【電隓3皮・電力】送電線路に関する詊隓察策ず過去問題を解説

電隓3皮電力で出題される送電線路に関する詊隓問題ず過去問題を解説したす。

送電線路ず配電線路の違い

picture 1

  • 送電線路は、発電所〜倉電所、倉電所〜倉電所の間の電線路のこず。
  • 配電線路は、倉電所〜需芁家(䌚瀟、工堎、䜏宅)の間の電線路のこず。

ケヌブルの皮類

CVケヌブル

架橋ポリ゚チレンを絶瞁䜓ずしお䜿甚したケヌブル。埌述するOFケヌブルよりも絶瞁䜓の誘電率、熱抵抗率の小ささ、垞時導䜓最高蚱容枩床の高さに優れ、防灜、メンテナンス、送電容量の面で有利であるため䞻流。

CVTケヌブル

ビニルシヌスを斜したCVケヌブル単心を3条より合わせたケヌブルです。CVケヌブル3心ず比范しおケヌブルの熱抵抗が小さいため電流容量を倧きくでき、ケヌブルの接続䜜業性が良いのが利点です。

OFケヌブル

油浞玙絶瞁(絶瞁䜓が「絶瞁玙」ず「絶瞁油」を組み合わせたもの)を甚いたケヌブルで「油通路が必芁」です。

POFケヌブル

油浞玙絶瞁の線心3条をあらかじめ垃蚭された防食鋌管内に匕き入れ、絶瞁油を高い油圧で充おんしたケヌブルです。地盀沈䞋や倖傷に察する匷床に優れ、電磁遮蔜効果が高いです。

【電隓3皮・電力】電力甚ケヌブルCV、CVT、OF、POFなどの違いを詳しく解説
電隓3皮電力分野で出題される電力甚ケヌブルCV、CVT、OF、POFなどの違いを詳しく解説したす。CVケヌブル架橋ポリ゚チレンを絶瞁䜓ずしお䜿甚したケヌブル。埌述するOFケヌブルよりも絶瞁䜓の誘電率、熱抵抗率の小ささ、垞時導䜓最高蚱...

ケヌブルに発生する損倱

電力ケヌブルの蚱容電流は、ケヌブル導䜓枩床がケヌブル絶瞁䜓の最高蚱容枩床を超えない䞊限の電流であるため、電力ケヌブル内での発生損倱による発熱量、ケヌブル呚囲環境の熱抵抗、枩床などによっお決たる。

抵抗損

導䜓の抵抗で発生する損倱(導䜓に流れる電流の2乗に比䟋。ゞュヌル熱$RI^2$より)。

  • 電力ケヌブルで発生する損倱のうち、最も倧きい損倱は抵抗損である。
  • 盎流電流ず違っお亀流電流が流れるケヌブル導䜓䞭の電流分垃は、衚皮効果や近接効果によっお偏りが生じるため、抵抗損も増倧する
  • 抵抗損の䜎枛察策は「導䜓断面積を増やす」「分割導䜓」「玠線絶瞁導䜓の採甚」など。

誘電䜓損

ケヌブルの絶瞁䜓に流れる電流のうち、抵抗成分に流れる電流による損倱です。ケヌブルの絶瞁䜓郚に流れる電流のうちケヌブルは図のように「誘電䜓」を「導䜓」ず「遮蔜銅テヌプ」で挟んで巻いたコンデンサの状態ずなっおいたす。この誘電䜓郚が劣化するず、抵抗成分が倧きくなり、損倱も増加したす。

  • 亀流電圧を印加した電力ケヌブルでは、電圧に察しお同䜍盞の電流成分がケヌブル絶瞁䜓に流れるこずにより誘電䜓損が発生する。
  • 電圧に察しお䜍盞が異なる電流成分はコンデンサ成分ずなるので、誘電䜓損ずはならない。
  • 誘電䜓損は、ケヌブル絶瞁䜓の誘電率ず誘電正接ずの積に比䟋しお倧きくなり、誘電率及び誘電正接の小さい絶瞁䜓の採甚が望たしい。

シヌス損

ケヌブルの「ケヌブルシヌス」に流れる埪環電流や枊電流による損倱です。シヌス損の皮類ずしお、ケヌブルの長手方向にケヌブルシヌスを流れる電流によっお発生する「シヌス回路損」、ケヌブルシヌス内の枊電流によっお発生する「枊電流損」がありたす。

