令和7年度下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11

✓ これが正解4直流電圧の最大値は同じ実効値の交流電圧より高くなるため，絶縁レベルを増加させる必要がある。

解説

直流は値そのものが最大値なので、同じ実効値の交流より絶縁を低くできます。

直流送電は、交流を交直変換装置で直流に変えて送り、受電端で再び交流に戻す方式です。交流送電と比べた長所と短所を、電圧の波形の違いから整理すると判断しやすくなります。

交流の電圧は正弦波で時間とともに変化し、その最大値は実効値の√2倍、つまり約1.41倍になります。これに対して直流の電圧は一定なので、最大値はその値そのものです。絶縁は電圧の最大値に耐えるように設計するので、交流の実効値と同じ大きさの直流電圧で比べると、直流のほうが最大値が低く、絶縁レベルを下げることができます。直流電圧の最大値のほうが高くなるので絶縁レベルを上げる必要があるとした記述は、この関係を逆にしており誤りです。

ほかの記述は正しい内容です。直流送電では、周波数の異なる系統どうしでもつなげる非同期連系ができます。リアクタンスの影響を受けず安定度の制約がないので、大電力の長距離送電に向きます。一方で、直流は電流が零になる点を通らないので、電流を断つ直流遮断器を作るのが難しいという課題があり、他励式の交直変換装置では高調波の対策も必要です。

交流は最大値が実効値の√2倍、直流は値そのものが最大値、と波形を思い浮かべると絶縁の高低を取り違えません。

ほかの選択肢の解説

• 1非同期連系ができ，異周波数間の系統連系が可能である。：直流送電では、両端の系統はいったん直流を介してつながるので、周波数をそろえる必要がありません。50 Hzと60 Hzのように周波数の異なる系統どうしを結ぶ非同期連系ができるという記述は正しい内容です。
• 2送電線のリアクタンスの影響がなく交流の安定度による制約が無いため，電線の許容電流限度まで送電できることから大電力の長距離送電が可能である。：直流ではリアクタンスによる電圧降下や位相の差が生じないので、交流で問題になる安定度の制約がありません。電線の許容電流の限度まで送れて大電力の長距離送電に向くとした記述は正しい特徴です。
• 3直流は零点を通過しないため，故障時に生じる大電流を遮断できる直流遮断器の開発に課題がある。：交流の遮断器は電流が自然に零になる点でアークを消して電流を断ちますが、直流の電流は零の点を通りません。そのため事故時の大電流を断つ直流遮断器の開発に課題があるという記述は正しい内容です。
• 5送受電端に交直変換装置が必要となり，他励式の場合は変換装置から発生する高調波対策が必要となる。：直流送電では送電端と受電端の両方に交直変換装置が必要で、他励式の変換装置では交流側に高調波が発生するため、その対策が必要になります。記述の内容に誤りはありません。