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- 計器用変成器のVTとCT、どちらが「短絡禁止」でどちらが「開放禁止」か、いつも迷う
- CTの二次側を開くと、なぜ高電圧が出るのかがわからない
- 変成比が出てくる計算で、何を何倍すればいいのか混乱する
- VTとCTの役割・つなぎ方・取り扱いの違い
- CTの二次側を開放してはいけない本当の理由
- 変成比を使った電力の計算と、過去問の問われ方
計器用変成器は、変電所やキュービクル（高圧の電気を受けて変圧する箱型の設備）の中で、電気の量を測るために欠かせない機器です。VTとCTは見た目も名前も似ているので、はじめは混乱して当然です。この記事では、2つの違いを「なぜそうなるのか」から一つずつ整理します。
計器用変成器は、高電圧や大電流を、計器や保護継電器で扱える低い電圧・小さい電流に変える機器で、計器用変圧器（VT）と変流器（CT）の2種類があります。VTは線路に並列につなぎ、二次側を短絡してはいけません。CTは線路に直列につなぎ、二次側を開放してはいけません。CTの二次側を開くと、一次電流がすべて鉄心を磁化する電流になり、二次側に高電圧が出て鉄損が増え、焼損するおそれがあるからです。
計器用変成器とは？なぜ必要なのか
計器用変成器は、測りたい電圧や電流を、決まった比率で小さくして計器に渡す機器です。6,600Vの電圧や数百Aの電流を、そのまま電圧計や電流計につなぐことはできません。計器が大きく高価になるうえ、触れたら命にかかわるからです。
大きな川の水量を、川に入って直接はかるのは危険です。そこで、川の流れを正確に一定の割合で小さくした「模型の水路」をつくり、その水路の水量をはかって何倍かすれば、川の水量がわかります。計器用変成器は、この「正確に縮小した模型」をつくる装置です。
| 種類 | 何を小さくする？ | 二次側の値の例 |
|---|---|---|
| 計器用変圧器（VT） | 電圧 | 6,600V → 110V |
| 変流器（CT） | 電流 | 100A → 5A |
小さくした電圧・電流は、電圧計・電流計・電力量計などの計器と、事故を見つけて遮断器に「切れ」と命令する保護継電器の両方に送られます。つまり計器用変成器は、高圧の設備の「目」の役割をしています。
計器用変成器が、変電所のどの機器とつながっているかを見渡せます
計器用変圧器（VT）：並列につなぎ、短絡してはいけない
VTは、電圧を測るための小さな変圧器です。電圧計と同じく、測りたい2本の線の間に並列につなぎます。二次側には電圧計など、インピーダンス（交流の流れにくさ）が大きい計器をつなぐので、ふだんの二次電流はわずかです。
一次電圧 ＝ 二次電圧の読み × 変圧比（例：6,600 ÷ 110 ＝ 60）
例題：VT 6,600/110Vで、電圧計が105Vを指した
変圧比を出します。6,600V ÷ 110V ＝ 60
読みに変圧比を掛けます。105V × 60 ＝ 6,300V。高圧側の電圧は6,300Vです。
なぜ短絡してはいけないのか
VTは、ふつうの変圧器と同じく、一次側に決まった電圧がかかっています。二次側を短絡（2本の線を直接つなぐこと）すると、インピーダンスがほぼ0になり、巨大な短絡電流が流れます。巻線が焼けてしまうので、VTの二次側は短絡してはいけません。
VTは「電圧源」につながっている、と覚えると理解しやすくなります。家のコンセントの2つの穴を針金でつないではいけないのと同じ理由です。そのため、VTの一次側や二次側にはヒューズを入れて、短絡事故から守ります。二次の定格電圧は設備によって異なるので、実際の値は機器の銘板や資料で確認してください。
変流器（CT）：直列につなぎ、開放してはいけない
CTは、電流を測るための変成器です。電流計と同じく、測りたい線路に直列につなぎます（線路をCTの中に通す形のものも多くあります）。二次側の定格電流は5Aが一般的で、線路に100A流れたら二次側に5A、というように比例した電流を出します。
一次電流 ＝ 二次電流の読み × 変流比（例：100 ÷ 5 ＝ 20）
例題：CT 100/5Aで、電流計が3.6Aを指した
変流比を出します。100A ÷ 5A ＝ 20
読みに変流比を掛けます。3.6A × 20 ＝ 72A。線路には72Aが流れています。
「低インピーダンスの負荷」を数字で見る
CTには、二次側につないでよい負荷の大きさ（負担、単位はVA）が決まっています。負担が10VAのCTで、二次電流5Aのとき、つないでよい合計のインピーダンスを計算してみます。
負担は「電流の2乗 × インピーダンス」です。10VA ＝ 5² × Z