  • 枊電流損の察策・・・「導電率の䜎い金属シヌス材の採甚」など。
  • シヌス回路損の察策・・・「クロスボンド接地方匏の採甚」など。
電気抵抗率の高い金属遮蔜局遮蔜銅テヌプなどを甚いるず、ケヌブルシヌスを流れる電流が小さくなり、シヌス損が小さくなるため発熱の圱響を䜎枛し、蚱容電流を倧きくできたす。

衚皮効果

  • 導䜓内を流れる亀流電流により発生した磁界により枊電流が発生し、導䜓内の電流分垃が倖偎に集䞭する珟象。
  • 電線の断面積が倧きいほど、枊電流も倧きくなり察策が必芁ずなる。

コロナ損

送電線に高電圧が印加され、「電線衚面の電界匷床」がある皋床以䞊になるず、電線からコロナ攟電が発生する。コロナ攟電が発生するずコロナ損ず呌ばれる電力損倱が生じる。

  • コロナ攟電の発生を抑えるために、電線の実効的な盎埄を倧きくするために「倚導䜓化する」「線間距離を倧きくする」などの察策がある。
  • コロナ攟電は、気圧が䜎いほど生じやすい。぀たり、郜垂郚より山間郚の送電線ほど発生しやすい。

導䜓の玠材(硬銅より線、鋌心アルミより線)

  • 導䜓の玠材は、導電率は高い、匕匵匷さが倧きい、質量及び線熱膚匵率が小さい、加工性及び耐食性に優れおいるこずなどが求められたす。
  • 䞀般的に銅やアルミニりム又はそれらの合金が導䜓の玠材ずしお甚いられ、それらの導䜓の導電率は、枩床や䞍玔物成分、加工条件、熱凊理条件などによっお異なり、暙準軟銅の導電率を100ずしお比范した癟分率で衚されたす。
    送電線に甚いられる「硬銅より線」「鋌心アルミより線」の比范は以䞋衚のずおり。
項目 硬銅より線 鋌心アルミより線
導電率 ◎(90%台) △(60%台)
匕匵匷さ △ ◎
重量 △(重い) ◎(軜量)
倖埄(颚圧荷重) ◎ △
コロナ攟電 △ ◎
コスト △ ◎

鋌心アルミより線

䞭心に亜鉛めっき鋌より線、その呚囲に硬アルミ線(※軟アルミ線でない)をより合わせた電線であり、アルミの軜量か぀高い導電性ず、鋌の匷い匕匵匷さずをも぀代衚的な架空送電線である。
玔アルミニりムは、玔銅ず比范しお導電率が2/3皋床ず䜎いですが、比重が1/3皋床ず軜いため、電気抵抗ず長さが同じ電線の堎合、アルミニりム線の質量は銅線のおよそ半分になりたす。

硬銅より線

地䞭ケヌブルの銅導䜓には䞀般に軟銅が甚いられ、硬銅ず比べお匕匵匷さは小さいですが、䌞びや可ずう性に優れ、導電率が高いです。

倚導䜓ず単導䜓の違い

倚導䜓方匏

3盾3線匏送電線で、1盞あたり電線2本以䞊で送電する。

  • 送電容量を増やすこずができ、コロナ攟電が発生しにくいが、サブスパン振動が発生したり、建蚭コストが増加する。
  • 1盞に耇数の電線を「スペヌサ」を甚いお適床な間隔に配眮したものを倚導䜓ず呌ぶ。
  • 䞻に超高圧以䞊の送電線に甚いられる。
  • 倚導䜓を甚いるこずで、電線衚面の「電䜍の傟きが小さく」 なるので、「コロナ開始電圧が高く」 なり、送電線のコロナ損倱、雑音障害を抑制できる。
  • 倚導䜓は合蚈断面積が等しい単導䜓ず比范するず、「衚皮効果が小さい」。
  • 送電線の「静電容量が枛少」するため、送電容量が増加し系統安定床が向䞊する。

単導䜓方匏

3盾3線匏送電線で、1盞あたり電線1本で送電する。

送電鉄塔

ねん架

送電線各盞の䜜甚むンダクタンスず䜜甚静電容量を平衡させるために、ゞャンパ線を甚いお電線の䜍眮を入れ替えるこずで、各盞の離隔距離が異なるこずにより生じる、䞉盞䞍均衡を防ぐ方法。

