電験三種 平成23年度(2011) 電力 問11 過去問解説

問11 《地中送電(マーレーループ法)》
次の文章は,マーレーループ法に関する記述である。 マーレーループ法はケーブル線路の故障点位置を標定するための方法である。この基本原理は(ア)ブリッジに基づいている。図に示すように,ケーブルAの一箇所においてその導体と遮へい層の間に地絡故障を生じているとする。この場合に故障点の位置標定を行うためには,マーレーループ装置を接続する箇所の逆側端部において,絶縁破壊を起こしたケーブルAと,これに並行する絶縁破壊を起こしていないケーブルBの(イ)どうしを接続して,ブリッジの平衡条件を求める。ケーブル線路長を $L$,マーレーループ装置を接続した端部側から故障点までの距離を $x$,ブリッジの全目盛を 1 000,ブリッジが平衡したときのケーブルAに接続されたブリッジ端子までの目盛の読みを $a$ としたときに,故障点までの距離 $x$ は(ウ)で示される。 なお,この原理上,故障点の地絡抵抗が(エ)ことがよい位置標定精度を得るうえで必要である。 ただし,ケーブルA,Bは同一仕様,かつ,同一長とし,また,マーレーループ装置とケーブルの接続線,及びケーブルどうしの接続線のインピーダンスは無視するものとする。 上記の記述中の空白箇所(ア),(イ),(ウ)及び(エ)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。
問11の図
  1. (1) (ア)シェーリング,(イ)導体,(ウ)$2L - \dfrac{aL}{500}$,(エ)十分高い
  2. (2) (ア)ホイートストン,(イ)導体,(ウ)$\dfrac{aL}{500}$,(エ)十分低い
  3. (3) (ア)ホイートストン,(イ)遮へい層,(ウ)$\dfrac{aL}{500}$,(エ)十分低い
  4. (4) (ア)シェーリング,(イ)遮へい層,(ウ)$2L - \dfrac{aL}{500}$,(エ)十分高い
  5. (5) (ア)ホイートストン,(イ)導体,(ウ)$\dfrac{aL}{500}$,(エ)十分高い
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正解は(2)
使う公式
ホイートストンブリッジの平衡 向かい合う辺の抵抗のかけ算が等しい:$a \times (2L - x) = (1\,000 - a) \times x$(抵抗は長さに比例する)
解説
【考え方】ケーブルAとBを遠い側でつないで輪にし、ブリッジ(4つの抵抗のつり合いで測る回路)で故障点までの長さを出します。 ■1 (ア) 基本原理 マーレーループ法は、ホイートストンブリッジのしくみを使います。→ (ア) ホイートストン シェーリングブリッジは、静電容量などをはかる交流のブリッジです。 ■2 (イ) つなぐ所 遠い側の端で、ケーブルAとBの導体どうしをつなぎ、長さ $2L$ の輪を作ります。→ (イ) 導体 ■3 (ウ) 故障点までの距離 抵抗は長さに比例するので、ブリッジがつり合う式を長さで立てます。 $a(2L - x) = (1\,000 - a)x$ $2aL - ax = 1\,000x - ax$ $2aL = 1\,000x$ $x = \dfrac{2aL}{1\,000} = \dfrac{aL}{500}$ → (ウ) $\dfrac{aL}{500}$ ■4 (エ) 地絡抵抗 故障点の地絡抵抗が低いほど、検流計(小さな電流をはかる計器)に電流が流れやすく、正確に測れます。→ (エ) 十分低い 答えは(2)ピヨ。
出典:平成23年度(2011) 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11