電験三種 平成29年度(2017) 電力 問10 過去問解説
交流の地中送電線路に使用される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) 電力ケーブルの許容電流は,ケーブル導体温度がケーブル絶縁体の最高許容温度を超えない上限の電流であり,電力ケーブル内での発生損失による発熱量や,ケーブル周囲環境の熱抵抗,温度などによって決まる。
- (2) 交流電流が流れるケーブル導体中の電流分布は,表皮効果や近接効果によって偏りが生じる。そのため,電力ケーブルの抵抗損では,ケーブルの交流導体抵抗が直流導体抵抗よりも増大することを考慮する必要がある。
- (3) 交流電圧を印加した電力ケーブルでは,電圧に対して同位相の電流成分がケーブル絶縁体に流れることにより誘電体損が発生する。この誘電体損は,ケーブル絶縁体の誘電率と誘電正接との積に比例して大きくなるため,誘電率及び誘電正接の小さい絶縁体の採用が望まれる。
- (4) シース損には,ケーブルの長手方向に金属シースを流れる電流によって発生するシース回路損と,金属シース内の渦電流によって発生する渦電流損とがある。クロスボンド接地方式の採用はシース回路損の低減に効果があり,導電率の高い金属シース材の採用は渦電流損の低減に効果がある。
- (5) 電力ケーブルで発生する損失のうち,最も大きい損失は抵抗損である。抵抗損の低減には,導体断面積の大サイズ化のほかに分割導体,素線絶縁導体の採用などの対策が有効である。
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正解は(4)
解説
【考え方】ケーブルの損失(抵抗損・誘電体損・シース損)の性質を1つずつ確かめます。
渦電流損は、導電率(電気の通しやすさ)が高い金属ほど大きくなる。
■1 (1)(2)
(1) 許容電流は、導体の温度が絶縁体の最高許容温度をこえない上限の電流です。発熱や周りの熱抵抗・温度で決まります。正しいです。
(2) 交流では表皮効果や近接効果で電流がかたよるので、交流の抵抗は直流の抵抗より大きくなります。正しいです。
■2 (3) 誘電体損
誘電体損は、誘電率と誘電正接(損失の大きさ)の積に比例します。どちらも小さい絶縁体がよいです。正しいです。
■3 (4) シース損
シース(ケーブルの外側の金属のおおい)の損失には、長い方向に流れる電流によるシース回路損と、渦電流(うずのように回る電流)による渦電流損があります。
クロスボンド接地(シースを区間ごとに入れかえてつなぐ方法)は、シース回路損をへらします。ここまでは正しいです。
しかし、渦電流は、電気を通しやすい金属ほどよく流れます。
導電率の高い金属を使うと、渦電流損はかえって大きくなります。この部分が誤りです。
■4 (5) 抵抗損
いちばん大きい損失は抵抗損で、導体を太くしたり、分割導体を使ったりしてへらします。正しいです。
答えは(4)ピヨ。
出典:平成29年度(2017) 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10