Z ＝ 10 ÷ 25 ＝ 0.4Ω。計器と配線を合わせて0.4Ω以下にする必要があります。
0.4Ωは、ほとんど短絡に近い小ささです。CTの二次側は、ふだんから「ほぼ短絡した状態」で使う機器だということです。負担の値はCTの種類で異なるので、実際の選定ではメーカーの資料で確認してください。
CTの電流を受け取って動く、保護継電器の種類と役割がわかります
なぜCTの二次側を開放してはいけないのか
CTの二次側を開放してはいけないのは、一次電流がCTではなく線路の負荷で決まっているからです。二次側を開いても一次電流は減らず、その電流がすべて鉄心を強く磁化し、二次側に高電圧を生みます。
ふだんは一次と二次で磁束を打ち消し合っている
ふだん：一次電流がつくる磁束を、二次電流がつくる逆向きの磁束がほぼ打ち消しています。鉄心の中の磁束は小さく、二次側の電圧も数V程度です。
二次側を開放：二次電流が0になり、打ち消す磁束がなくなります。それでも一次電流は線路の負荷で決まるので、72Aなら72Aのまま流れ続けます。
一次電流がすべて鉄心を磁化する電流になり、鉄心は飽和するほど強く磁化されます。磁束が急に変化するたびに、巻数の多い二次巻線に高電圧が生まれます。
高電圧で二次巻線の絶縁が壊れたり、鉄損（鉄心で熱になる損失）が過大になって焼損したりします。触れた人が感電するおそれもあります。
綱引きで、2チームが同じ力で引き合っている間は、綱はほとんど動きません。片方のチームが急に手を離すと、もう片方の力がそのまま綱にかかり、綱は勢いよく飛んでいきます。CTの一次と二次も同じで、二次側が手を離す（開放する）と、一次電流の力がすべて鉄心にかかって暴れます。
VTとCTで禁止事項が逆になります。VTは電圧源につながっているので「短絡」が危険、CTは電流源につながっているので「開放」が危険です。実務でCTの二次側の計器を外すときは、先に二次端子を短絡してから外します。
変成比を使って三相電力を計算する
高圧の三相電力は、VTとCTの読みを高圧側の値に直してから、三相電力の式に入れて求めます。
P ＝ √3 ×（V読み × 変圧比）×（I読み × 変流比）× cosθ
例題：VT 6,600/110V・CT 100/5A
電圧計の読みが108V、電流計の読みが4A、力率が0.9のとき、高圧側の三相電力を求めます。
高圧側の電圧：108V × 60 ＝ 6,480V
高圧側の電流：4A × 20 ＝ 80A
電圧と電流を掛けます。6,480 × 80 ＝ 518,400
√3を掛けます。518,400 × 1.732 ＝ 約897,900
力率を掛けます。897,900 × 0.9 ＝ 約808,100W ＝ 約808kW
二次側の値だけで計算すると、√3 × 108 × 4 × 0.9 ＝ 約673Wです。これに変圧比60と変流比20を掛けた1,200倍が、高圧側の電力（約808kW）になります。
電力量計の読みに掛ける「乗率」は、この変圧比×変流比のことです。VT 6,600/110V・CT 100/5Aなら乗率は1,200。キュービクルの電力量計で読んだ値に1,200を掛けると、実際に使った電力量になります。
実際にどこで使われている？仲間の機器も整理
高圧で受電している工場やビルのキュービクルには、VTとCTのほかに、役割の違う仲間の機器が入っています。名前が似ているので、まとめて整理しておきます。
| 機器 | 役割 | つながる先 |
|---|---|---|
| VT（計器用変圧器） | 電圧を小さくする | 電圧計・電力計・電力量計 |
| CT（変流器） | 電流を小さくする | 電流計・電力計・過電流継電器 |
| VCT（電力需給用計器用変成器） | VTとCTを1つの箱にまとめたもの | 電力会社との取引用の電力量計 |
| ZCT（零相変流器） | 3本の電流の合計（地絡で漏れた電流）を取り出す | 地絡継電器・漏電遮断器 |
ZCTは、3本の線をまとめて1つの鉄心に通します。ふだんは3本の電流の合計が0ですが、地絡（電気が大地へ漏れること）が起きると合計が0でなくなり、その差を検出します。家の漏電遮断器も同じ考え方で漏電を見つけています。
漏電遮断器が漏れた電流をどう見つけているかが、身近な例でわかります
VTやCTの二次側は、一次側の高電圧が漏れてきたときに備えて、接地（大地につなぐこと）します。点検でCTの二次回路にさわるときは、二次端子の短絡と接地を必ず確かめます。
電験三種の過去問で問われているポイント
計器用変成器は、電力科目の変電分野で、空欄穴埋め問題としてくり返し出題されています。問われる語句はほぼ決まっているので、ここを押さえれば確実に得点できます。
| 年度・問題 | 形式 | 空欄に入った語句 |
