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架空地線とは?遮へい角の意味と3つの効果を整理

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架空地線の問題って、毎回同じ4つの効果が並ぶよね。

どれも正しく見えるんだけど、どこで切るの?

この記事の要点

架空地線とは、電線への直撃雷を防ぐため送電線の上部に設ける電線のことです。

遮へい角は、架空地線から真下へ下ろした線と、電線へ引いた線がつくる角です。

角が小さいほど電線は真下に入るので、小さいほど遮へい効果が高くなります。この向きを逆にした肢が繰り返し出ます。

架空地線そのものを主題にした問題は、1級と2級を合わせて5年度分あります。並ぶ効果はほぼ固定で、誤りにされる文は2つしかありません。

まず、遮へい角が何を表しているかを押さえます。

遮へい角は、架空地線の傘の広さ

直撃雷から守る考え方は、建物側の雷保護システムと同じです。保護される範囲を角度や回転球体で決めます。

架空地線は、送電線のいちばん上に張る電線です。上から落ちてくる雷を先に受け止め、電線に当たらないようにします。言ってみれば傘です。

傘がどれだけ電線を覆えているかを表すのが遮へい角です。架空地線から真下へ下ろした線と、架空地線から電線へ引いた線がつくる角をいいます。

角が小さいほど、深く覆える 遮へい角が小さい 架空地線 電線 傘の内側に入る 遮へい角が大きい 架空地線 電線 外へはみ出す
角の意味をイメージでつかむための模式図です。鉄塔の形や電線の位置、角度の大きさは実物どおりではありません。正しいのは、角が小さいほど電線が架空地線の真下に近づくという点だけです。

角が小さいほど、電線は架空地線の真下に近づきます。真下に入るほど、上から来る雷にさらされにくくなります。だから遮へい角は小さいほど遮へい効果が高いのであって、その逆ではありません。

出題は、この向きを逆にした一文を繰り返し使っています。

平成25年度1級No.22 選択肢1/平成28年度1級No.22 選択肢1/令和元年度1級No.21 選択肢2/令和3年度1級No.22 選択肢2(4年度とも誤りの側)

直撃雷に対しては、遮へい角が大きいほど遮へい効果が高い。

4年度とも一字一句同じ書き方です。位置だけが選択肢1と選択肢2で入れ替わりました。この一文を覚えておけば、1級のこの系統は読まずに決まります。

公表された正答肢は、平成25年度と平成28年度が選択肢1、令和3年度が選択肢2です。令和元年度も同じ一文が選択肢2に置かれています。

効果は3つ。それぞれ相手が違う

架空地線は送電線の機材の1つで、電線の上に張ります。守る相手が3つあり、直撃雷・誘導雷・電磁誘導障害で効き方が変わります。

架空地線には、雷のほかにも受け持ちがあります。並ぶ肢はほぼ固定です。

効果 相手と中身 扱い
直撃雷の防止 電力線への直撃雷を防止する。遮へい角が小さいほど、また条数を増やすほど効果が高い 正しい
誘導雷の低減 誘導雷により電力線に発生した雷電圧(異常電圧)を低減する 5年度とも正しい
電磁誘導障害の軽減 送電線の地絡故障による通信線への電磁誘導障害を軽減する 4年度とも正しい
(電線の材料) アルミ覆鋼より線や亜鉛めっき鋼より線が一般的に用いられる 正しい
塔脚接地抵抗の低減 鉄塔の塔脚接地抵抗を小さくする。これは埋設地線の受け持ち 2年度とも答え

3つは、どこから来るものを相手にしているかが違います。

  • 直撃雷:電線そのものに落ちる雷です。架空地線が先に受け止めます。遮へい角と条数がここに効きます
  • 誘導雷:電線には落ちず、近くに落ちた雷です。それでも電線に電圧が生じます。架空地線があると、この電圧が下がります
  • 電磁誘導障害:こちらは雷ではありません。送電線に地絡故障が起きたとき、そばを通る通信線に生じる障害です

3つめだけは相手が通信線で、原因も雷ではありません。それでも架空地線の効果として、4年度とも正しい側に並びました。架空地線に使う電線や金具は架空送電線路の機材、雷から設備を守る仕組み全体は雷保護システムで扱っています。

例えば、肢に「遮へい角は大きいほど遮へい効果が高い」とあれば、そこで切れます。遮へい角は架空地線から広がる傘の角度で、狭いほど電線が傘の内側に入ります。

言い換えると、「角が小さいほど守られる」ということです。大小の向きが逆に書かれていれば、そこが答えになります。

塔脚接地抵抗を持ってくると誤りになる

塔脚接地抵抗を下げるのは埋設地線の役割です。接地抵抗値そのものは種別ごとに上限が決まっており、雷対策とは別の話になります。鉄塔まわりの手当ては屋外変電所の雷害対策と共通です。

もう1つの型は、足元の話を架空地線に付けるものです。2年度で答えになっています。

令和5年度 2級 第一次(後期)No.16 選択肢2(公表正答は選択肢2)/令和8年度 1級 第一次 No.19 選択肢4(公表正答は選択肢4)

鉄塔の塔脚接地抵抗を小さくする効果がある。

鉄塔逆フラッシオーバを防止するため、架空地線の敷設により塔脚接地抵抗値を小さくする。

塔脚接地抵抗を下げるのは埋設地線の役目です。鉄塔の足元から地中へ埋める線で、鉄塔に落ちた雷を地面へ流しやすくします。架空地線は鉄塔の上に張る線なので、足元の抵抗には関われません。

