令和8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
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地中送電線路の電力ケーブルで発生する損失に関する記述として,誤っているものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
- 1電力ケーブルの抵抗損は,導体自身を流れる交流電流によって生じる交番磁界の影響で,導体を流れる電流密度分布に偏りが発生するという表皮効果によって大きくなる。導体の断面積が大きいほど表皮効果の影響が大きいため,分割導体や素線絶縁導体を採用することで抵抗損を低減することができる。
- 2電力ケーブルの抵抗損は,近接して配置されるケーブル導体を流れる交流電流によって生じる交番磁界の影響で,導体を流れる電流密度分布に偏りが発生するという近接効果によって大きくなる。電力ケーブルの相間距離が短いほど近接効果の影響が大きいため,電力ケーブルの相間距離を離すことで抵抗損を低減することができる。
- 3電力ケーブルの誘電損は,印加される交流電圧と同位相の電流成分が絶縁体にわずかに流れることで生じる。この誘電損は,絶縁体の誘電率及び誘電正接に比例し,印加電圧の2 乗に比例するため,印加電圧が同じ場合には誘電率及び誘電正接の小さい絶縁体を使用することで誘電損を低減することができる。
- 4電力ケーブルのシース回路損は,導体を流れる交流電流によって生じる交番磁界の影響で,金属シースの長手方向に電流が誘導されることで生じる。クロスボンド接地方式の採用によって,3 相の各電力ケーブルの金属シースに流れる誘導電流どうしが打ち消し合う効果が得られるため,シース回路損を低減することができる。
- 5電力ケーブルの渦電流損は,導体を流れる交流電流によって生じる交番磁界の影響で,金属シース内に渦電流が誘導されることで生じる。厚さの薄い金属シースの採用によって交番磁界の影響を小さくすることや,導電率の高い金属シースの採用によって渦電流による発熱を小さくすることで,渦電流損を低減することができる。
答えと解説
✓ これが正解5電力ケーブルの渦電流損は,導体を流れる交流電流によって生じる交番磁界の影響で,金属シース内に渦電流が誘導されることで生じる。厚さの薄い金属シースの採用によって交番磁界の影響を小さくすることや,導電率の高い金属シースの採用によって渦電流による発熱を小さくすることで,渦電流損を低減することができる。
解説
渦電流損を減らすには導電率の低いシースを使うので、高いとする記述が誤りです。
電力ケーブルの損失には、導体の抵抗損、絶縁体の誘電損、金属シースのシース損(シース回路損と渦電流損)があります。それぞれ何によって生じ、どうすれば小さくなるかが問われています。
渦電流損は、導体の電流がつくる交番磁界によって、金属シースの中を渦のように回る電流が流れて生じる損失です。厚さの薄いシースにすると渦電流の通り道が狭まり、損失を小さくできます。ところが、導電率の高い金属は電流を流しやすいので、同じ誘導起電力に対して渦電流がかえって大きくなり、発熱も増えます。渦電流損を抑えるには、導電率の低い(抵抗率の高い)シースを選ぶのが筋です。したがって、導電率の高い金属シースで発熱を小さくするとする記述が誤りで、これが正解です。
ほかの記述は正しい内容です。表皮効果は断面積の大きい導体ほど影響が大きく、分割導体や素線絶縁導体で抑えます。近接効果は相間距離が短いほど大きいので、離せば抵抗損が減ります。誘電損は印加電圧の2乗と誘電率・誘電正接に比例します。シース回路損は、クロスボンド接地方式でシースの誘導電流を打ち消して小さくします。
渦電流は電流を流しにくい材料ほど小さくなる、と電流の流れやすさで考えると見分けられます。
ほかの選択肢の解説
- 1…導体自身を流れる交流電流によって生じる交番磁界の影響で,導体を流れる電流密度分布に偏りが発生するという表皮効果によって大きくなる。導体の断面積が大きいほど表皮効果の影響が大きいため,分割導体や素線絶縁導体を採用することで抵抗損を低減することができる。:表皮効果は電流が導体の表面近くに集まる現象で、断面積が大きいほど電流の偏りが目立ちます。導体をいくつかに区分した分割導体や、素線どうしを絶縁した素線絶縁導体で偏りをやわらげるという記述は正しいです。
- 2…近接して配置されるケーブル導体を流れる交流電流によって生じる交番磁界の影響で,導体を流れる電流密度分布に偏りが発生するという近接効果によって大きくなる。電力ケーブルの相間距離が短いほど近接効果の影響が大きいため,電力ケーブルの相間距離を離すことで抵抗損を低減することができる。:近接効果は、隣のケーブルの電流がつくる磁界によって導体内の電流分布が偏る現象です。ケーブルどうしが近いほど影響が強いので、相間距離を広げると抵抗損が小さくなり、記述に誤りはありません。
- 3電力ケーブルの誘電損は,印加される交流電圧と同位相の電流成分が絶縁体にわずかに流れることで生じる。この誘電損は,絶縁体の誘電率及び誘電正接に比例し,印加電圧の2 乗に比例するため,印加電圧が同じ場合には誘電率及び誘電正接の小さい絶縁体を使用することで誘電損を低減することができる。:誘電損は、絶縁体に流れる電圧と同位相の電流成分による損失で、ωCV²tanδの形で表されます。静電容量Cは誘電率に比例するので、誘電率と誘電正接が小さい絶縁体ほど損失が減るという記述は正しいです。
- 4電力ケーブルのシース回路損は,導体を流れる交流電流によって生じる交番磁界の影響で,金属シースの長手方向に電流が誘導されることで生じる。クロスボンド接地方式の採用によって,3 相の各電力ケーブルの金属シースに流れる誘導電流どうしが打ち消し合う効果が得られるため,シース回路損を低減することができる。:クロスボンド接地方式は、区間ごとに各相の金属シースをたすき掛けにつなぎ替え、3相分の誘導電圧を打ち消し合わせる方式です。シースに流れる電流が抑えられ、シース回路損が小さくなるので、記述は正しいです。
出典:令和8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。
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