【問題】
【難易度】★★★☆☆（普通）
次の文章は，地中配電線路の高圧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。
地中配電線路の高圧ケーブルは，近年\( \ \fbox { （１） } \ \)が主に使用されており，絶縁体の材料には\( \ \fbox { （２） } \ \)が用いられている。
\( \ \fbox { （１） } \ \)の主な劣化要因としては\( \ \fbox { （３） } \ \)と\( \ \fbox { （４） } \ \)に大別することができる。
\( \ \fbox { （３） } \ \)は絶縁体内の異物，ボイドや突起が内在することによる局所的な高電界部での放電や，開閉サージ等によって樹枝状の絶縁劣化が進展する現象である。
一方，\( \ \fbox { （４） } \ \)は外傷箇所をはじめ，ケーブル接続部やシースを透過した水分の存在と電界の共存状態において発生する絶縁劣化現象で，絶縁体中に樹枝状に進展し，絶縁破壊に至るものが散見される。\( \ \fbox { （４） } \ \)の対策として，現状では三層同時押し出し方式の\( \ \fbox { （５） } \ \)タイプが普及したこと等により，大幅に絶縁破壊事象が減少した。
〔問4の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）& 孔食 &（ロ）& 水トリー &（ハ）& \mathrm {E-E} \\[ 5pt ]
&（ニ）& \mathrm {E-T} &（ホ）& ポリ塩化ビニル &（ヘ）& 電気トリー \\[ 5pt ]
&（ト）& \mathrm {CVQ} \ ケーブル &（チ）& 化学トリー &（リ）& \mathrm {T-T} \\[ 5pt ]
&（ヌ）& 架橋ポリエチレン &（ル）& \mathrm {CVT} \ ケーブル &（ヲ）& 異種金属腐食 \\[ 5pt ]
&（ワ）& 応力腐食 &（カ）& ブチルゴム &（ヨ）& \mathrm {BN} \ ケーブル \\[ 5pt ]
\end{eqnarray}
\]
【ワンポイント解説】
地中配電線路の高圧ケーブルに関する問題です。
電験でも出題されたことがある空欄もありますが，(5)に関しては今まで出題された例はないかなと思います。
\( \ 3 \ \)つ以上の正答は目指したい問題です。
1.\( \ \mathrm {CV} \ \)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。
2.\( \ \mathrm {CVT} \ \)ケーブルの特徴
\( \ \mathrm {CVT} \ \)ケーブルは図2に示すように\( \ \mathrm {CV} \ \)ケーブルをより合わせたような構造をなっており，図3に示すような\( \ 3 \ \)心共通シース型の\( \ \mathrm {CV} \ \)ケーブルと比較し，以下のような特徴があります。
・介在物がなくより合わせた構造であることから，熱放散が良い
・熱放散が良いので，許容電流が\( \ 10 \ \mathrm {％} \ \)程大きくなる
・より合わせた構造であることから，熱伸縮による応力を吸収しやすい
・介在物がないため，軽量で曲げやすい
3.ケーブルに発生するトリーイング現象
架橋ポリエチレン絶縁体中に樹枝状の欠陥・劣化が進行する現象をトリーイング現象といい，その要因により名称が変わります。
①電気トリー
高電界下の部分放電によって，絶縁体が樹枝状に絶縁劣化していく現象です。絶縁体内部のボイド，金属などの導電性異物，遮蔽層界面の鋭い突起による局所的な電界集中で局所的な放電が起こり，その熱と電子衝突によって架橋ポリエチレンが分解・炭化し，放電路が形成されます。放電路ができるとその先端に電界が集中するため，さらに劣化が進展いきます。絶縁層を貫通すると絶縁破壊に至ります。
②水トリー
水分と電界が共存する環境下において，絶縁体中に微小水滴が樹枝状に連なって進展する劣化現象です。絶縁層内に混入した水分に局所的な電界の集中が発生し，劣化が進行していきます。電気トリーよりも弱い電界でも発生する特徴があり，進展速度は比較的緩やかです。発生箇所により内導水トリ，外導水トリー，ボウタイ状水トリーがあります。