|---|---|---|
| 令和3年度 電力 問7 | 空欄穴埋め | 計器用変圧器／保護継電器／（CTの二次側は）低（インピーダンス）／（CTの一次側は）直列 |
| 令和5年度上期 電力 問7 | 空欄穴埋め | 令和3年度 問7と同じ問題（同じ語句・同じ正解） |
| 令和6年度下期 電力 問7 | 空欄穴埋め | 低インピーダンス／開放／電圧／鉄損／直列 |
ポイント1：同じ問題がそのまま再出題されている
令和3年度 問7と令和5年度上期 問7は、空欄も正解も同じ問題でした。年2回の試験になってから、過去の問題がそのまま、または少し変えて出ることがあります。過去問で一度解いた問題は、語句まで覚えておく価値があります。
ポイント2：CTは「低・開放・電圧・鉄損・直列」の5語でつながる
令和6年度下期 問7は、CTの取り扱いを5つの空欄で問う問題でした。次の1文で覚えると、どの空欄が出ても埋められます。
CTは、線路に「直列」につなぎ、二次側には常に「低インピーダンス」の負荷をつなぐ。一次電流が流れているときに二次側を「開放」すると、大きな「電圧」が出て「鉄損」が増え、焼損する。
ポイント3：選択肢は「VTとCTの入れ替え」でひっかける
選択肢には、並列と直列、短絡と開放、高と低を入れ替えた組み合わせが並びます。「VT＝電圧計の仲間＝並列・短絡禁止・高インピーダンスの計器」「CT＝電流計の仲間＝直列・開放禁止・低インピーダンスの負荷」と、計器の仲間で整理しておけば迷いません。
よくある間違い・つまずきポイント
計器用変成器で点を落とすのは、ほとんどが次の5つです。
1. VTとCTの禁止事項を逆にする
VTは短絡禁止、CTは開放禁止です。「電圧源は短絡がダメ、電流源は開放がダメ」と、電源の性質で覚えると入れ替わりません。
2. CTの二次側に「高インピーダンス」と答える
高インピーダンスの負荷は、開放に近い状態です。CTの二次側は、負担10VAなら0.4Ω以下のような、短絡に近い低インピーダンスでつなぎます。
3. CTを開放すると「電流」が増えると考える
開放すると二次電流は0になります。増えるのは二次側の「電圧」と鉄心の「鉄損」です。穴埋めで「誘導電流」「銅損」を選ばないよう注意します。
4. 変成比を掛け忘れる・割ってしまう
高圧側の値は「読み × 変成比」です。読みを変成比で割ると、もっと小さな値になってしまいます。答えが二次側の値より小さければ、向きを間違えています。
5. 三相電力で√3を忘れる
高圧側の電圧と電流を出したあと、三相電力の式には√3が入ります。忘れると、答えが約58%（1÷1.732）の小さな値になります。
よくある質問
まとめ：VTは電圧計の仲間、CTは電流計の仲間
- 計器用変成器＝VT（電圧を小さく）とCT（電流を小さく）
- VT：並列につなぐ、二次側の短絡禁止（例：6,600/110V）
- CT：直列につなぐ、二次側の開放禁止、低インピーダンスの負荷（例：100/5A）
- CTを開放すると、二次側に高電圧が出て鉄損が過大になる
- 高圧側の値＝読み×変成比。電力量計の乗率＝変圧比×変流比
まずは「VTは電圧計の仲間、CTは電流計の仲間」とだけ覚えてください。つなぎ方も、禁止事項も、二次側の負荷の大きさも、すべてそこから導けます。
「計器用変成器」を試験の得点につなげるなら、電力科目の教科書で前後の単元とあわせて押さえておくと安心です。TAC出版『みんなが欲しかった！』シリーズの、電験三種「電力」の教科書と問題集が1冊になった本です。
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電験三種の試験でどう問われるかは、過去問で確かめるのがいちばんの近道です。電験三種の過去10年分の試験問題をまとめた過去問題集です（2026年度版）。
ポチップ
メーカーで回路設計と生産技術（品質改善）に携わってきた経験をもとに執筆しています。むずかしい専門用語をできるだけ使わず、はじめて学ぶ人がつまずかないように、図とたとえで説明することを大切にしています。
「どこから手をつければいいかわからない」「計算問題で手が止まる」と感じたら、講義と問題演習がセットになった通信講座を使う方法もあります。アガルートアカデミーには電験三種の講座があります。料金や内容は公式サイトで確かめてください。
次に読むべき記事
ここまでで、VTとCTが高圧設備の「目」として電圧と電流を測るしくみがわかりました。次は、その信号を受けて事故を切り離す遮断器や、地絡のときの電流を決める接地方式へ進みましょう。
テーマ別に、もっと深く学ぶ
気になるところから読んでも大丈夫です。どの記事も、はじめて学ぶ人向けにやさしく書いています。
