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令和6年度(前期)2級電気工事施工管理技士 No.16を解説、ケーブルが強い

令和6年度(前期)2級電気工事施工管理技士 第一次検定 No.16は、送配電系統におけるフェランチ現象に関する記述として、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、フェランチ現象を起こす静電容量がどこで大きいかを分かっているかを問うものです。ケーブルを使う地中電線路のほうが静電容量が大きく、起こりやすくなります。

選択肢1は、これを逆に書いています。

正解:選択肢1(架空電線路の方が発生しやすい)

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各選択肢の正誤

選択肢 内容 解説
1 架空のほうが発生しやすい 地中のほうが発生しやすい。不適当
2 軽負荷時に発生しやすい 充電電流の影響が目立つ。適当
3 静電容量が大きいほど発生しやすい 原因そのもの。適当
4 受電端電圧が送電端より高い 現象の定義そのもの。適当

不適当なのは選択肢1です。

選択肢1のポイント(ここが答え)

引っかけの核心は、選択肢3が「静電容量が大きいほど発生しやすい」と正解の理由を書いているのに、選択肢1がそれと矛盾しているところです。2つを並べれば決まります。

静電容量は、導体どうしが近く、間の絶縁物の誘電率が大きいほど大きくなります。

線路 導体どうしの距離 絶縁物 静電容量
架空電線路 遠い(数メートル) 空気 小さい
地中電線路 近い(数ミリ) 架橋ポリエチレン等 大きい

ケーブルは導体のすぐ外側を絶縁体が包み、その外に遮へい層があります。距離が近く誘電率も空気より大きいので、静電容量は架空線の何十倍にもなります。

フェランチ現象は、この静電容量に流れる進み電流(充電電流)が原因です。進み電流が線路のリアクタンスを通ると、受電端の電圧を押し上げる向きに働きます。

ふだんは負荷が遅れ電流を引いているので打ち消されますが、深夜など負荷が軽いときは進み電流だけが残り、受電端電圧が送電端より高くなります。選択肢2のとおりです。

対策は、遅れ電流を作って打ち消すことです。

対策 はたらき
分路リアクトル 遅れ電流を流して進み電流を打ち消す
電力用コンデンサを切る 軽負荷時に進み電流を増やさない
同期調相機の低励磁運転 遅れ無効電力を出す

力率改善に使う電力用コンデンサは進み電流を増やすので、軽負荷時に入れたままだとフェランチ現象を強めます。負荷に合わせて入り切りする必要があります。

覚え方

  • 静電容量が大きいのは地中電線路。ケーブルは導体が近く誘電率も大きい
  • 原因は進み電流。軽負荷時に打ち消す遅れ電流が減ると出る
  • 対策は分路リアクトル。コンデンサは入れたままだと逆効果

理解度チェック

Q.

フェランチ現象は架空と地中のどちらで起きやすいか。

地中電線路です。ケーブルは導体どうしが近く絶縁物の誘電率も大きいため、静電容量が大きくなります。

Q.

フェランチ現象の対策は。

分路リアクトルで遅れ電流を流し、進み電流を打ち消します。電力用コンデンサは軽負荷時に切ります。

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参考資料

  • 一般財団法人 建設業振興基金「令和6年度 2級電気工事施工管理技術検定 第一次検定(前期)問題」「同 正答肢」
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