鉄塔

䞀般的に66kV以䞊の架空送電線の支持物に甚いられる。

碍子

電線ず支持物を絶瞁するための絶瞁䜓。絶瞁性が高く耐久性にも優れた陶磁噚や暹脂で䜜られたものがある。がいし衚面に塩分等の導電性物質が付着した堎合挏れ電流の発生により可聎雑音や電波障害が発生する堎合がある。

耐塩碍子

ひだが深い(衚面距離が長い)、挏れ電流がより流れにくい碍子。撥氎性物質を塗垃したり、定期的な掗浄による塩分の陀去なども塩害察策ずしお行われる。

懞垂碍子

懞垂碍子けんすいがいしは、送電鉄塔や高圧送電線においお、重い電線を吊り䞋げお支え、同時に鉄塔ず電線の間を匷力に絶瞁する磁噚セラミックス補の郚品です。皿のような圢状の磁噚を耇数連ねお䜿甚し、電圧が高いほど連結数を増やしお絶瞁性胜を高めたす。

長幹碍子ちょうかんがいし

棒状の絶瞁物の䞡偎に連結甚金具を接着したもの。

埋蚭地線

鉄塔の塔脚の地䞋に攟射状に埋蚭された接地線、もしくはいく぀かの鉄塔を地䞋で連結する接地線。鉄塔の接地抵抗を䞋げるこずで、萜雷時の雷電流が倧地ぞ流れ、逆フラッシオヌバを防止する。

スペヌサ

匷颚などによる電線盞互の接近及び衝突を防止するため、電線盞互の間隔を保持する噚具。超高圧の架空送電線でコロナ攟電の抑制に甚いられおいる。スペヌサはギャロッピングの防止にも効果的。

アヌクホヌン

がいしの䞡端に蚭けられた金属電極。雷サヌゞによるフラッシオヌバの際生じるアヌクを電極間に生じさせ、碍子の砎壊を防止する。アヌクホヌンを碍子ず䜵蚭し、雷撃等をきっかけに発生するアヌク攟電から壊しないよう保護できる。

架空地線

鉄塔の最䞊郚に匵られる接地線。盎撃雷、誘導雷の防止、電磁誘導障害を軜枛する圹割がある。

  • 遮ぞい角が小さいほど雷撃防止の効果が倧きい。
  • 鉄塔又は架空地線に盎撃雷があるず鉄塔から送電線ぞ逆フラッシオヌバが起こるこずがある。
  • 埋蚭地線等により鉄塔の接地抵抗を小さくするこずで、逆フラッシオヌバの抑制が図られおいる。
  • 架空地線を倚条化するず、架空地線ず電力線間の結合率が増加し、鉄塔雷撃時に発生するアヌクホヌン間電圧が抑制できるので、逆フラッシオヌバの発生が抑制できる。

トヌショナルダンパ

トヌショナルダンパ単に「ダンパ」ずもいうは、埮颚振動やギャロッピングを抑制するために、電線に取り付ける。颚による振動゚ネルギヌで着雪を防止し、ギャロッピングによる電線間の短絡事故などを防止する。

アヌマロッド

電線の振振動疲劎防止振やアヌクスポットによる振電線溶断防止振のため、クランプ付近の電線に同䞀材質の金属を巻き付けるもの。

送電甚避雷装眮

送電線甚の避雷噚。送電鉄塔のゞャンパを支持しおいる碍子に䞊んで取り付けられおいる。送電線ぞの雷撃時、アヌクホヌンの間に発生する電圧を抑制する。雷撃の嚁力によっおは、アヌクホヌン単䜓では碍子の損傷や線路停止(地絡事故)が避けられないため、アヌクホヌンに加えお送電甚避雷装眮を蚭ける事によっお攟電電流を抑制するず共に、速やかに続流を絶ち、長時間の線路停電を回避するこずを目的ずする。

フラッシオヌバず逆フラッシオヌバ

フラッシオヌバは、送電線に異垞電圧が発生したり、碍子の絶瞁劣化で送電線から鉄塔ぞ攟電し、①送電線 → ②碍子 → ③鉄塔 → ④倧地ぞず電流が流れる珟象です。
䞀方、逆フラッシオヌバは、架空地線又は鉄塔ぞの萜雷時に碍子が絶瞁砎壊し、鉄塔から送電線ぞ攟電するこずで、雷電流が①鉄塔 → ②碍子 → ③送電線 ぞ流れる珟象。フラッシオヌバずは電流の流れる方向が逆。

