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10
電力
マーレーループ法に関する問題
選択肢を押すと、その場で答え合わせ。電験三種の過去問 400問を、解説つき・無料・登録不要で続けて解けます。
次の文章は，マーレーループ法に関する記述である。
マーレーループ法はケーブル線路の故障点位置を標定するための方法である。この基本原理は［(ア)］ブリッジに基づいている。図に示すように，ケーブルA の一箇所においてその導体と遮へい層の間に地絡故障を生じているとする。この場合に故障点の位置標定を行うためには，マーレーループ装置を接続する箇所の逆側端部において，絶縁破壊を起こしたケーブルA と，これに並行する絶縁破壊を起こしていないケーブルB の［(イ)］どうしを接続して，ブリッジの平衡条件を求める。ケーブル線路長をL，マーレーループ装置を接続した端部側から故障点までの距離をx，ブリッジの全目盛を1 000，ブリッジが平衡したときのケーブルA に接続されたブリッジ端子までの目盛の読みをa としたときに，故障点までの距離x は［(ウ)］で示される。
なお，この原理上，故障点の地絡抵抗が［(エ)］ことがよい位置標定精度を得るうえで必要である。
ただし，ケーブルA，B は同一仕様，かつ，同一長とし，また，マーレーループ装置とケーブルの接続線，及びケーブルどうしの接続線のインピーダンスは無視するものとする。
上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
| (ア) | (イ) | (ウ) | (エ) | |
|---|---|---|---|---|
| (1) | ホイートストン | 遮へい層 | aL／500 | 十分低い |
| (2) | シェーリング | 導体 | 2L－aL／500 | 十分高い |
| (3) | シェーリング | 遮へい層 | 2L－aL／500 | 十分高い |
| (4) | ホイートストン | 導体 | aL／500 | 十分低い |
| (5) | ホイートストン | 導体 | aL／500 | 十分高い |
- 1(ア) ホイートストン (イ) 遮へい層 (ウ) aL／500 (エ) 十分低い
- 2(ア) シェーリング (イ) 導体 (ウ) 2L－aL／500 (エ) 十分高い
- 3(ア) シェーリング (イ) 遮へい層 (ウ) 2L－aL／500 (エ) 十分高い
- 4(ア) ホイートストン (イ) 導体 (ウ) aL／500 (エ) 十分低い
- 5(ア) ホイートストン (イ) 導体 (ウ) aL／500 (エ) 十分高い
答えと解説
✓ これが正解4(ア) ホイートストン (イ) 導体 (ウ) aL／500 (エ) 十分低い
解説
ホイートストン・導体・aL／500・十分低いの組合せです。
マーレーループ法は、地絡したケーブルの導体と健全なケーブルの導体を遠い方の端でつないでループをつくり、その抵抗の比から故障点までの距離を求める方法です。
(ア)は、抵抗の比を検流計の振れがゼロになる点で読み取るので、ホイートストンブリッジです。シェーリングブリッジは静電容量や誘電正接を測るブリッジで、ここでは使いません。(イ)は、抵抗を測る経路が電流を通すケーブルの導体なので、逆側端部でケーブルAとBの導体どうしを接続します。
(ウ)は図のブリッジの平衡条件から求めます。導体の1 mあたりの抵抗を r とすると、目盛0側の端子から故障点までは rx、目盛1 000側の端子からケーブルBを通って故障点までは r(2L－x) です。摺動接点から両端子までの抵抗は目盛に比例して a と 1 000－a なので、平衡条件は a×r(2L－x)＝(1 000－a)×rx です。両辺の ax を消すと 2aL＝1 000x、x＝aL／500 となります。検算として、故障点が逆側端部 x＝L にあれば両側の経路はどちらも L で等しく、a＝500 で平衡するはずで、式に入れると 500L／500＝L と合います。
(エ)は、地絡抵抗が電源の回路に入るので、これが大きいと流れる電流が小さくなり、検流計の振れが鈍って平衡点を読み取りにくくなります。そのため地絡抵抗が十分低いことが必要です。
したがって、ホイートストン・導体・aL／500・十分低いの組合せが正解です。
ほかの選択肢の解説
- 1…遮へい層 (ウ) aL／500 (エ) 十分低い：(ア)のホイートストン、(ウ)のaL／500、(エ)の十分低いは合っていますが、(イ)を遮へい層としています。抵抗の比で距離を測る経路は電流を通す導体なので、逆側端部では導体どうしを接続します。
- 2…導体 (ウ) 2L－aL／500 (エ) 十分高い：(イ)の導体は合っていますが、(ア)をシェーリング、(ウ)を2L－aL／500、(エ)を十分高いとしています。2L－aL／500はケーブルBを通って故障点に至る側の長さで、xそのものではありません。
- 3…遮へい層 (ウ) 2L－aL／500 (エ) 十分高い：四つの空白がすべて違います。抵抗の比を測るのはホイートストンブリッジで、つなぐのは導体どうし、平衡条件から距離はaL／500、検流計を十分に振らせるために地絡抵抗は十分低いことが必要です。
- 5…導体 (ウ) aL／500 (エ) 十分高い：(ア)(イ)(ウ)は合っていますが、(エ)を十分高いとしています。地絡抵抗は電源から流れる電流の通り道に入るので、高いと電流が小さくなり、検流計で平衡点を見分けにくくなります。
出典：令和6年度上期第三種電気主任技術者試験 電力 問10（電気技術者試験センター）。1問ずつ解ける形に加工しています（B問題の共通の文と図を小問ごとに複写・図と式を問題冊子から切り出して画像で掲載・1行で書ける式を字に書き直し）。解説は当サイト独自のもので、電気技術者試験センターとは関係ありません。
同じ分野の問題
この解説に誤りを見つけたら教えてください。直して、直した記録を残します。誤りを報告する（メールが開きます）