令和6年度上期第三種電気主任技術者試験 電力（電気技術者試験センター）問1

✓ これが正解3故障発生時などでペルトン水車を急停止させるときは，ニードル弁でノズルから出る噴流を急速に止めると同時にデフレクタを停止位置にして噴流を完全に遮断する。

解説

急停止はデフレクタで噴流をそらし、ニードル弁はゆっくり閉じるので誤りです。

ペルトン水車は、ノズルから噴き出す水の勢い（運動エネルギー）でランナのバケットを回す衝動水車です。ノズル内のニードル弁で噴流の太さを変えて流量を調整し、ノズルの前にあるデフレクタ（そらせ板）で噴流の向きを変えられます。この問は、急停止のときにこの二つをどう使い分けるかが決め手です。

水圧管の中を流れる大量の水を急に止めると、水の勢いが行き場を失って管内の圧力が急に高まる水撃作用が起こり、水圧管を傷めるおそれがあります。そこで急停止のときは、まずデフレクタで噴流をランナからそらして水車に働く力をすぐに断ち、ニードル弁はゆっくり閉じて流量を徐々に減らします。ニードル弁で噴流を急速に止めるとする記述は、この扱いと逆なので誤りです。

ほかの記述は正しい内容です。衝動水車の代表がペルトン水車であること、通常運転ではニードル弁で出力に応じて流量を調整すること、小水力発電に流れ込み式・水路式が多く農業用水や上下水道も活用すること、クロスフロー水車の流れ方と低流量での効率の特徴は、いずれも設問のとおりです。

デフレクタは水車への力を素早く断つため、ニードル弁は水撃を避けてゆっくり閉じるため、と役割を分けて覚えると見分けやすくなります。

ほかの選択肢の解説

• 1衝動水車にはペルトン水車などがある。：ペルトン水車は、噴流の運動エネルギーをバケットに当てて回す衝動水車の代表です。圧力の差を利用する反動水車（フランシス水車など）とは区別され、この記述に誤りはありません。
• 2ペルトン水車の水圧管の先端ノズル内にはニードル弁があり，通常運転時は出力変化に応じて流量調整を行う。：通常運転では、ノズル内のニードル弁を前後に動かして噴流の太さを変え、出力の増減に合わせて流量を調整します。これはペルトン水車の基本の調整方法で、記述は正しいです。
• 4小水力発電は，主に流れ込み式，水路式が多く，比較的小規模な発電設備で発電を行う。一般河川の水のエネルギーの利用だけでなく，農業用水，上下水道など低落差あるいは少流量の水のエネルギーも活用している。：小水力発電は規模の小さい発電で、流れ込み式や水路式が多く、河川のほかに農業用水や上下水道のように落差が小さい・流量が少ない水も利用します。記述どおりで誤りはありません。
• 5クロスフロー水車は小水力発電で多く用いられ，円筒状のランナの軸に直角方向から流水が流入しランナ内を貫通して流出する水車である。ガイドベーンを有し低流量時でも効率低下が小さい。：クロスフロー水車は、円筒形のランナに軸と直角の向きから水が入り、ランナの中を通り抜けて出ていく水車です。ガイドベーンを備え、低流量でも効率が下がりにくいという特徴も設問のとおりで、正しい記述です。