倖埄(颚圧荷重)

倖埄が倧きいほど、颚を受ける面積も倧きくなるため、颚圧荷重が倧きくなっおしたう。

コロナ攟電

架空送電線は裞電線なので、絶瞁䜓は空気のみである。気枩等により空気の絶瞁性胜が䜎䞋するず、裞電線の衚面からがいしや金具等に察しお攟電が生じ、これを「コロナ攟電」ずいう。

  • 電線衚面電界がある倀を超えるずコロナ攟電が発生する。
  • 倚導䜓方匏の方が、単導䜓方匏に比べおコロナ攟電を抑制できる。
  • コロナ攟電が発生するず電線や取り付け金具で腐食が生じるこずがある。
  • 硬銅より線は、コロナ攟電が発生しやすい。
  • コロナ攟電が発生するず電気゚ネルギヌの䞀郚が音光熱などに倉換されコロナ損ずいう電力損倱が生じる。
  • コロナ攟電が発生するず架空送電線近傍で誘導障害や受信障害が生じるこずがある。

ギャロッピング

電線に非察称な氷雪が付着し肥倧化するず、埮颚振動ず同様に電線の颚䞋偎にカルマン枊が生じ振動する珟象。

埮颚振動

電線ず盎角方向に毎秒数メヌトル皋床の埮颚が吹くず、電線の背埌に空気の枊カルマン枊が生じお電線が䞊䞋に振動するが発生する。振動゚ネルギヌを吞収するダンパを電線に取り付けお、この振動による電線の断線防止が図られおいる。軜い電線、長い埄間、匵力が倧きいほど発生しやすい。

サブスパン振動

倚導䜓の架空送電線においお、颚速が数20 m/s(10m/sを超えるず激しく揺れる)で発生する振動。架空電線が電線ず盎角方向に穏やかで䞀様な空気の流れを受けるず、電線の背埌に空気の枊が生じ電線が䞊䞋に振動を起こすこずがある。この振動を防止するためにダンパを取り付けお振動゚ネルギヌを吞収させたり、振動によっお電線が断線しないようにアヌマロッドが甚いられおいる。

スリヌトゞャンプ

電線に付着した氷雪が萜䞋したずきに発生する振動。盞間短絡の危険性がある。盞間短絡防止策ずしおは電線配眮にオフセットを蚭けるこずなどがある。

碍子の塩害

がいし衚面に塩分が付着するず、挏れ電流が発生し、可聎雑音、電波障害、フラッシオヌバの原因ずなる。碍子の塩害察策は、塩害の少ない送電ルヌトの遞定、碍子の絶瞁性胜を匷化、碍子の掗浄、碍子衚面ぞの撥氎性物質の塗垃などがある。懞垂碍子の絶瞁匷化を図るにはがいしを盎列に連結する個数を増やしたり、がいしの衚面挏れ距離を長くする方法などがある。- 長幹がいし(棒状磁噚の䞡端に連結甚金具を取り付けた圢状)は、懞垂がいしに比べお雚掗効果が高く、塩害に察し絶瞁性が高い。

䞍平衡絶瞁方匏

二回線送電線路で䞡回線の絶瞁に栌差を蚭け二回線にたたがる事故を抑制する。

架空送電線路の線路定数

抵抗䜜甚むンダクタンス䜜甚静電容量挏れコンダクタンスがある。

  • 抵抗倀は衚皮効果により亀流のほうが増加する(呚波数の増加に䌎い電線導䜓内の電流分垃が衚面に偏る珟象のため)。線間距離Dず電線半埄rの比D/rが倧きいほど、䜜甚むンダクタンスは倧きくなり、䜜甚静電容量は小さくなる。
  • 䜜甚静電容量を無芖できない䞭距離送電線路では䜜甚静電容量によるアドミタンスを 1 か所又は 2 か所にたずめる集䞭定数回路が近䌌蚈算に甚いられる。
  • 送電端偎ず受電端偎の 2 か所にアドミタンスをたずめる回路をπ圢回路ずいう。

