《電力》〈電気材料〉[R01:問4]地中送配電系統のCVケーブルに関する空欄穴埋問題

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）

次の文章は，地中送配電系統で用いられている$ \ \mathrm {CV} \ $ケーブルに関する記述である。文中の$ \ \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べ。

$ \ \mathrm {CV} \ $ケーブルは，ポリエチレンを絶縁体としたケーブルにおいて大きな欠点であった$ \ \fbox {　（１）　} \ $を改善した架橋ポリエチレンを絶縁体としたケーブルである。乾式架橋方式は，絶縁性能も良く，$ \ \mathrm {OF} \ $ケーブルと比較して$ \ \mathrm {tan} \delta \ $（誘電正接）や比誘電率が小さいため誘電体損失や$ \ \fbox {　（２）　} \ $が小さくなる。また，三心一括の$ \ \mathrm {CV} \ $ケーブルと比較して，$ \ \fbox {　（３）　} \ $特性の改善のため，$ \ 22～77 \ \mathrm {kV} \ $で導体断面積$ \ 400 \ \mathrm {{mm}^{2}} \ $までのケーブルは，$ \ 3 \ $条をより合わせてトリプレックス形としている。

$ \ \mathrm {CV} \ $ケーブルの特徴的な現象として，絶縁体の架橋ポリエチレンに水トリーという$ \ \fbox {　（４）　} \ $現象が生じることがある。水トリーは絶縁体中の$ \ \fbox {　（５）　} \ $とそこに供給される水の相乗作用により，トリー（樹枝）状に$ \ \fbox {　（４）　} \ $が進展する現象である。

〔問4の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）&　施工性　　　　　&（ロ）&　防火　　　　　&（ハ）&　半導電層 \\[ 5pt ] &（ニ）&　充電電流　　　　　&（ホ）&　絶縁破壊　　　　　&（ヘ）&　導体抵抗 \\[ 5pt ] &（ト）&　腐食損傷　　　　　&（チ）&　シース　　　　　&（リ）&　耐熱性 \\[ 5pt ] &（ヌ）&　短絡電流　　　　　&（ル）&　曲げ　　　　　&（ヲ）&　耐震 \\[ 5pt ] &（ワ）&　腐食性　　　　　&（カ）&　ボイド　　　　　&（ヨ）&　絶縁劣化 \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

架橋ポリエチレンはポリエチレンの弱点である耐熱性の低さを網目状に架橋することにより改善された材料で，現在のケーブルの主流となっています。本問の内容はそのまま二次試験の論説問題に出題される可能性もあるので，特徴をよく理解しておくようにしましょう。

1.$ \ \mathrm {CV} \ $ケーブルの特徴
①絶縁体に架橋ポリエチレンを使用し，$ \ \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 \ $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。

【解答】

(1)解答：リ
題意より，解答候補は（イ）施工性，（リ）耐熱性，（ワ）腐食性，となると思います。すべて，架橋ポリエチレンの特長ではありますが，ポリエチレンの弱点となっているのは耐熱性であるため，この空欄に最も適当なのは耐熱性となります。

(2)解答：ニ
題意より，解答候補は，（ニ）充電電流，（ヘ）導体抵抗，（ヌ）短絡電流，となると思います。ワンポイント解説「1.$ \ \mathrm {CV} \ $ケーブルの特徴」の通り，$ \ \mathrm {CV} \ $ケーブルは誘電正接$ \ \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ります。

(3)解答：ル
題意より，解答候補は，（ロ）防火，（ル）曲げ，（ヲ）耐震，となると思います。このうち，三心一括ケーブルとの比較で改善されるのは曲げ特性となります。

(4)解答：ヨ
題意より，解答候補は，（ホ）絶縁破壊，（ト）腐食損傷，（ヨ）絶縁劣化，となると思います。ワンポイント解説「1.$ \ \mathrm {CV} \ $ケーブルの特徴」の通り，水トリーは絶縁劣化現象です。

(5)解答：カ
題意より，解答候補は，（ハ）半導電層，（チ）シース，（カ）ボイド，となると思います。半導電層とシースは$ \ \mathrm {CV} \ $ケーブルを構成するものであり，ボイドは$ \ \mathrm {CV} \ $ケーブル内にできる空洞であり，水トリーは絶縁体中のボイドとそこに供給される水の相乗作用により発生する現象です。