令和6年度第三種電気主任技術者下期試験　電力科目 問140 解説 問14 問 14

軟銅線は硬銅線を焼きなまして製造されるため可とう性は良くなりますが、内部の結晶構造が整い不純物の影響が相対的に緩和されることで硬銅線よりも導電率が高くなるため、選択肢(4)の記述は誤りです。

導電材料としての銅の性質と導電率

電気設備で用いられる導電材料には、電気抵抗が小さく、かつ必要な機械的強度を備えていることが求められます。銅は銀に次いで導電率が高く、加工性にも優れているため、電線やケーブルの導体として広く利用されています。

導電率を評価する指標として、国際焼鈍銅標準（IACS）が用いられます。これは20 ℃における標準軟銅の抵抗率を基準として、百分率（%）で表したものです。具体的には、この標準軟銅の導電率を100 %とし、試験対象の導体がこれに対してどの程度の導電性能を持っているかを比較します。

硬銅線と軟銅線の特徴

銅線は機械的な強度や用途に応じて「硬銅線」と「軟銅線」に分けられます。

硬銅線は、伸線加工によって銅を硬く引き伸ばしたもので、引張強さが大きく、架空送電線のように自重や風圧に耐える強度が必要な箇所に適しています。一方で、硬銅線を加熱して徐冷する「焼きなまし」という工程を経て作られるのが軟銅線です。焼きなましによって銅内部の結晶歪みが解消されると、材料は柔らかくなり曲げやすく（可とう性が高く）なります。この結晶状態の変化により、電気の流れやすさを示す導電率についても、硬銅線より軟銅線の方が高くなるという特性があります。

銅導体の選定と特性の判断

選択肢の各記述を銅の特性に基づき整理します。

1. 銅は銀に次いで高い導電率を持つ金属であり、(1)は正しい記述です。
2. 導電率は標準軟銅を基準とした百分率で評価するという定義に基づき、(2)は正しい記述です。
3. 電線材料には高い純度が求められるため、電気銅を精製した銅を用いることは一般的であり、(3)は正しい記述です。
4. 軟銅線は焼きなましによって製造され、可とう性は向上しますが、硬銅線よりも導電率は高くなります。このため、導電率が低くなるという記述が含まれる(4)が誤りとなります。
5. 屋内配線やケーブル等、曲げやすさが求められる箇所には軟銅線が適しており、強度が必要な架空送電線には硬銅線が適しているという用途の使い分けは、導電材料の性質として正当です。

硬銅線から軟銅線へ加工する工程における「焼きなまし」という言葉と、それがもたらす「導電率の変化」という二つの要素を重ねてみると、材料の物性が変化する理由が見えてきます。

参考リンク

• 電気主任技術者試験（電験三種）の試験対策と学習のコツ
• 銅の導電率と焼きなましの効果について学ぶ
• 国際焼鈍銅標準（IACS）の定義と技術的解説