《電力》〈変電〉[H19:問2]酸化亜鉛形避雷器の試験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】★★★★☆（やや難しい）

次の文章は，酸化亜鉛形避雷器の試験に関する記述である。文中の$ \ \fbox{$\hskip3em\Rule{0pt}{0.8em}{0em}$} \ $に当てはまる語句を解答群の中から選び，その記号をマークシートに記入しなさい。

避雷器の試験には，一般的な構造検査や絶縁抵抗測定試験の他，代表的な次のような試験が挙げられる。

①　漏れ電流試験は，定格電圧の$ \ 90 \ \mathrm {[％]} \ $及び連続使用電圧に相当する商用周波電圧を印加して測定する。この場合，全漏れ電流の他，$ \ \fbox {　（１）　} \ $漏れ電流も測定する。

②　保護特性試験は，$ \ \fbox {　（２）　} \ $，雷インパルス及び開閉インパルスの三種類の電流波形について，所定の電流値における$ \ \fbox {　（３）　} \ $を測定する。

③　耐久性については，$ \ 30 \ $年間の使用期間中の連続運転電圧の課電，雷サージ（公称放電電流）$ \ 15 \ $回，開閉サージ（遮断器の正常動作で発生するレベル）$ \ 50 \ $回，$ \ \fbox {　（４）　} \ $$ \ 50 \ $回の四つの電気的ストレスを等価模擬した安定性評価試験を行う。

④　放圧試験は，避雷器の内部地絡をヒューズ発弧で模擬し，所定の放電電流を通電した場合，放圧装置が確実に動作し，$ \ \fbox {　（５）　} \ $しないことを確認する試験である。

〔問2の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）&　容量分　　　　　&（ロ）&　抵抗分　　　　　&（ハ）&　方形波 \\[ 5pt ] &（ニ）&　急しゅん雷インパルス　　　　　　　　&（ホ）&　熱暴走　　　　　&（ヘ）&　制限電圧 \\[ 5pt ] &（ト）&　爆発飛散　　　　　&（チ）&　裁断波　　　　　&（リ）&　共振過電圧 \\[ 5pt ] &（ヌ）&　動作開始電圧　　　　　&（ル）&　直流分　　　　　&（ヲ）&　短　絡 \\[ 5pt ] &（ワ）&　短時間過電圧　　　　　&（カ）&　負荷遮断時の過電圧　　　　　　　&（ヨ）&　放電開始電圧 \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

酸化亜鉛形避雷器の試験方法に関する問題です。
$ \ \mathrm {JEC} \ $に規定されている内容が出題され，$ \ 1 \ $種でそのまま出題されてもおかしくないレベルの問題と言えます。
電験受験生としては厳しい内容なので，避雷器の特性等を考えながら選択肢を絞りある程度得点できるようにしておきましょう。

1.避雷器の試験方法
避雷器の試験には以下の試験があります。電験においては具体的な数値を暗記する必要はありませんが，避雷器に求められる責務をイメージしながら概要を知っておくようにしましょう。

①漏れ電流試験
定格電圧の$ \ 90 \ \mathrm {[％]} \ $及び連続使用電圧に相当する商用周波電圧を印加して，全漏れ電流と抵抗漏れ電流を測定します。
避雷器は$ \ \mathrm {ZnO} \ $を誘電体とするコンデンサのような構造をしているため，容量分と抵抗分の電流があり，$ \ \mathrm {ZnO} \ $素子が劣化してくると抵抗分が大きく変化します。

②動作開始電圧試験
小電流領域における所定の電流値（抵抗漏れ電流$ \ 1～3 \ \mathrm {[mA]} \ $）に対する避雷器端子間電圧を測定し，連続使用電圧や短時間過電圧に耐える能力を試験します。
使用電圧に応じ電圧の下限値が設定されています。

③制限電圧試験
雷サージ及び開閉サージに対する制限電圧の値を求めることが目的の試験で，規定されている急しゅん波雷インパルス，雷インパルス，開閉インパルスの電流波形について，制限電圧を求める試験となります。

④安定性評価試験
実系統で課せられる責務を果たし，引き続き使用できることを確認するための試験で，周囲温度$ \ 25 \ ℃ \ $で$ \ 30 \ $年間の使用期間中の連続運転電圧の課電，雷サージ$ \ 15 \ $回，開閉サージ$ \ 50 \ $回，短時間過電圧$ \ 50 \ $回の$ \ 4 \ $種類の電気的ストレスを想定した試験を行います。

⑤放圧試験
避雷器の内部地絡をヒューズ発弧で模擬し，放圧装置が確実に動作することを確認する試験です。避雷器には，発熱時の気体の膨張により，がい管内の圧力が上昇し爆発飛散する可能性があるため放圧装置が設けられています。

【解答】

(1)解答：ロ
題意より，解答候補は（イ）容量分，（ロ）抵抗分，（ル）直流分，になると思います。
ワンポイント解説「1.避雷器の試験方法」の通り，酸化亜鉛形避雷器の試験として実施するのは抵抗分漏れ電流となります。

(2)解答：ニ
題意より，解答候補は（ハ）方形波，（ニ）急しゅん雷インパルス，（チ）裁断波，になると思います。
ワンポイント解説「1.避雷器の試験方法」の通り，保護特性試験は急しゅん雷インパルス，雷インパルス，開閉インパルスの三種類の波形を扱います。

(3)解答：ヘ
題意より，解答候補は（ヘ）制限電圧，（ヌ）動作開始電圧，（ヨ）放電開始電圧，になると思います。
ワンポイント解説「1.避雷器の試験方法」の通り，保護特性試験は急しゅん雷インパルス，雷インパルス，開閉インパルスの三種類の波形について，所定の電流値における制限電圧を測定します。

(4)解答：ワ
題意より，解答候補は（リ）共振過電圧，（ワ）短時間過電圧，（カ）負荷遮断時の過電圧，になると思います。
ワンポイント解説「1.避雷器の試験方法」の通り，安定性評価試験は，$ \ 30 \ $年間の使用期間中の連続運転電圧の課電，雷サージ（公称放電電流）$ \ 15 \ $回，開閉サージ（遮断器の正常動作で発生するレベル）$ \ 50 \ $回，短時間過電圧$ \ 50 \ $回の四つの電気的ストレスを等価模擬した試験を行います。

(5)解答：ト
題意より，解答候補は（ホ）熱暴走，（ト）爆発飛散，（ヲ）短絡，になると思います。
ワンポイント解説「1.避雷器の試験方法」の通り，放圧試験は，避雷器の内部地絡をヒューズ発弧で模擬し，所定の放電電流を通電した場合，放圧装置が確実に動作し，爆発飛散しないことを確認する試験となります。