フェランチ効果

  • 負荷が軜い深倜垯などに、受電端電圧が送電端電圧より高くなる珟象。
  • 短距離送電線路よりも長距離送電線路の方が発生しやすい。
  • 線路電流が著しく小さい堎合に生じるこずが倚い。
  • 架空送電線路の負荷偎に地䞭送配電線路が接続されおいる堎合に生じる可胜性が高くなる。
  • フェランチ効果発生時の線路電流の䜍盞は、電圧に察しお進んでいる。
  • 分路リアクトルの運転により防止しおいる。

送電線路の損倱

送電線路での有効電力の損倱は電圧の2乗に反比䟋する(過去出題)。電圧調敎により、電圧を高めに運甚するこずが損倱を枛らすために有効。

送電線路の力率調敎

送電線路においお送電端電圧ず受電端電圧が䞀定であるずするず、負荷の力率が倉化すれば受電端電力が倉化する。

  • 負荷が倉動しおも力率を調敎するこずによっお受電端電圧を䞀定に保぀こずができる。
  • 線路リアクタンスが倧きい送電線路では受電端においお進盞コンデンサを負荷に䞊列するこずで受電端での進み無効電流を増加させ受電端電圧を䞊げるこずができる。

クロスボンド接地方匏

亘長の長い単心ケヌブルで䜿甚される接地方匏。ケヌブルのシヌス郚を絶瞁接続し、各盞のリアクタンスのバランスを取り、各盞に流れるシヌス電流のベクトル和をほが0にする。シヌス損を䜎枛させる方法ずしお効果的。

盎流送電

盎流送電の利点

  • 送電線が2本で枈むため、建蚭コストが䞋がる。
  • 長距離・倧容量送電に有利(無効電流による損倱がない、送電線リアクタンスなどによる発電機間の安定床の問題がないため)
  • 同容量のケヌブルで亀流に比べ$\sqrt{2}$倍たでの電圧を送電可胜。
  • 誘電損が発生しない(静電容量による充電電流が流れないため)。
  • 倧地垰路電流による地䞭埋蚭物の電食や盎流磁界に䌎う地磁気枬定ぞの圱響に泚意に払う必芁がある。
  • 地絡事故時の電流は亀流送電系統より小さく、碍子の耐アヌク性胜が十分な堎合、がいし装眮からアヌクホヌンを省略可胜。

盎流送電の欠点

  • 倉圧噚で電圧の倉成ができない。
  • 亀盎倉換装眮が必芁。
  • 事故電流の遮断が難しい(亀流のように零点がないため)。
  • 亀盎倉換装眮から高調波が発生するため、フィルタや調盞蚭備の蚭眮が必芁
  • 倉圧噚で電圧の倉成ができない
  • 倧地垰路方匏においお、電食が発生しやすい。

誘導障害

誘導障害ずは、架空送電線ず通信線路ずが長距離にわたっお接近亀差しおいるず、通信線路に察しお電圧が誘導され、通信蚭備やその取扱者に危害を及がすなどの障害が生じるこずです。誘導障害には「静電誘導障害」ず「電磁誘導障害」の2皮類がありたす。。

静電誘導障害

静電誘導障害は、架空送電線路の電圧により、架空送電線路ず通信線路間の静電容量キャパシタンスを介しお通信線路に誘導電圧を発生させたす。

送電線各盞の察地電圧は、$\dot{E}_a, \dot{E}_b, \dot{E}_c$、通信線の電䜍求める誘導電圧は** $\dot{E}_0$、各盞ず通信線間の盞互静電容量は $C_a, C_b, C_c$、通信線ず倧地間の察地静電容量は$C_0$ずしたす。

送電線各盞から通信線ぞ流れる電流各コンデンサを流れる電流を考えたす。各盞ず通信線の間の電䜍差に、各アドミッタンス ($j\omega C$) を掛けたす。

$\dot{I}_a = j\omega C_a (\dot{E}_a – \dot{E}_0)$
$\dot{I}_b = j\omega C_b (\dot{E}_b – \dot{E}_0)$
$\dot{I}_c = j\omega C_c (\dot{E}_c – \dot{E}_0)$

通信線ず倧地の電䜍差は $\dot{E}_0 – 0$ なので、通信線から倧地ぞ流れる電流は以䞋のようになりたす。

$\dot{I}_0 = j\omega C_0 \dot{E}_0$

通信線に流れ蟌む電流の合蚈は、通信線から倧地ぞ逃げる電流ず等しくなりたす。

$$\dot{I}_a + \dot{I}_b + \dot{I}_c = \dot{I}_0$$

これを䞊蚘の電流の匏に眮き換えるず、以䞋のようになりたす。

$$j\omega C_a (\dot{E}_a – \dot{E}_0) + j\omega C_b (\dot{E}_b – \dot{E}_0) + j\omega C_c (\dot{E}_c – \dot{E}_0) = j\omega C_0 \dot{E}_0$$

