《電力》〈変電〉[H24:問4]複合がい管・がいしの特性と適用に関する空欄穴埋問題

Contents

1 【問題】
2 【ワンポイント解説】
3 【解答】

【問題】

【難易度】★★★☆☆（普通）

次の文章は，複合がい管・がいし（有機・ポリマーがい管・がいしともいう）の特性と適用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。

送電線や変電機器のがい管，がいしには，従来から磁器性のものが広く採用されているが，近年，これに加えて$ \ \fbox {　（１）　} \ $製の筒に$ \ \fbox {　（２）　} \ $を被覆した複合がい管・がいしが採用されてきている。

複合がい管・がいしの長所は，軽量であること，$ \ \fbox {　（３）　} \ $があるため耐汚損性能が良好であることなどである。一方，複合がい管・がいしは上記のような長所をもつ反面，寿命特性を十分確認することが必要である。

複合がい管・がいしは，軽量であることから，$ \ 66 \ \mathrm {[kV]} \ $，$ \ 77 \ \mathrm {[kV]} \ $送電線では$ \ \fbox {　（４）　} \ $に多く適用されている。変電所ではガス遮断器のブッシングや$ \ \fbox {　（５）　} \ $にも一部適用されている。

〔問4の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）&　分路リアクトル　　　　　&（ロ）&　ポリエステル　　　　　&（ハ）&　ジャンパ装置 \\[ 5pt ] &（ニ）&　懸垂がいし　　　　　&（ホ）&　避雷器　　　　　&（ヘ）&　相間スペーサ \\[ 5pt ] &（ト）&　アクリル　　　　　&（チ）&　シリコーンゴム　　　　　&（リ）&　親水性 \\[ 5pt ] &（ヌ）&　\mathrm {FRP}　　　　　&（ル）&　耐熱性　　　　　&（ヲ）&　ウレタンゴム \\[ 5pt ] &（ワ）&　接地装置　　　　　&（カ）&　クロロプレンゴム　　　　　&（ヨ）&　はっ水性 \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

ポリマーがいしに関する出題です。若干マニアックな内容ではありますが，設備を扱う上では碍子に関する知識はある程度必要となるので，実務には役立つ内容かもしれません。私も変電所において，がいし取替えをした際，様々な文献を見ましたが，電験の内容としては必要以上の内容は深追いしないようにする方が良いと思います。

1.ポリマーがいし・がい管の特徴
ポリマーがいしは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）の表面にシリコーンゴムを被覆したがいし及びがい管で以下のような特徴があります。
①小型・軽量であるため，作業性が良い
②加工性に優れるため，形状の自由度も大きい
③材料費が安価
④撥水性に優れ，高い絶縁能力を持つ
⑤繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）は高い引張強さを持つため，径を細くすることが可能
④酸性雨や紫外線等環境的要因により経年劣化する
⑤アーク放電やコロナ放電等の電界においても劣化する

出典：ポリマー材料の屋外用電気絶縁機器への適用　総説特集　過酷環境で活躍するソフトマテリアル
https://www.jstage.jst.go.jp/article/gomu/86/12/86_373/_pdf/-char/ja

【解答】

(1)解答：ヌ
題意より解答候補は，（ロ）ポリエステル，（ト）アクリル，（ヌ）$ \ \mathrm {FRP} \ $，になると思います。ワンポイント解説「1.ポリマーがいし・がい管の特徴」の通り，ポリマーがいしは$ \ \mathrm {FRP} \ $を使用しています。ポリエステルは衣料品，アクリルは水槽等に使用されているかと思います。

(2)解答：チ
題意より解答候補は，（チ）シリコーンゴム，（ヲ）ウレタンゴム，（カ）クロロプレンゴム，になると思います。ワンポイント解説「1.ポリマーがいし・がい管の特徴」の通り，ポリマー碍子はシリコーンゴムを被覆した構造となっています。ウレタンゴムは電気絶縁性に優れるため，電気用品にも利用されていますが，がいしには使用されていません。クロロプレンゴムはベルトやホース等に利用されています。

(3)解答：ヨ
題意より解答候補は，（リ）親水性，（ル）耐熱性，（ヨ）はっ水性，になると思います。シリコーンゴムははっ水性以外にも耐熱性がありますが，がいしとしての用途としてははっ水性が重要となります。

(4)解答：ヘ
題意より解答候補は，（イ）分路リアクトル，（ニ）懸垂がいし，（ヘ）相間スペーサ，になると思います。ポリマー碍子は物理的には懸垂がいしにも採用可能ですが，送電線ではその軽量性を考慮し相間スペーサに多く適用されています。

(5)解答：ホ
題意より解答候補は，（ハ）ジャンパ装置，（ホ）避雷器，（ワ）接地装置，になると思います。ポリマがいしは磁器がいしの避雷器に比べ，小型化・軽量化を図ることができるため，避雷器にも適用されています。