《電力》〈電気材料〉[R2:問14]電力ケーブル,変圧器などの電力用設備に使用される絶縁油に関する論説問題

【問題】

【難易度】★★★☆☆(普通)

我が国のコンデンサ,電力ケーブル,変圧器などの電力用設備に使用される絶縁油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) 絶縁油の誘電正接は,変圧器,電力ケーブルに使用する場合には小さいものが,コンデンサに使用する場合には大きいものが適している。

(2) 絶縁油には,一般に熱膨張率,粘度が小さく,比熱,熱伝導率が大きいものが適している。

(3) 電力用設備の絶縁油には,一般に古くから鉱油系絶縁油が使用されているが,難燃性や低損失性など,より優れた特性が要求される場合には合成絶縁油が採用されている。また,環境への配慮から植物性絶縁油の採用も進められている。

(4) 絶縁油は,電力用設備内を絶縁するために使用される以外に,絶縁油の流動性を利用して電力用設備内で生じた熱を外部へ放散するために使用される場合がある。

(5) 絶縁油では,不純物や水分などが含まれることにより絶縁性能が大きく影響を受け,部分放電の発生によって分解ガスが生じる場合がある。このため,電力用設備から採油した絶縁油の水分量測定やガス分析等を行うことにより,絶縁油の劣化状態や電力用設備の異常を検知することができる。

【ワンポイント解説】

電力用設備に使用される液体絶縁材料は絶縁油であり,絶縁油は石油を精製して作られる鉱油が主に利用されています。
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が採用されてきています。

1.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。主な求められる特性は以下の通りです。
 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
ワンポイント解説「1.絶縁油に求められる特性」の通り,コンデンサも例外なく電気機器に使用する絶縁油は,誘電損(誘電正接)が小さいことが求められます。

(2)正しい
ワンポイント解説「1.絶縁油に求められる特性」の通り,絶縁油は一般に熱膨張率,粘度が小さく,比熱,熱伝導率が大きいものが適しています。

(3)正しい
電力用設備の絶縁油には,一般に古くから鉱油系絶縁油が使用されていますが,合成絶縁油や植物性絶縁油の採用も進められています。

(4)正しい
ワンポイント解説「1.絶縁油に求められる特性」の通り,絶縁油は,電力用設備内を絶縁するために使用される以外に,絶縁油の流動性を利用して電力用設備内で生じた熱を外部へ放散するために使用される場合があり,放熱性が良いことも求められます。

(5)正しい
絶縁油では,不純物や水分などが含まれることにより絶縁性能が大きく影響を受け,部分放電の発生によって分解ガスが生じる場合があります。電力用設備から採油した絶縁油の水分量測定やガス分析等を行うことにより,絶縁油の劣化状態や電力用設備の異常を検知することができます。