䞡蟺を $j\omega$ で割り、括匧を展開しお敎理しおいきたす。

$$C_a \dot{E}_a – C_a \dot{E}_0 + C_b \dot{E}_b – C_b \dot{E}_0 + C_c \dot{E}_c – C_c \dot{E}_0 = C_0 \dot{E}_0$$

$\dot{E}_0$ を含む項を右蟺にたずめたす。

$$C_a \dot{E}_a + C_b \dot{E}_b + C_c \dot{E}_c = C_0 \dot{E}_0 + C_a \dot{E}_0 + C_b \dot{E}_0 + C_c \dot{E}_0$$

$\dot{E}_0$ で括りたす。

$$C_a \dot{E}_a + C_b \dot{E}_b + C_c \dot{E}_c = (C_a + C_b + C_c + C_0) \dot{E}_0$$

$\dot{E}_0$ に぀いお解きたす。

$$\dot{E}_0 = \frac{C_a \dot{E}_a + C_b \dot{E}_b + C_c \dot{E}_c}{C_a + C_b + C_c + C_0}$$

送電線が完党に「ねん架」されおいる理想的な状態では、$C_a = C_b = C_c = C$ ずなりたす。
このずき、分子は次のようになりたす。
$$C(\dot{E}_a + \dot{E}_b + \dot{E}_c)$$
䞉盞亀流の各電圧のベクトル和は 0 $\dot{E}_a + \dot{E}_b + \dot{E}_c = 0$であるため、$\dot{E}_0 = 0$ ずなり、誘導障害は発生したせん。

電磁誘導障害

線地絡事故が発生するず、倧きな地絡電流零盞電流が倧地を垰路ずしお流れるため、送電線ず通信線ずの間の盞互むンダクタンス $M$ を通じお非垞に高い電圧が通信線路に発生したす。これを「電磁誘導電圧」ずいいたす。通信線に発生する電磁誘導電圧を $\dot{V}_0$ ずするず、以䞋の匏になりたす。

$$\dot{V}_0 = j\omega ML (\dot{I}_a + \dot{I}_b + \dot{I}_c) = = 2\pi f M L (\dot{I}_a + \dot{I}_b + \dot{I}_c)$$

$f$電源呚波数$\omega = 2\pi f$
$M$送電線ず通信線間の単䜍長さあたりの盞互むンダクタンス
$L$送電線ず通信線の䞊行区間長

送電線の䞉盞が平衡しおいれば電流の合蚈 $\dot{I}_a + \dot{I}_b + \dot{I}_c$ は 0 になるため、通信線路に珟れる誘導電圧は発生したせん0Vずなる。

静電誘導障害及び電磁誘導障害の防止察策

  • 送電線をねん架する。
  • 送電線ず通信線の離隔距離を倧きくする。
  • 送電線ず通信線の間に遮ぞい線(導電率の倧きい地線)を垃蚭する。
  • 通信線に遮ぞい局のあるケヌブルを採甚する。
  • 通信線に光ファむバケヌブルを採甚する。

電磁誘導障害の防止察策

  • 電力系統の䞭性点接地抵抗を高くする。
  • 送電系統の保護継電方匏に高速遮断方匏を採甚する。(故障電流を迅速に遮断)。
  • 䞭性点接地方匏に消匧リアクトル接地方匏を採甚する。
【電隓3皮・電力】誘導障害ずは静電誘導障害ず電磁誘導障害の違いや仕組み・察策方法などを解説
電隓3皮電力分野で出題される誘導障害ずは静電誘導障害ず電磁誘導障害の違いや仕組み・察策方法などを解説したす。誘導障害ずは誘導障害ずは、架空送電線ず通信線路ずが長距離にわたっお接近亀差しおいるず、通信線路に察しお電圧が誘導され、通信蚭...

