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令和5年度(後期)2級電気工事施工管理技士 No.18を解説、架空送電線路の電力損失

令和5年度(後期)2級電気工事施工管理技士 第一次検定 No.18は、架空送電線路で生じる電力損失として、最も不適当なものを選ぶ問題です。

この問題のポイント

この問題は、架空送電線の絶縁体が空気であることを分かっているかを問うものです。引っかけの核心は、地中ケーブルで生じる損失を1つ混ぜている点にあります

誘電損は絶縁体の中で生じる損失です。空気の中では問題になりません。

正解:選択肢3

各選択肢の正誤

選択肢 損失 正誤 どこで生じるか
1 コロナ損 適当 電線のまわりの空気が部分的に絶縁破壊して放電する
2 抵抗損 適当 電線の抵抗による I²R。損失の大半を占める
3 誘電損 不適当 ケーブルの絶縁体の中。架空線は空気なので生じない
4 がいし漏れ損 適当 がいしの表面を伝って流れる漏れ電流による

最も不適当なのは選択肢3です。

選択肢3のポイント(ここが答え)

誘電損は、交流電圧をかけられた絶縁体が発熱する現象です。生じる条件をたどると、架空線に当てはまらない理由が分かります。

誘電損が生じる条件

 導体のまわりを固体や油の絶縁体が包んでいる
    ↓
 交流電圧で絶縁体の分子の向きが向きを変え続ける
    ↓
 分子どうしの摩擦のような形で熱になる
    ↓
 これが誘電損

架空送電線は裸電線で、まわりは空気です。包んでいる絶縁体がないので、誘電損は問題になりません。

損失 架空線 ケーブル
抵抗損 生じる 生じる
コロナ損 生じる 生じない
がいし漏れ損 生じる 生じない(がいしが無い)
誘電損 生じない 生じる
シース損 生じない 生じる(金属シースの渦電流)

選択肢1のコロナ損は、逆に架空線にしかない損失です。

コロナ放電が起こるまで

 電線の表面の電位の傾きが大きくなる
    ↓
 まわりの空気が部分的に絶縁破壊する
    ↓
 青白い光と音を出して放電する(コロナ放電)
    ↓
 電力が失われ、雑音障害も出る

対策は電線を太くする・多導体にすることです。表面の電位の傾きが緩くなります。

覚え方

  • 架空線のまわりは空気。だから誘電損は無い
  • 誘電損・シース損はケーブルの損失
  • コロナ損・がいし漏れ損は架空線の損失

理解度チェック

Q.

架空送電線路で誘電損が問題にならないのはなぜか。

裸電線でまわりが空気だからです。誘電損は導体を包む固体や油の絶縁体が交流電圧で発熱する損失で、包む絶縁体がなければ生じません。

Q.

コロナ損を減らす対策を挙げよ。

電線を太くする、多導体にするなどです。電線表面の電位の傾きが緩くなり、空気の絶縁破壊が起こりにくくなります。

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参考資料

  • 一般財団法人 建設業振興基金「令和5年度 2級電気工事施工管理技術検定 第一次検定(後期)問題」「同 正答肢」
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