電験三種 平成30年度(2018) 電力 問1 過去問解説
次の文章は，タービン発電機の水素冷却方式の特徴に関する記述である。
水素ガスは，空気に比べ（ア）が大きいため冷却効率が高く，また，空気に比べ（イ）が小さいため風損が小さい。
水素ガスは，（ウ）であるため，絶縁物への劣化影響が少ない。水素ガス圧力を高めると大気圧の空気よりコロナ放電が生じ難くなる。
水素ガスと空気を混合した場合は，水素ガス濃度が一定範囲内になると爆発の危険性があるので，これを防ぐため自動的に水素ガス濃度を（エ）以上に維持している。
通常運転中は，発電機内の水素ガスが軸に沿って機外に漏れないように軸受の内側に（オ）によるシール機能を備えており，機内からの水素ガスの漏れを防いでいる。
上記の記述中の空白箇所（ア），（イ），（ウ），（エ）及び（オ）に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) （ア）比熱，（イ）比重，（ウ）活性，（エ）90 %，（オ）窒素ガス
- (2) （ア）比熱，（イ）比重，（ウ）活性，（エ）60 %，（オ）窒素ガス
- (3) （ア）比熱，（イ）比重，（ウ）不活性，（エ）90 %，（オ）油膜
- (4) （ア）比重，（イ）比熱，（ウ）活性，（エ）60 %，（オ）油膜
- (5) （ア）比重，（イ）比熱，（ウ）不活性，（エ）90 %，（オ）窒素ガス
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正解は(3)
解説
【考え方】タービン発電機は、とても速く回る大きな発電機です。中を水素ガスで満たして冷やします。
ポイント：水素冷却のよいところは、熱をよく運び（比熱が大きい）、軽く（比重が小さい）、ほかの物と反応しにくい（不活性）ことです。
■1 (ア)(イ) 冷えやすさと風損
比熱（温まりにくさ。熱をたくさん運べる）が空気より大きいので、よく冷えます。→ (ア) 比熱
比重（同じ体積での重さ）が空気よりずっと小さいので、回るときの空気抵抗（風損）が小さくなります。→ (イ) 比重
■2 (ウ) 絶縁物への影響
水素は不活性（絶縁物をいためる反応をしにくい）なので、絶縁物が長持ちします。→ (ウ) 不活性
■3 (エ) 爆発を防ぐ
水素と空気がまざると、ある割合で爆発する危険があります。
だから、水素の濃さを 90 % 以上に保ちます。→ (エ) 90 %
■4 (オ) もれを防ぐ
軸のすき間からもれないように、油の膜でふさいでいます。→ (オ) 油膜
これを密封油装置といいます。
答えは(3)ピヨ。
出典：平成30年度（2018） 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）電力 問1