令和5年度第三種電気主任技術者上期試験　電力科目 問80 解説 問8 問8

ギャップレス避雷器は酸化亜鉛(ZnO)の非直線抵抗特性を利用し、ガス開閉器は絶縁媒体として六ふっ化硫黄(SF6)ガスを用い、CVケーブルは絶縁体中の水分の浸入により水トリーが発生し、柱上変圧器は鉄心で発生する鉄損を伴うことから、これらを組み合わせたものが正答となります。

配電用機材の技術的性質

(ア) ギャップレス避雷器 避雷器は過電圧から機器を保護する装置です。かつては放電ギャップを設けていましたが、現在主流のギャップレス避雷器は、酸化亜鉛(ZnO)を主成分とする焼結体を用いた素子で構成されます。この素子は、常時は絶縁体として動作し、過電圧が印加された際には急激に抵抗値が下がる「非直線抵抗特性」を持つため、放電ギャップなしで過電圧を大地へ逃がすことが可能です。

(イ) ガス開閉器 気中や油中での絶縁耐力を高めるために、優れた絶縁性能と消弧性能を持つ六ふっ化硫黄(SF6)ガスを封入した開閉器です。SF6ガスは化学的に安定しており、高電圧設備の小型化やメンテナンス性の向上に寄与します。

(ウ) CVケーブル 架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル(CVケーブル)は、電力の送配電に広く用いられるケーブルです。湿気が絶縁体である架橋ポリエチレン内部に浸入すると、微細な木の枝のような形状の絶縁破壊が生じることがあり、これを「水トリー」と呼びます。水トリーは長期間の使用で絶縁性能を低下させる原因となります。

(エ) 柱上変圧器 電柱上に設置され、配電電圧を変圧して需要家に供給する設備です。変圧器内部の鉄心には磁束が通り、磁束の変化に伴って鉄心内でエネルギー損失が生じます。これを「鉄損」といい、変圧器の損失の大きな要素として設計や運転時の重要な指標となります。なお、設問にある「ギャロッピング」は、送電線などが強風を受けて雪だるま状の着氷雪により激しく振動する現象であり、本機材とは直接関係ありません。

組み合わせの判断

1. ギャップレス避雷器に酸化亜鉛(ZnO)を対応させます。
2. ガス開閉器に六ふっ化硫黄(SF6)を対応させます。
3. CVケーブルに水トリーを対応させます。
4. 柱上変圧器に鉄損を対応させます。

これらの対応関係を整理すると、選択肢の中でこれらすべてが一致しているのは(ア)-(c)、(イ)-(d)、(ウ)-(a)、(エ)-(b)の組み合わせです。

それぞれの用語が示す機材の構造や特性のリストに目を戻すと、電力システムの安定を支える機器とその劣化要因や物理現象が結びついて見えてきます。

参考リンク

• 【電験三種】避雷器の仕組みを解説！ギャップレス避雷器とは？
• 【実務】SF6ガス開閉器のガス圧低下点検について(YouTube)
• 絶縁破壊(JIS C 60050-212:2010)