電験三種 平成28年度(2016) 法規 問12(b) 過去問解説
「電気設備技術基準の解釈」に基づいて，使用電圧6600V，周波数50Hzの電路に接続する高圧ケーブルの交流絶縁耐力試験を実施する。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし，試験回路は図のとおりとする。高圧ケーブルは3線一括で試験電圧を印加するものとし，各試験機器の損失は無視する。また，被試験体の高圧ケーブルと試験用変圧器の仕様は次のとおりとする。
【高圧ケーブルの仕様】
ケーブルの種類：6600Vトリプレックス形架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル（CVT）
公称断面積：100mm²，ケーブルのこう長：87m
1線の対地静電容量：0.45μF/km
【試験用変圧器の仕様】
定格入力電圧：AC 0-120V，定格出力電圧：AC 0-12000V
入力電源周波数：50Hz
(b) 上記(a)の計算の結果，試験容量が使用する試験用変圧器の容量よりも大きいことがわかった。そこで，この試験回路に高圧補償リアクトルを接続し，試験容量を試験用変圧器の容量より小さくすることができた。
このとき，同リアクトルの接続位置（図中のA〜Dのうちの2点間）と，試験用変圧器の容量の値[kV·A]の組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
ただし，接続する高圧補償リアクトルの仕様は次のとおりとし，接続する台数は1台とする。また，同リアクトルによる損失は無視し，A-B間に同リアクトルを接続する場合は，図中のA-B間の電線を取り除くものとする。
【高圧補償リアクトルの仕様】
定格容量：3.5kvar，定格周波数：50Hz，定格電圧：12000V
電流：292mA（12000V 50Hz印加時）
- (1) 接続位置 A-B間 容量 1kV·A
- (2) 接続位置 A-C間 容量 1kV·A
- (3) 接続位置 C-D間 容量 2kV·A
- (4) 接続位置 A-C間 容量 2kV·A
- (5) 接続位置 A-B間 容量 3kV·A
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正解は(4)
使う公式
リアクトルの電流 $I_{\mathrm{L}} = 292 \times \dfrac{V}{12000}$ [mA]（電流は電圧に比例）
並列にしたときの電流 $I = I_{\mathrm{C}} - I_{\mathrm{L}}$（ケーブルの電流（進み）とリアクトルの電流（遅れ）は逆向き）
解説
【考え方】リアクトルをケーブルと並列（A−C間）につなぐと、2つの電流が打ち消し合います。変圧器は、その差だけを流せばよくなります。
■1 A−C間につなぐ
A−B間だと直列になり、ケーブルに必要な電圧がかかりません。
リアクトルにも試験電圧 10 350 V がかかるので、電流は電圧に比例して
$I_{\mathrm{L}} = 292 \times \dfrac{10350}{12000} \fallingdotseq 252\,\mathrm{mA}$
■2 試験容量
ケーブルの電流は(a)より 382 mA です。リアクトルの電流と打ち消し合います。
$382 - 252 = 130\,\mathrm{mA}$
$10350 \times 0.130 \fallingdotseq 1\,350\,\mathrm{V \cdot A} = 1.35\,\mathrm{kV{\cdot}A}$
1 kV·A では足りないので、2 kV·A の変圧器を使います。
答えは(4)ピヨ。
A−B間だと直列になり、ケーブルに必要な電圧がかかりません。
リアクトルにも試験電圧 10 350 V がかかるので、電流は電圧に比例して
$I_{\mathrm{L}} = 292 \times \dfrac{10350}{12000} \fallingdotseq 252\,\mathrm{mA}$
■2 試験容量
ケーブルの電流は(a)より 382 mA です。リアクトルの電流と打ち消し合います。
$382 - 252 = 130\,\mathrm{mA}$
$10350 \times 0.130 \fallingdotseq 1\,350\,\mathrm{V \cdot A} = 1.35\,\mathrm{kV{\cdot}A}$
1 kV·A では足りないので、2 kV·A の変圧器を使います。
答えは(4)ピヨ。
出典：平成28年度（2016） 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）法規 問12(b)