電験三種 令和3年度(2021) 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 6 600 V，周波数 50 Hz の電路に使用する高圧ケーブルの絶縁耐力試験を実施する。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(b) 高圧ケーブルの絶縁耐力試験を，図のような試験回路で行う。ただし，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：6 600 V 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：$100\,\mathrm{mm^2}$，ケーブルのこう長：220 m
1線の対地静電容量：$0.45\,\mathrm{\mu F/km}$
【試験用変圧器の仕様】
定格入力電圧：AC 0〜120 V，定格出力電圧：AC 0〜12 000 V
入力電源周波数：50 Hz
この絶縁耐力試験に必要な皮相電力の値[kV・A]として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) 4
- (2) 6
- (3) 9
- (4) 10
- (5) 17
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正解は(4)
使う公式
静電容量に流れる電流 $I = \omega CV = 2\pi fCV$（I：充電電流[A]、f：周波数[Hz]、C：静電容量[F]、V：試験電圧[V]）
皮相電力 $S = VI$（S：皮相電力[V・A]）
解説
【考え方】ケーブルは大きなコンデンサと同じです。試験電圧をかけると充電電流（コンデンサに流れこむ電流）が流れ、その分の皮相電力が要ります。
■1 静電容量を出す
3線一括なので、1線分の静電容量の3倍です。こう長 220 m は 0.22 km です。
$C = 0.45 \times 0.22 \times 3 = 0.297\,\mu\mathrm{F}$
$0.297\,\mu\mathrm{F} = 0.297 \times 10^{-6}\,\mathrm{F}$
■2 電流を出す
試験電圧は(a)で出した交流 10 350 V です。
$2\pi \times 50 \fallingdotseq 314$
$I = 314 \times 0.297 \times 10^{-6} \times 10\,350$
$\fallingdotseq 0.966\,\mathrm{A}$
■3 皮相電力を出す
$S = 10\,350 \times 0.966 \fallingdotseq 10\,000\,\mathrm{V \cdot A}$
$10\,000\,\mathrm{V \cdot A} = 10\,\mathrm{kV \cdot A}$
答えは(4)ピヨ。
試験電圧は(a)で出した交流 10 350 V です。
$2\pi \times 50 \fallingdotseq 314$
$I = 314 \times 0.297 \times 10^{-6} \times 10\,350$
$\fallingdotseq 0.966\,\mathrm{A}$
■3 皮相電力を出す
$S = 10\,350 \times 0.966 \fallingdotseq 10\,000\,\mathrm{V \cdot A}$
$10\,000\,\mathrm{V \cdot A} = 10\,\mathrm{kV \cdot A}$
答えは(4)ピヨ。
出典：令和3年度（2021） 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