正しい持ち主は、同じ試験の別の年度に書いてあります。令和4年度1級No.22の選択肢3は「鉄塔逆フラッシオーバを防止するため、埋設地線を施設して塔脚接地抵抗を小さくする」を正しい側に置きました。令和2年度1級No.22の選択肢1も同じ趣旨です。

上に張る線と、地中に埋める線。置く場所が違えば受け持ちも違います。この現象と埋設地線の関係はフラッシオーバと埋設地線で扱っています。

架空送電線には、雷のほかにも気象による現象があります。

  • スリートジャンプ:着氷雪が落ちた反動で電線が跳ね上がる
  • ギャロッピング:断面が非対称になった電線に風が当たって揺れる
  • 微風振動:緩やかな風でカルマン渦ができて上下に振れる

架空地線が受け持つのは雷のほうで、これらとは別の手当てになります。

誤りにされた文は2つの型に絞られる

架空地線を主題にした出題は5年度分です。これに、フラッシオーバを主題にした令和8年度1級No.19で架空地線の肢が答えになった年度が加わります。誤りにされたのは、遮へい角と塔脚接地抵抗のどちらかです。

年度・級・問 答えになった肢
平成25年度 1級 学科 No.22 直撃雷に対しては、遮へい角が大きいほど遮へい効果が高い
平成28年度 1級 学科 No.22 (一字一句同じ文)
令和元年度 1級 学科 No.21 (一字一句同じ文)
令和3年度 1級 第一次 No.22 (一字一句同じ文)
令和5年度 2級 第一次(後期)No.16 鉄塔の塔脚接地抵抗を小さくする効果がある
令和8年度 1級 第一次 No.19
(フラッシオーバの設問)
鉄塔逆フラッシオーバを防止するため、架空地線の敷設により塔脚接地抵抗値を小さくする

遮へい角の肢は4年度とも同じ文で、位置だけが選択肢1と選択肢2で入れ替わりました。塔脚接地抵抗の肢は級をまたいで2年度に出ています。覚える文は2つで足ります。

この系統の肢は、次の順に見ます。

  • 遮へい角に「大きいほど」が付いていたら答え:1級では4年度とも、この一文でした
  • 条数は増やすほうが効く:条数を増やして効果が高いと書いた肢は正しい側です
  • 接地抵抗が出てきたら埋設地線:架空地線の効果として書いてあれば誤りです
  • 誘導雷と電磁誘導障害は飛ばす:出るたびに正しい側でした
  • 電線の材料も飛ばす:アルミ覆鋼より線・亜鉛めっき鋼より線は正しい側です

まちがえやすいポイント

「大きいほど」を探します。

1級では4年度とも、遮へい角に「大きいほど」を付けた肢が答えでした。角は小さいほうが効きます。遮へい角の肢が並んでいなければ、次に接地抵抗の肢を探します。それは埋設地線の側です。

混同しやすい語

架空地線と埋設地線:架空地線は鉄塔の上、埋設地線は鉄塔の足元の地中です。塔脚接地抵抗を下げるのは埋設地線です。

直撃雷と誘導雷:直撃雷は電線そのものに落ちる雷、誘導雷は近くに落ちた雷で電線に電圧が生じるものです。架空地線はどちらにも効きます。

電磁誘導障害:雷ではなく、送電線の地絡故障によって通信線に生じる障害です。相手が通信線である点で他の効果と違います。

遮へい角:架空地線から真下へ下ろした線と、電線へ引いた線がつくる角です。小さいほど電線が真下に入ります。

理解度チェック

Q.

遮へい角とは何か。大きいほうがよいのか小さいほうがよいのか?

架空地線から真下へ下ろした線と、電線へ引いた線がつくる角です。小さいほど電線が真下に入るので、小さいほうが効きます。「大きいほど遮へい効果が高い」と書いた肢は4年度とも答えでした。

Q.

塔脚接地抵抗を小さくするのはどちらか?

埋設地線です。鉄塔の足元から地中へ埋める線で、令和4年度1級No.22の選択肢3が正しい側に置いています。架空地線の効果として書いた肢は、令和5年度2級(後期)No.16と令和8年度1級No.19の2年度とも答えになりました。

Q.

誘導雷に対する架空地線の効果は何か?

電力線に発生した雷電圧を低減する効果です。5年度とも正しい側に置かれました。

Q.

通信線に対してはどんな効果があるか?

送電線の地絡故障による電磁誘導障害を軽減する効果です。4年度で正しい側でした。

まとめ

  • 遮へい角=架空地線から真下へ下ろした線と、電線へ引いた線がつくる角。小さいほど電線が真下に入り、効果が高い。
  • 「大きいほど遮へい効果が高い」とした肢が、1級で4年度とも同じ文で答え。
  • 塔脚接地抵抗を小さくするのは埋設地線。架空地線の効果として書いた肢は2年度とも答え。
  • 効果は3つで相手が違う。直撃雷は電線そのもの、誘導雷は近くに落ちた雷、電磁誘導障害は通信線。
  • 誘導雷の低減・電磁誘導障害の軽減・直撃雷の防止・電線の材料は、いずれも正しい側で固定。

参考資料

  • 一般財団法人 建設業振興基金 試験研修本部「電気工事施工管理技術検定 問題・正答肢」(公式サイト)1級 平成25年度No.22・平成28年度No.22・令和元年度No.21・令和2年度No.22・令和3年度No.22・令和4年度No.22・令和8年度No.19/2級 令和5年度(後期)No.16
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