《電力》〈配電〉[H30:問4]配電系統の絶縁協調に関する空欄穴埋問題

【問題】

【難易度】★★☆☆☆(やや易しい)

次の文章は,配電系統の絶縁協調に関する記述である。文中の\(\fbox{$\hskip3em\Rule{0pt}{0.8em}{0em}$}\)に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選びなさい。

配電用機器は線路開閉時の内部異常電圧(内雷)には機器の\(\fbox {  (1)  }\)で十分に耐えられるように選定されているが,全ての雷を耐えるようにすることは経済的にも不可能に近い。すなわち,配電線や配電用機器の絶縁を外雷の\(\fbox {  (2)  }\)に耐える程度に高めることは経済的に困難なため,避雷器のような保護装置を設置して,\(\fbox {  (2)  }\)の波高値を各機器の\(\fbox {  (1)  }\)以下に抑制するような方策がとられている。この避雷器の\(\fbox {  (3)  }\)に対し,線路及び各機器の\(\fbox {  (1)  }\)が適切な余裕を持つよう絶縁設計を行うことで配電系統の絶縁協調を図っている。

一方で,避雷器には保護範囲があるため,避雷器の有効設置及び\(\fbox {  (4)  }\)の架設が効果的となる。\(\fbox {  (4)  }\)に雷電圧が誘導されると,接地点で雷電圧と逆位相の\(\fbox {  (5)  }\)波が発生し,この\(\fbox {  (5)  }\)波が\(\fbox {  (4)  }\)との電気的結合により電線に誘導されて,電線に発生した雷電圧を低減することが可能となる。

〔問4の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&(イ)& 衝撃性過電圧   &(ロ)& 機械的強度   &(ハ)& 架空地線 \\[ 5pt ] &(ニ)& 定在   &(ホ)& 矩形   &(ヘ)& トリップコイル \\[ 5pt ] &(ト)& アーク電流   &(チ)& 放電電圧   &(リ)& 開閉サージ \\[ 5pt ] &(ヌ)& 定格電圧    &(ル)& 反射    &(ヲ)& 絶縁強度 \\[ 5pt ] &(ワ)& 変動電圧   &(カ)& 架空共同地線   &(ヨ)& 制限電圧 \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

絶縁協調に関する問題は三種から非常によく出題された内容と思います。解答群の用語が若干現代っぽくない用語が使われていますが,問題レベルとしては三種と同等レベルと言えると思います。

【用語の解説】

(イ)衝撃性過電圧
 サージ電圧のことを指しています。あまり使わない言葉であるため,受験生を惑わせたかもしれません。
(ロ)機械的強度
 電気的なものでなく,機器が変形や物理的衝撃にどの程度耐えられるかの強度を表すものです。
(ハ)架空地線
 送電線の上に送電線と平行して施設され,送電線への直撃雷を防止する線です。
(ニ)定在
 周期、速さ、振幅が同一で逆方向に進行する波が重なり, その場で振動するように見える波を言います。別名定常波と言います。
(ホ)矩形
 論理回路のクロック信号で使われるような波の形のことです。別名方形波と言います。
(ヘ)トリップコイル
 遮断機内の機構で、リレーが電流を検知した際に主接点が閉じて電流が流れることで励磁して遮断機を動作させます。現場のシーケンス等ではTCと記載されていると思います。
(ト)アーク電流
 気体中に放電現象が生じることをアーク放電と言い,その電流をアーク電流と言います。
(リ)開閉サージ
 遮断機や断路器操作時接点間に発生するサージです。
(ヌ)定格電圧
 電気機器で連続使用時安全と定められた最大の電圧のことです。
(ル)反射
 進行してきた波が境界面(送電線で言えば鉄塔等)で反射した波のことを指します。
(ヲ)絶縁強度
 絶縁破壊を起こすことのない最大の電圧値のことを言います。
(カ)架空共同地線
 電気設備技術基準の解釈第24条に出てくる用語で,変圧器のB種接地工事に関する規定に出てくる用語です。
(ヨ)制限電圧
 避雷器で過電圧の波高値を抑制して低減させた時,避雷器の端子間にかかっている電圧のことです。制限電圧が機器の絶縁強度より低ければ,機器の故障には至りません。

【解答】

(1)解答:ヲ
題意より,解答候補は(ロ)機械的強度,(ヲ)絶縁強度になると思います。内雷の電気的強度に関する内容なので,絶縁強度になります。

(2)解答:イ
題意より,解答候補は(イ)衝撃性過電圧,(ト)アーク電流,(チ)放電電圧になると思います。落雷により発生するのはサージ電圧即ち衝撃性過電圧となります。

(3)解答:ヨ
題意より,解答候補は(チ)放電電圧,(ヌ)定格電圧,(ワ)変動電圧,(ヨ)制限電圧になると思います。避雷器に電流が流れることにより発生するのは制限電圧となります。

(4)解答:ハ
題意より,解答候補は(ハ)架空地線,(カ)架空共同地線になると思います。「用語の解説」の通り,雷対策として有効なのは架空地線となります。

(5)解答:ル
題意より,解答候補は(ニ)定在,(ホ)矩形,(ル)反射になると思います。接地点では,進行波に対して反射波が発生します。



記事下のシェアタイトル