令和8年度(前期)2級電気工事施工管理技士 第一次検定 No.11は、ダム水路式発電所の水圧管における水撃作用に関する問題です。この問題では、4つの記述のうち、最も不適当なものを選びます。
この問題は、水の流れを急に止めたときに起きる圧力の跳ね上がりを問うものです。破裂の危険、管の長さとの関係、発生する場面、弁を閉じる時間との関係の4つが並びます。
引っかけの核心は1点、弁を閉じる時間が長いほうが大きいのか短いほうが大きいのかです。ほかの3つは水撃作用の性質をそのまま述べています。
※ 問題文そのものは、建設業振興基金が公開している公式サイトで確認できます。
正解:選択肢4(最も不適当な記述)
| 選択肢 | 正誤 | 解説 |
|---|---|---|
| 1 | ○(正しい) | 圧力が設計値を超えれば水圧管が破裂することもある |
| 2 | ○(正しい) | 管が長いほど動いている水の量が多く、止めたときの衝撃も大きい |
| 3 | ○(正しい) | 使用水量を急に変えたときに起きる。負荷の急変が引き金になる |
| 4 | ×(誤り) | 閉鎖時間は短いほど大きい。長く時間をかければ小さくなる |
向きが逆になっている選択肢4が答えです。
水撃作用は、管の中を流れていた水が急に行き場を失い、その運動エネルギーが圧力に変わる現象です。ウォーターハンマともいいます。
水にも重さがあるので、流れを止めようとすると勢いが壁にぶつかります。止めるのが速いほど、短い時間で勢いを受け止めることになり、圧力の跳ね上がりは大きくなります。逆に時間をかけてゆっくり閉じれば、勢いは少しずつ抜けて圧力上昇は小さくなります。
選択肢4は閉鎖に要する時間が長いほど大きくなるとしており、向きが逆です。実際の発電所では、この理由から入口弁をゆっくり閉じ、さらにサージタンクを設けて圧力の逃げ場を作ります。速く止めるほど衝撃が大きいと押さえます。
水車入口弁の閉鎖時間と水撃作用の大きさはどんな関係か。
閉鎖時間が短いほど水撃作用は大きくなります。短い時間で水の勢いを受け止めることになるためです。
水撃作用を抑えるにはどうするか。
弁をゆっくり閉じることと、サージタンクを設けて圧力の逃げ場を作ることです。
参考資料
※ この記事の確認日:2026年9月