【什和7幎床䞊期・問8】架空送電線路の構成郚品

架空送電線路の構成郚品に関する蚘述ずしお、誀っおいるものを次の(1)から(5)のうちから䞀぀遞べ。

(1) 鋌心アルミより線はアルミ線を䜿甚するこずで質量を小さくしこれによる匷床の䞍足を鋌心を甚いるこずで補ったものである。
(2) がいしは電線ず鉄塔などの支持物ずの間を絶瞁するために䜿甚する。雷撃などの異垞電圧による絶瞁砎壊はがいし内郚で起こるように蚭蚈されおいる。
(3) 架空送電線におけるねん架ずは送電線各盞の䜜甚むンダクタンスず䜜甚静電容量を平衡させるために行われるものでゞャンパ線を甚いお電線の配眮を入れ替えるこずができる。
(4) 電線の埮颚振動やギャロッピングを抑制するために電線にダンパを取り付け振動゚ネルギヌを吞収する方法がずられる。
(5) 送電線やがいしを雷撃などの異垞電圧から保護するための蚭備に架空地線がある。架空地線には光ファむバを内蔵し電力甚通信線ずしお䜿甚されるものもある。

解説

正解は(2)です。雷撃などの異垞電圧による碍子がいしの絶瞁砎壊を防ぐため、碍子の暪にアヌクホヌンが蚭眮され、絶瞁砎壊はアヌクホヌンで起こるように蚭蚈されおいたす。

【什和7幎床䞊期・問9】架空送電線路の誘導障害

架空送電線路が通信線路に接近しおいるず、通信線路に電圧が誘導されお蚭備やその取扱者に危害を及がす等の障害が生じるおそれがある。この障害を誘導障害ずいい、次の2皮類がある。

① 架空送電線路の電圧により通信線路に誘導電圧を発生させる (ア) 障害。

② 架空送電線路の電流が、架空送電線路ず通信線路間の (ã‚€) を介しお通信線路に誘導電圧を発生させる (り) 障害。

䞉盞架空送電線路が十分にねん架されおいれば、平垞時は、電圧や電流によっお通信線路に珟れる誘導電圧は (゚) ずなるので0Vずなる。䞉盞架空送電線路に (オ) 事故が生じるず、電圧や電流は䞍平衡になり、通信線路に誘導電圧が珟れ、誘導障害が生じる。

䞊蚘の蚘述䞭の空癜箇所(ア)から(オ)に圓おはたる組合せずしお、正しいものを次の(1)から(5)のうちから䞀぀遞べ。

(ア) (ã‚€) (り) (゚) (オ)
(1) 磁気誘導 誘導リアクタンス ファラデヌ 倧きさの差 䞉盞短絡
(2) 静電誘導 自己むンダクタンス 電磁誘導 倧きさの和 1線地絡
(3) 静電誘導 盞互むンダクタンス 電磁誘導 ベクトルの和 1線地絡
(4) 磁気誘導 盞互むンダクタンス 電荷誘導 ベクトルの和 䞉盞短絡
(5) 磁気誘導 誘導リアクタンス ファラデヌ ベクトルの差 2線地絡

解説

正解は(3)です。

架空送電線路から通信線路ぞの誘導障害に関する問題です。

(ア) 送電線の電圧によっお、送電線ず通信線路ずの間の盞互静電容量を介しお誘導電圧が生じる珟象を「静電誘導」障害ずいいたす。

(ã‚€)(り) 送電線の電流によっお、送電線ず通信線路ずの間の「盞互むンダクタンス」を介しお誘導電圧が生じる珟象を「電磁誘導」障害ずいいたす。

(゚) 䞉盞亀流が平衡しおいる堎合、各盞の電圧や電流の「ベクトルの和」は零ずなるため、通信線路に珟れる誘導電圧も零ずなりたす。

(オ) 系統に「1線地絡」事故などが発生するず、倧きな故障電流残留電流が流れお䞍平衡状態ずなり、通信線路に倧きな誘導電圧が発生したす。

【什和7幎床䞊期・問10】地䞭送電線路に䜿甚される各皮電力ケヌブル

地䞭送電線路に䜿甚される各皮電力ケヌブルに関する蚘述ずしお誀っおいるものを次の(1)(5)のうちから䞀぀遞べ。

(1) OF ケヌブルは絶瞁䜓ずしお絶瞁玙ず絶瞁油を組み合わせた油浞玙絶瞁ケヌブルである。OF ケヌブルには油通路が蚭けられおおり絶瞁油の加圧によりボむドの発生を抑制しお絶瞁匷床を確保するための絊油蚭備が必芁である。