③化学トリー
化学物質（硫黄化合物等）がケーブル内部に浸入し，絶縁体や導体と化学反応を起こして樹枝状の変質・腐食路を形成する現象です。温泉地，火山地帯，工場排水等に含まれる硫化水素や硫黄化合物等の化学物質により，硫化水素などが導体と反応して硫化銅生成し，これが絶縁体中へ樹枝状に成長していきます。析出物自体が導電性を持ち，電圧を加えなくても発生することがあります。
4.半導電層の構造の違いによるケーブルタイプの違い
\( \ \mathrm {CV} \ \)ケーブルにおいて，内部半導電層，絶縁体，外部半導電層の\( \ 3 \ \)層をどのように製造しているかによって，\( \ \mathrm {T-T} \ \)タイプ，\( \ \mathrm {E-T} \ \)タイプ，\( \ \mathrm {E-E} \ \)タイプに分かれます。\( \ \mathrm {T} \ \)はテープ式\( \ \left( \mathrm {Tape}\right) \ \)，\( \ \mathrm {E} \ \)は押出式\( \ \left( \mathrm {Extruded}\right) \ \)を意味します。
①\( \ \mathrm {T-T} \ \)タイプ
内外半導電層をテープ巻きで製造したタイプ。
②\( \ \mathrm {E-T} \ \)タイプ
内部半導電層を押出し，外部半導電層をテープ巻きで製造したタイプ。
③\( \ \mathrm {E-E} \ \)タイプ
内部半導電層・絶縁体・外部半導電層の\( \ 3 \ \)層を同時押出で製造したタイプ。外部半導電層が密着しており，水トリーの発生は大幅に軽減できますが，端末処理作業に専用工具と技術を必要とします。
【解答】
(1)解答：ル
題意より，解答候補は（ト）\( \ \mathrm {CVQ} \ \)ケーブル，（ル）\( \ \mathrm {CVT} \ \)ケーブル，（ヨ）\( \ \mathrm {BN} \ \)ケーブル，になると思います。
地中配電線路の高圧ケーブルで近年主に使用されているのは\( \ \mathrm {CVT} \ \)ケーブルとなります。\( \ \mathrm {CVQ} \ \)ケーブルは\( \ 4 \ \)本をより合わせた電力ケーブル，\( \ \mathrm {BN} \ \)ケーブルはブチルゴムで絶縁したケーブルです。
(2)解答：ヌ
題意より，解答候補は（ホ）ポリ塩化ビニル，（ヌ）架橋ポリエチレン，（カ）ブチルゴム，になると思います。
ワンポイント解説「1.\( \ \mathrm {CV} \ \)ケーブルの特徴」及び「2.\( \ \mathrm {CVT} \ \)ケーブルの特徴」の通り，\( \ \mathrm {CVT} \ \)ケーブルの絶縁材料には架橋ポリエチレンが用いられています。
(3)解答：ヘ
題意より，解答候補は（イ）孔食，（ロ）水トリー，（ヘ）電気トリー，（チ）化学トリー，（ヲ）異種金属腐食，（ワ）応力腐食，になると思います。
ワンポイント解説「3.ケーブルに発生するトリーイング現象」の通り，絶縁体内の異物，ボイドや突起が内在することによる局所的な高電界部での放電や，開閉サージ等によって樹枝状の絶縁劣化が進展する現象を電気トリーといいます。
(4)解答：ロ
題意より，解答候補は（イ）孔食，（ロ）水トリー，（ヘ）電気トリー，（チ）化学トリー，（ヲ）異種金属腐食，（ワ）応力腐食，になると思います。
ワンポイント解説「3.ケーブルに発生するトリーイング現象」の通り，外傷箇所をはじめ，ケーブル接続部やシースを透過した水分の存在と電界の共存状態において発生する絶縁劣化現象を水トリーといいます。
(5)解答：ハ
題意より，解答候補は（ハ）\( \ \mathrm {E-E} \ \)，（ニ）\( \ \mathrm {E-T} \ \)，（リ）\( \ \mathrm {T-T} \ \)，になると思います。
ワンポイント解説「4.半導電層の構造の違いによるケーブルタイプの違い」の通り，三層同時押し出し方式は\( \ \mathrm {E-E} \ \)タイプとなります。
【令和８年度版２種一次試験】
