《電力》〈変電〉[H25:問2] ガス絶縁変圧器に関する空欄穴埋問題

1 【問題】
2 【ワンポイント解説】
3 【用語の解説】
4 【解答】

【問題】

【難易度】★★☆☆☆（やや易しい）

次の文章は，ガス絶縁変圧器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。

都市部の屋内・地下変電所では，防火対策が簡略化できることから従来の絶縁油に代わり，$ \ \mathrm {SF_{6}} \ $ガスにて絶縁し，不燃化を図るガス絶縁変圧器が採用される例が増えている。 $ \ \mathrm {GIS} \ $などのガス絶縁開閉機器との組み合わせも容易であり，$ \ \fbox {　（１）　} \ $が不要なため高さ低減できるなどの利点がある。

ガス絶縁変圧器の絶縁は，$ \ \mathrm {SF_{6}} \ $ガスと固体との複合絶縁で構成し，導体絶縁材料には$ \ \fbox {　（２）　} \ $が使用されている。また，冷却は$ \ 60 \ \mathrm {[MV\cdot A]} \ $程度以下の小容量器では，$ \ \mathrm {SF_{6}} \ $ガスを$ \ \fbox {　（３）　} \ $して冷却する方式が用いられている。$ \ \mathrm {SF_{6}} \ $ガスは絶縁油に比べ，$ \ \fbox {　（４）　} \ $が低く，巻線の冷却効率が劣るため，$ \ 300 \ \mathrm {[MV\cdot A]} \ $程度の大容量器では，開発当初は，冷却媒体として不燃性で冷却性能の高いパーフルオロカーボンを用いる方式が用いられていたが，最近は$ \ \mathrm {SF_{6}} \ $ガスの$ \ \fbox {　（５）　} \ $を高め，冷却性能を高めた方式が主に用いられている。

〔問2の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）&　モールド　　　　　&（ロ）&　比　熱　　　　　&（ハ）&　ポリエステル系フィルム \ (\mathrm {PET}) \\[ 5pt ] &（ニ）&　セパレート　　　　　&（ホ）&　磁気シールド　　　　　&（ヘ）&　コンサベータ \\[ 5pt ] &（ト）&　温　度　　　　　&（チ）&　沸　点　　　　　&（リ）&　圧　力 \\[ 5pt ] &（ヌ）&　融　点　　　　　&（ル）&　循　環　　　　　&（ヲ）&　ケーブルヘッド \\[ 5pt ] &（ワ）&　液　化　　　　　&（カ）&　クラフト紙　　　　　&（ヨ）&　分子間結合力 \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

ガス絶縁変圧器は絶縁強度の高い$ \ \mathrm {SF_{6}} \ $ガスを使用した変圧器で，サイズのコンパクト化が図れる等のメリットがあるため，都市部の地下変電所ではよく使用されています。一方で，$ \ \mathrm {SF_{6}} \ $ガスは温室効果ガスの一つなので，厳重な圧力管理が必要となります。

【用語の解説】

（イ）モールド　
モールド変圧器は巻線部をエポキシ樹脂で成形したもので，小型かつ軽量化が図れる変圧器となっています。

（ハ）ポリエステル系フィルム$(\mathrm {PET})$
ガス絶縁変圧器のコイル絶縁に用いられるものでこのポリエステル系フィルム$ \ (\mathrm {PET}) \ $の劣化がガス絶縁変圧器の寿命とも言われています。

（ニ）セパレート
この問題での意味はわかりませんが，絶縁という意味で使用する場合があります。

（ホ）磁気シールド
変圧器や電線等で発生する電磁波から精密機器等を守ることを磁気シールドと呼びます。

（ヘ）コンサベータ
油入変圧器で温度変化による油の膨張・収縮を吸収するためのタンクのような設備です。変圧器の上部に設置されることが多いです。

（ヲ）ケーブルヘッド
ケーブルの先端を接続できるように加工した場所をケーブルヘッドと呼びます。

（カ）クラフト紙
油入変圧器のコイル絶縁に使用される絶縁紙はクラフト紙を使用されることがあります。

（ヨ）分子間結合力
分子間に働く力の一種です。共有結合等の結合力に比べ非常に弱い大きさの力となります。

【解答】

(1)解答：ヘ
題意より，解答候補は（イ）モールド，（ハ）ポリエステル系フィルム$ \ (\mathrm {PET}) \ $，（ニ）セパレート，（ヘ）コンサベータ，（ヲ）ケーブルヘッド，等になると思います。ガス絶縁変圧器の大きな特徴としてコンサベータが不要であるという特徴があります。

(2)解答：ハ
題意より，解答候補は（イ）モールド，（ハ）ポリエステル系フィルム$ \ (\mathrm {PET}) \ $，（カ）クラフト紙，になると思います。ガス絶縁変圧器では，コイル絶縁にポリエステル系フィルム$ \ (\mathrm {PET}) \ $が用いられます。

(3)解答：ル
題意より，解答候補は（ル）循環，（ワ）液化，になると思います。ガス絶縁変圧器では$ \ \mathrm {SF_{6}} \ $ガスを循環して冷却させます。

(4)解答：ロ
題意より，解答候補は（ロ）比熱，（ト）温度，（チ）沸点，（リ）圧力，（ヌ）融点，（ヨ）分子間結合力，になると思います。$ \ \mathrm {SF_{6}} \ $ガスが絶縁油に比べ低いのは比熱で，巻線の冷却効率が劣るという特徴があります。

(5)解答：リ
題意より，解答候補は（ト）温度，（リ）圧力，になると思います。圧力を高めることで，冷却性能を高めることが可能となります。