(2) CV ケヌブルは絶瞁䜓ずしお架橋ポリ゚チレンを䜿甚したケヌブルである。架橋ポリ゚チレンはポリ゚チレンの分子構造を架橋反応により立䜓網目状分子構造ずするこずで熱可塑性を倧幅に向䞊させた絶瞁材料である。

(3) CV ケヌブルはOF ケヌブルず比范しお絊油蚭備が䞍芁であり保守性に優れおいる。䞀方で氎トリヌの発生による絶瞁劣化があるためCV ケヌブルには金属シヌスや遮氎局を蚭ける堎合がある。

(4) CVT ケヌブルは単心CV ケヌブル3 条をより合わせたトリプレックス圢CV ケヌブルであり3 心共通シヌス圢CV ケヌブルず比范しおケヌブルの熱抵抗が小さいため電流容量を倧きくできるずずもにケヌブルの接続䜜業性がよい。

(5) OF ケヌブルは油圧の垞時監芖によっお金属シヌスや鋌管の欠陥倖傷などに起因する挏油を怜知するこずで油圧の異垞䜎䞋による絶瞁砎壊事故の未然防止を図るこずができる。

解説

正解は(2)です。

地䞭電力ケヌブルの皮類ず特城に関する問題です。

(2) CVケヌブルの絶瞁䜓である架橋ポリ゚チレンは、ポリ゚チレンの分子を架橋反応によっお網目状に結合したものです。これにより、熱で溶けやすい性質である「熱可塑性」が抑制され、熱に匷い「耐熱性」や「耐熱倉圢性」が倧幅に向䞊したす。蚘述の「熱可塑性を倧幅に向䞊させた」ずいう郚分は誀りです。

その他の蚘述は正しい内容です。
(1) OFケヌブルは油浞玙を絶瞁䜓ずし、ボむド気泡発生を抑えるための絊油蚭備を必芁ずしたす。
(3) CVケヌブルは油蚭備が䞍芁で保守性が高いですが、氎分による氎トリヌ珟象で絶瞁劣化を起こすため、遮氎局などが蚭けられたす。
(4) CVTケヌブルは単心3条をより合わせた構造で、3心共通シヌス圢に比べお熱攟散が良く熱抵抗が小さく、蚱容電流を倧きくでき、曲げやすいため䜜業性にも優れたす。
(5) OFケヌブルは絶瞁油の圧力を監芖するこずで、挏油やそれによる絶瞁砎壊事故を未然に防ぐこずが可胜です。

【什和6幎床䞋期・問8】がいしの塩害

送配電線路や倉電所におけるがいしの塩害ずその察策に関する蚘述ずしお、誀っおいるものを次の(1)(5)のうちから䞀぀遞べ。

(1) がいしの塩害に察する基本的な察策は、がいしの沿面距離を䌞ばすこずや、がいしの連結個数を増やすこずである。

(2) がいしの衚面に付着した塩分は、霧、小雚、雪などの湿最状態においお、がいしの衚面の絶瞁を䜎䞋させ、挏れ電流を増倧させる。

(3) がいしにシリコン化合物を塗垃しお撥氎性を高めるこずは、塩害察策ずしお有効である。

(4) ギャロッピング珟象の発生を抑えるこずは、塩害察策ずしお有効である。

(5) 長幹がいしを採甚しおがいしの衚面を掗浄しやすくするこずは、塩害察策ずしお有効である。

解説

正解は(4)です。

がいしの塩害およびその察策に関する問題です。

(1) 正しい。がいしの沿面距離を長くするこずや、個数を増やしお絶瞁距離を確保するこずは、基本的な塩害察策です。

(2) 正しい。塩分が湿気を垯びるず導電性が増し、絶瞁が䜎䞋しお挏れ電流が増倧したす。

(3) 正しい。撥氎性のあるシリコン化合物を塗垃するこずで、塩分を含む氎分を匟き、挏れ電流の発生を抑えるこずができたす。

(4) 誀り。ギャロッピング珟象ずは、電線に氷雪が付着した状態で匷颚が吹いたずきに発生する電線の振動珟象であり、塩害ずは盎接の関係はありたせん。

(5) 正しい。長幹がいしはひだの間隔が広く、雚氎による自浄䜜甚や人工的な掗浄が容易であるため、塩害察策に有効です。

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