令和5年度第三種電気主任技術者上期試験　法規科目 問131 解説 問13(a) 問13(a)

問13(a) 低温季における電線1条、長さ1m当たりの風圧荷重

正答は 14.7 N です。これは、電気設備技術基準の解釈第66条第1項第1号ロの規定に基づき、電線の仕様と風圧荷重の定義から計算される値です。

風圧荷重の基本概念

架空電線路に作用する風圧荷重は、電線の形状や周囲の状況によって変化します。電気設備技術基準の解釈では、地域や季節に応じて、考慮すべき風圧荷重の種類（甲種風圧荷重、乙種風圧荷重など）が定められています。

• 甲種風圧荷重: 風が直接電線に作用する力であり、電線の表面積と風圧の積で計算されます。この問題では、風圧の基準値として 980 Pa が与えられています。Pa（パスカル）は圧力の単位であり、1Paは1平方メートルあたり1ニュートンの力に相当します。
• 乙種風圧荷重: 積雪や着氷によって電線にかかる荷重であり、電線の断面積や材質、積雪の厚さなどから計算されます。

問題の条件と適用される法則

この問題では、以下の条件が与えられています。

• 設置場所: 人が多く連なっている場所以外の場所であって、氷雪の多い地方のうち、海岸その他の低温季に最大風圧を生じる地方。
• 電線: 公称断面積 60 mm²、仕上り外径 15 mm の 6600 V 屋外用ポリエチレン絶縁電線 (6600 V OE)。
• 甲種風圧荷重: 980 Pa。
• 乙種風圧荷重の計算で用いる氷雪の厚さ: 6 mm。
• 問(a)の対象: 低温季において電線 1 条、長さ 1 m 当たりに加わる風圧荷重。

問(a)で問われているのは、低温季における「風圧荷重」であり、これは主に甲種風圧荷重を指します。電気設備技術基準の解釈第66条第1項第1号ロでは、架空電線路の電線に対する甲種風圧荷重は、電線の水平投影面積1m²につき980Paであると規定されています。

風圧荷重の計算手順

1. 電線の水平投影面積の算出: 風圧荷重は、風が当たる電線の「水平投影面積」に作用すると考えます。電線の仕上り外径が 15 mm であるため、長さ 1 m 当たりの電線の水平投影面積は、以下のようになります。

   • 外径: 15 mm = 0.015 m
   • 長さ: 1 m
   • 水平投影面積 = 外径 × 長さ = 0.015 m × 1 m = 0.015 m²

2. 風圧荷重の計算: 電気設備技術基準の解釈に基づき、甲種風圧荷重は 1 m² あたり 980 Pa です。したがって、電線 1 条、長さ 1 m 当たりに加わる風圧荷重は、計算した水平投影面積に甲種風圧荷重の値を乗じることで求められます。

   • 風圧荷重 = 甲種風圧荷重 × 水平投影面積
   • 風圧荷重 = 980 Pa × 0.015 m²

3. 結果の算出: 980 Pa × 0.015 m² = 14.7 N

この計算結果は、選択肢 14.7 N に最も近いため、正答となります。

電線の仕上り外径15mmと、甲種風圧荷重980Paという条件から、風圧荷重が14.7Nと計算されることがわかります。