengen.co.jp/product/power/pdf/PVS010S200_manual.pdf#search='%E5%A4%AA%E9%99%BD%E5%85%89%E7%99%BA%E9%9B%BB%E7%AD%89%E6%8E%A5%E7%B6%9A%E7%AE%B1%E3%81%AE%E6%A9%9F%E8%83%BD'

http://www.wulong.jp/daiku-photo/solar/VBPC227A3torisetu.pdf#search='VBPC227A3+%E3%83%91%E3%83%AF%E3%83%BC%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%87%E3%82%A3%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%8A%E3%83%BC'

据付の参考には、この12Pだって。
http://www.wulong.jp/daiku-photo/solar/Mitsubisi.pdf
表題は無いが、この基準書も役立ちそう。
http://www.jpea.gr.jp/pdf/001.pdf#search='%E6%8E%A5%E7%B6%9A%E7%AE%B1%E3%81%A7%E9%99%8D%E5%9C%A7'
その他いろいろ。
http://www.wulong.jp/daiku-photo/solar/VBPC227A3torisetu.pdf
http://www.wulong.jp/daiku-photo/solar/VBPC227A3siyou.pdf
http://www.wulong.jp/daiku-photo/solar/VBPC227A3zemen.pdf
http://www.wulong.jp/daiku-photo/solar/VBPC227A3sinsei.pdf
http://item.rakuten.co.jp/hiro-den/6334/?scid=af_pc_link_txt&sc2id=274970604
http://item.rakuten.co.jp/denzaido/0000000050269/?scid=af_pc_link_txt&sc2id=274974396
接続箱はこんなですね。
http://www.rakuten.ne.jp/gold/e-buildingmaterial/pana_solar_vbs.html

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