《電力》〈電気材料〉[R01:問14]固体、液体、気体の電気絶縁材料に関する論説問題

【問題】

【難易度】★★★★☆（やや難しい）

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)　気体絶縁材料は，液体，固体絶縁材料と比較して，一般に電気抵抗率及び誘電率が低いため，固体絶縁材料内部にボイド（空隙，空洞）が含まれると，ボイド部での電界強度が高められやすい。

(2)　気体絶縁材料は，液体，固体絶縁材料と比較して，一般に絶縁破壊強度が低いが，気圧を高めるか，真空状態にすることで絶縁破壊強度を高めることができる性質がある。

(3)　内部にボイドを含んだ固体絶縁材料では，固体絶縁材料の絶縁破壊が生じなくても，ボイド内の気体が絶縁破壊することで部分放電が発生する場合がある。

(4)　固体絶縁材料は，熱や電界，機械的応力などが長時間加えられることによって，固体絶縁材料内部に微小なボイドが形成されて，部分放電が発生する場合がある。

(5)　固体絶縁材料内部で部分放電が発生すると，短時間に固体絶縁材料の絶縁破壊が生じることはなくても，長時間にわたって部分放電が継続的又は断続的に発生することで，固体絶縁材料の絶縁破壊に至る場合がある。

【ワンポイント解説】

電気材料からの出題です。電力科目では出題される問題数が少ない分野です。本問の内容は法規の電気施設管理にも関連する内容です。比較的出題されやすい内容となるので，よく理解しておくようにしましょう。
固体絶縁材料では送電線で使用するがいしや\( \ \mathrm {CV} \ \)ケーブルで使用する架橋ポリエチレン，油入変圧器で使用する絶縁紙等があり，液体絶縁材料では\( \ \mathrm {OF} \ \)ケーブルや変圧器で使用する鉱物油や合成油等があり，気体絶縁材料では遮断器や開閉器等で使用する\( \ \mathrm {SF_{6}} \ \)ガスや圧縮空気等があります。

【解答】

解答：(1)
(1)誤り
気体絶縁材料は，液体，固体絶縁材料と比較して，一般に誘電率は低いですが，電気抵抗率は高いです。後半部分の記述も正しいため，少し引っ掛け要素のある問題となっています。

(2)正しい
問題文の通り，気体絶縁材料は，液体，固体絶縁材料と比較して，一般に絶縁破壊強度が低いですが，気圧により絶縁破壊強度が変化する特性があるため，\( \ \mathrm {SF_{6}} \ \)ガスや空気においては圧力を高めて使用します。

(3)正しい
問題文の通り，内部にボイドを含んだ固体絶縁材料では，固体絶縁材料の絶縁破壊が生じなくても，ボイド内の気体が絶縁破壊することで部分放電が発生する場合があります。

(4)正しい
問題文の通り，固体絶縁材料は，熱や電界，機械的応力などが長時間加えられることによって，固体絶縁材料内部に微小なボイドが形成されて，部分放電が発生する場合があります。

(5)正しい
問題文の通り，固体絶縁材料内部で部分放電が発生すると，短時間に固体絶縁材料の絶縁破壊が生じることはなくても，長時間にわたって部分放電が継続的又は断続的に発生することで，固体絶縁材料の絶縁破壊に至る場合があります。