《電力》〈配電〉[H18:問9]配電用機材とそれに関係の深い語句の組合せに関する選択問題

Contents

1 【問題】
2 【ワンポイント解説】
3 【解答】

【問題】

【難易度】★☆☆☆☆（やや易しい）

次に示す配電用機材(ア)，(イ)，(ウ)及び(エ)とそれに関係の深い語句\(\mathrm {(a)}\)，\(\mathrm {(b)}\)，\(\mathrm {(c)}\)，\(\mathrm {(d)}\)及び\(\mathrm {(e)}\)とを組み合わせたものとして，正しいのは次のうちどれか。

\[
\begin{array}{ll}
　　　配電用機材　 & 　　　語　句　 \\
(ア)　ギャップレス避雷器　　　　　　　　　　　 & 　\mathrm {(a)}　水トリー　 \\
(イ)　ガス開閉器　 & 　\mathrm {(b)}　鉄　損　 \\
(ウ)　\mathrm {CV} \ ケーブル　　 & 　\mathrm {(c)}　酸化亜鉛　\mathrm {(ZnO)}　 \\
(エ)　柱上変圧器　　 & 　\mathrm {(d)}　六ふっ化硫黄　\mathrm {(SF_{6})}　 \\
& 　\mathrm {(e)}　ギャロッピング　 \\
\end{array}
\] \[
\begin{array}{ccccc}
(1) & 　(ア)-\mathrm {(c)}　 & 　(イ)-\mathrm {(d)}　　 & 　(ウ)-\mathrm {(e)}　 & 　(エ)-\mathrm {(a)}　 \\
\hline
(2) & 　(ア)-\mathrm {(c)}　 & 　(イ)-\mathrm {(d)}　　 & 　(ウ)-\mathrm {(a)}　 & 　(エ)-\mathrm {(e)}　 \\
\hline
(3) & 　(ア)-\mathrm {(c)}　 & 　(イ)-\mathrm {(d)}　　 & 　(ウ)-\mathrm {(a)}　 & 　(エ)-\mathrm {(b)}　 \\
\hline
(4) & 　(ア)-\mathrm {(d)}　 & 　(イ)-\mathrm {(c)}　　 & 　(ウ)-\mathrm {(a)}　 & 　(エ)-\mathrm {(b)}　 \\
\hline
(5) & 　(ア)-\mathrm {(d)}　 & 　(イ)-\mathrm {(c)}　　 & 　(ウ)-\mathrm {(e)}　 & 　(エ)-\mathrm {(a)}　 \\
\hline
\end{array}
\]

【ワンポイント解説】

配電用機材と関連する用語に関する問題です。
幅広い範囲から出題されていますが，いずれも重要な用語となりますので，ワンポイント解説の内容は理解しておくようにして下さい。

1.避雷器
電気機器は遮断器や開閉器動作時の開閉過電圧をはじめとした内部過電圧には機器の絶縁で耐えられるように設計されますが，落雷等の外部過電圧を耐えるように設計することは経済的にほぼ不可能なので，避雷器等の保護装置を設けます。
避雷器はある一定以上の電圧（制限電圧）になると放電する性質を持ち，かつ放電開始後電圧が低下した後の続流を短時間に遮断できる機能を持つ機器です。
近年では下図に示すような優れた非線形抵抗特性を持つ酸化亜鉛（\( \ \mathrm {ZnO} \ \)）素子が多く採用されています。

2.\( \ \mathrm {{SF}_{6}} \ \)ガスの特徴
\( \ \mathrm {{SF}_{6}} \ \)ガスは，気体絶縁材料としてガス遮断器\( \ \left( \mathrm {GCB}\right) \ \)やガス絶縁開閉装置\( \ \left( \mathrm {GIS}\right) \ \)，ガス絶縁変圧器等に利用され，以下の特徴を有しています。
・高い絶縁耐力を持つ
・高いアーク消弧能力を持つ
・無色，無臭，無毒のガスで安全である
・化学的，熱的に安定している
・熱伝達係数が大きく，冷却能力が高い
・固体液体材料に比べても誘電率，誘電正接が小さいため，誘電損が少ない
・空気より重い
・圧力変化により絶縁性能が変化する
・地球温暖化に影響を及ぼす（同量の二酸化炭素の\( \ 20 \ 000 \ \)倍以上）

3.\( \ \mathrm {CV} \ \)ケーブルの特徴
\( \ \mathrm {CV} \ \)ケーブルの特徴のうち，\( \ \mathrm {OF} \ \)ケーブルと比較した特徴は以下の通りとなります。

①絶縁体に架橋ポリエチレンを使用し，\( \ \mathrm {OF} \ \)ケーブルのように絶縁油を使用しないため，給油設備を必要とせず，火災のリスクも少ない。

②連続使用時の最高許容温度が\( \ 90 \ \)℃と高いので，許容電流が大きくなり，送電容量が大きくなる。

③誘電正接\( \ \mathrm {tan} \delta \ \)（誘電正接）や比誘電率が小さいため誘電体損失や充電電流が小さくなる。

④絶縁体自体を薄くでき軽量であるため，取り回しが良い。

⑤耐薬品性，耐摩耗性，耐衝撃性に優れる。

⑥水分が含まれると水トリーと呼ばれる樹枝状に絶縁劣化する現象が発生する。

4.変圧器の損失
①無負荷損（鉄損）
変圧器の鉄心で生じる損失で，ヒステリシス損と渦電流損があり，変圧器に供給される電圧が一定であるとき，負荷の大きさ（負荷電流）によらず一定であるという特徴があります。

②負荷損
変圧器の巻線で生じる銅損と，漏れ磁束によって生じる漂遊負荷損がありますが，一般に漂遊負荷損は銅損に比べて十分に小さく無視することが多いです。
銅損は負荷の電力（負荷電流）の\( \ \underline {2} \ \)乗に比例して変化するという特徴があります。

5.ギャロッピング
電線に非対称な氷雪が付着し肥大化すると，風下側にカルマン渦が生じ振動する現象です。
特徴
　①スペーサのために電線が回転できない多導体方式の方が発生しやすい。
　②風圧を受けるエネルギーが大きいため，径間によって振幅が\( \ 10 \ \mathrm {m} \ \)以上になる場合もあり，相間短絡を起こしやすい。
対策
　①難着雪リングを取り付け，着雪を防止する。
　②相間スペーサを取り付け，短絡事故を防止する。
　③ルート選定で風の主方向と直角に当たりやすくなるところ，冬季風が直接さらされる尾根上などを避けるようにする。