令和7年度第三種電気主任技術者下期試験 機械科目 問80 解説 問8 問8
問8 次の文章は，電力用コンデンサに関する記述である。電力用コンデンサには，進相コンデンサ，調相コンデンサ及び直列コンデンサがあり，さらにフィルタ用コンデンサやサージ吸収用コンデンサなどを含めることがある。電力用コンデンサは，一般的に複数枚の薄葉誘電体を金属はく電極とともに巻き込み，リード線を引き出した単位コンデンサの集合で構成し，容器などに収納したものである。また，電極として蒸着金属が用いられることがある。誘電体には，広い面積にわたり厚さが均一であること，適当な機械的強度を有すること，誘電率が(ア)その温度変化が少ないこと，誘電正接が(イ)絶縁抵抗及び絶縁耐力が(ウ)こと，耐熱性に優れ長期安定性に優れていることなどが求められる。電力用コンデンサの(エ)点検としては，油漏れ，発錆，がいしの汚損，容器の変形，端子部の過熱及び機器の異常加熱などの有無について確認を行う。また，数年ごとあるいは異常発生時に行う(オ)点検として，(エ)点検項目のほかにコンデンサの静電容量・損失の測定，端子－外箱間の絶縁抵抗測定，耐電圧試験などを実施する。上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- (1) 高く 大きく 高い 日常 特別
- (2) 高く 小さく 高い 日常 特別 ✓ 正答
- (3) 高く 小さく 低い 特別 日常
- (4) 低く 大きく 高い 特別 日常
- (5) 低く 大きく 低い 特別 日常
解説
電力用コンデンサの誘電体は静電容量を大きくするために高い誘電率が必要であり、損失を抑えるために小さい誘電正接が求められるため、(ア)には「高く」、(イ)には「小さく」が当てはまります。
誘電体に求められる特性
コンデンサは二つの電極の間に誘電体を挟み込んだ構造をしており、静電容量 は誘電体の誘電率 、電極面積 、電極間距離 を用いて と表されます。この式から、同じ大きさのコンデンサでより大きな静電容量を得るためには、誘電率 はできるだけ「高い」ことが望まれます。
また、誘電体内部では交流電圧によって電気エネルギーが熱として失われる現象（誘電損）が発生します。この損失の度合いを示す指標が「誘電正接（tan δ）」です。誘電正接が大きいと、コンデンサ自体が異常発熱し、劣化を早める原因となるため、誘電正接は「小さい」ことが求められます。加えて、高い電圧をかけても絶縁破壊を起こさないように、絶縁耐力は「高い」ことが必須条件となります。
電力用コンデンサの点検分類
電気設備の保守管理において、点検は主に実施頻度と内容の深さで分類されます。
日常点検（巡視点検） 設備の運転状態を維持するために、運転中や停止中に五感や簡易測定器を用いて実施する点検です。外部から見て明らかな異常、例えば油漏れ、発錆、がいしの汚れ、変形、過熱などの兆候がないかを確認します。
特別点検（精密点検） 日常点検では確認できない、機器内部の劣化状況を把握するために実施します。数年ごとの定期的なものや、事故発生時に精密に行う点検であり、静電容量の測定、絶縁抵抗測定、誘電正接の測定（損失の測定）、耐電圧試験など、専門的な試験器を用いて定量的なデータを取得します。
これらを踏まえると、外観の有無を確認する項目には「日常」点検が対応し、静電容量や耐電圧試験などの専門的な測定を伴うものには「特別」点検が対応することになります。
電力用コンデンサの油漏れや変形の有無と、静電容量の変化率という二つの側面に目を向けてみると、日常的な監視と専門的な診断の使い分けが見えてきます。
参考リンク
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