《電力》〈変電〉[R07上:問6]ガス絶縁開閉装置の特徴に関する論説問題

【問題】

【難易度】★☆☆☆☆（易しい）

ガス絶縁開閉装置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)　絶縁性能の高いガスを用いることで装置を小形化でき，気中絶縁の装置を用いた変電所と比較して，変電所の体積と面積を大幅に縮小できる。

(2)　我が国では，ガス絶縁開閉装置の保守や廃棄の際，絶縁ガスの大部分は回収されている。

(3)　ガス絶縁開閉装置の絶縁ガスは，大気圧以下の\( \ \mathrm {{SF}_{6}} \ \)ガスである。

(4)　ガス絶縁開閉装置の金属容器内部に，金属異物が混入すると，絶縁性能が低下することがあるため，製造時や据え付け時には，金属異物が混入しないよう，細心の注意が払われる。

(5)　ガス絶縁開閉装置の充電部を支持するスペーサにはエポキシ等の樹脂が用いられる。

【ワンポイント解説】

ガス絶縁開閉装置に関する問題です。
ガス絶縁開閉装置に使用される\( \ \mathrm {{SF}_{6}} \ \)ガスは電験でも非常に出題されやすい内容です。特徴をしっかりと理解しておくようにしましょう。
本問は令和元年問6からの再出題となります

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
・圧力変化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.\( \ \mathrm {GIS} \ \)変電所の特徴
\( \ \mathrm {GIS} \ \)変電所は接地容器内に遮断器，断路器，計器用変成器等を納め，絶縁性の高い\( \ \mathrm {SF_{6}} \ \)ガスで充填し，密閉構造としたものです。

気中絶縁変電所と比較して，絶縁距離を短くすることができるので，省スペースを実現でき，高さも低くすることが出来ます。また，密閉構造であり外部からの汚損を受けないため，信頼性が高く，保守も容易です。ただし，様々な設備を一体構造としているため，内部事故発生時には復旧に時間を要することになります。

内部の充電部を支持するスペーサには有機絶縁物であるエポキシ等の樹脂が用いられ，スペーサ取付部があることで，主回路と容器の間に静電容量が形成され主回路にサージが進行した際に静電誘導により容器にも電位の変動が生じることがあるので，容器も保護対象とする必要があります。

したがって，避雷器を線路引込口に設置し，変電所全体として保護されます。

出典：大嶋輝夫、山崎康夫著　これも×２知っておきたい　電気技術者の基本知識　P.108，2014，電気書院

【解答】

解答：(3)
(1)正しい
ワンポイント解説「2.\( \ \mathrm {GIS} \ \)変電所の特徴」の通り，高い絶縁性能を有する\( \ \displaystyle \mathrm {SF_{6}} \ \)ガスを用いることで，装置全体を小型化することができ，変電所も小さくすることができます。

(2)正しい
ワンポイント解説「1.\( \ \displaystyle \mathrm {SF_{6}} \ \)ガスの特徴」の通り，\( \ \displaystyle \mathrm {SF_{6}} \ \)ガスは温室効果ガスに指定されているため，ガス絶縁開閉装置の保守や廃棄の際，絶縁ガスの大部分は回収されています。

(3)誤り
ワンポイント解説「1.\( \ \displaystyle \mathrm {SF_{6}} \ \)ガスの特徴」の通り，ガス絶縁開閉装置は高い絶縁能力を維持するため，大気圧より高い圧力で運転されます。

(4)正しい
問題文の通り，ガス絶縁開閉装置の金属容器内部に，金属異物が混入すると，絶縁性能が低下することがあるため，製造時や据え付け時には，金属異物が混入しないよう，細心の注意が払われます。したがって，事前に工場にてできるだけ完成に近い状態まで制作し，据え付け時には最低限の工事に留めるよう配慮するのが一般的です。

(5)正しい
ワンポイント解説「2.\( \ \mathrm {GIS} \ \)変電所の特徴」の通り，ガス絶縁開閉装置の充電部を支持するスペーサにはエポキシ等の樹脂が用いられています。