【問題】
【難易度】★★☆☆☆（やや易しい）
電気絶縁材料に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
(1) ガス遮断器などに使用されている\( \ \mathrm {SF_{6}} \ \)ガスは，同じ圧力の空気と比較して絶縁耐力や消弧能力が高く，反応性が非常に小さく安定した不燃性のガスである。しかし，\( \ \mathrm {SF_{6}} \ \)ガスは，大気中に排出されると，オゾン層破壊への影響が大きいガスである。
(2) 変圧器の絶縁油には，主に鉱油系絶縁油が使用されており，変圧器内部を絶縁する役割のほかに，変圧器内部で発生する熱を対流などによって放散冷却する役割がある。
(3) \( \ \mathrm {CV} \ \)ケーブルの絶縁体に使用される架橋ポリエチレンは，ポリエチレンの優れた絶縁特性に加えて，ポリエチレンの分子構造を架橋反応により立体網目状分子構造とすることによって，耐熱変形性を大幅に改善した絶縁材料である。
(4) がいしに使用される絶縁材料には，一般に，磁器，ガラス，ポリマの3種類がある。我が国では磁器がいしが主流であるが，最近では，軽量性や耐衝撃性などの観点から，ポリマがいしの利用が進んでいる。
(5) 絶縁材料における絶縁劣化では，熱的要因，電気的要因，機械的要因のほかに，化学薬品，放射線，紫外線，水分などが要因となり得る。
【ワンポイント解説】
\( \ \mathrm {SF_{6}} \ \)ガスは無色・無臭・無害，不燃性で化学的にも安定した物質で，絶縁性能も高く，消弧能力も高い気体です。しかし，温室効果ガスに指定されているため，取扱時には機器を密閉し，内部の圧力管理を行う必要があります。
1.\( \ \mathrm {{SF}_{6}} \ \)ガスの特徴
\( \ \mathrm {{SF}_{6}} \ \)ガスは，気体絶縁材料としてガス遮断器\( \ \left( \mathrm {GCB}\right) \ \)やガス絶縁開閉装置\( \ \left( \mathrm {GIS}\right) \ \)，ガス絶縁変圧器等に利用され，以下の特徴を有しています。
・高い絶縁耐力を持つ
・高いアーク消弧能力を持つ
・無色，無臭，無毒のガスで安全である
・化学的，熱的に安定している
・熱伝達係数が大きく，冷却能力が高い
・固体液体材料に比べても誘電率，誘電正接が小さいため，誘電損が少ない
・空気より重い
・圧力により絶縁性能が変化する
・地球温暖化に影響を及ぼす（同量の二酸化炭素の\( \ 20 \ 000 \ \)倍以上）
2.\( \ \mathrm {CV} \ \)ケーブルの特徴
\( \ \mathrm {CV} \ \)ケーブルはポリエチレンの分子構造を架橋反応により立体網目状分子構造とした架橋ポリエチレンを絶縁体に使用したケーブルです。\( \ \mathrm {CV} \ \)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。
3.絶縁油に求められる特性
絶縁油は変圧器やコンデンサ等の電気機器に多用途に使用されるため，高い信頼性と安全性が求められます。石油を精製して作られる鉱物油が主に利用されていますが，近年では可燃性であることや水分や空気等に触れることで経年劣化すること，環境負荷が大きいこと等から，難燃性でより劣化しにくい合成絶縁油や，環境負荷の少ない植物油等も採用されてきています。
① 絶縁耐力が大きいこと
② 耐熱性に優れていること
③ 経年劣化しにくいこと
④ 粘度が低く，流動性が良いこと
⑤ 放熱性が良いこと
⑥ 化学的に安定であること
⑦ 引火点や発火点の温度が高いこと
⑧ 誘電損（誘電正接）が小さいこと
【解答】
解答：(1)
(1)誤り
問題文の通り，\( \ \mathrm {SF_{6}} \ \)ガスは，同じ圧力の空気と比較して絶縁耐力や消弧能力が高く，反応性が非常に小さく安定した不燃性のガスです。温室効果ガスに指定されているため，大気中に排出されると地球温暖化に影響を及ぼします。
(2)正しい
問題文の通り，変圧器の絶縁油には，主に鉱油系絶縁油が使用されており，変圧器内部を絶縁する役割のほかに，変圧器内部で発生する熱を対流などによって放散冷却する役割があります。
(3)正しい
問題文の通り，\( \ \mathrm {CV} \ \)ケーブルの絶縁体に使用される架橋ポリエチレンは，ポリエチレンの優れた絶縁特性に加えて，ポリエチレンの分子構造を架橋反応により立体網目状分子構造とすることによって，耐熱変形性を大幅に改善した絶縁材料で，以前は\( \ \mathrm {OF} \ \)ケーブルが主流でしたが，現在は\( \ \mathrm {CV} \ \)ケーブルが主流となっています。
(4)正しい
問題文の通り，我が国では磁器がいしが主流ですが，最近では，軽量性や耐衝撃性などの観点から，ポリマがいしの利用が進んでいます。
(5)正しい
問題文の通り，絶縁材料における絶縁劣化は，熱的要因，電気的要因，機械的要因のほかに，化学薬品，放射線，紫外線，水分などが要因となり得ます。
