令和7年度第三種電気主任技術者下期試験　電力科目 問90 解説 問9 問9

鉄塔塔脚の接地抵抗を低減させることが逆フラッシオーバの抑制に有効なのは、電力線への直撃雷ではなく、鉄塔への落雷によって鉄塔電位が急上昇する現象に対してであるため、選択肢(3)の記述は誤りとなります。

逆フラッシオーバ現象と接地抵抗の役割

架空送電線路において、雷撃が鉄塔または架空地線に加わった際、大きな雷電流が鉄塔を通って大地へ流れます。このとき、鉄塔の接地抵抗を $R$、雷電流を $I$ とすると、オームの法則により鉄塔の電位は $V = I \times R$ だけ上昇します。

もしこの鉄塔電位の上昇が非常に大きく、鉄塔（接地側）と電力線（送電線側）の間の絶縁性能（がいし装置のフラッシオーバ電圧）を超えてしまうと、鉄塔から電力線に向かってアーク放電が発生します。これが「逆フラッシオーバ」です。この現象を防ぐためには、鉄塔の接地抵抗 $R$ を低減させることで、雷撃時の鉄塔電位の上昇そのものを抑制することが極めて重要です。

各選択肢の判断

1. 不平衡絶縁方式の検討 二回線送電線路において、両回線の絶縁レベルに意図的な格差を設けることで、両回線同時にフラッシオーバする確率を下げ、一回線のみの事故にとどめる手法です。これにより、系統全体の供給支障を最小限に抑えることができます。

2. 架空地線の多条化と結合率 架空地線を多条にすることで、雷撃時の電流が分流し、かつ架空地線と電力線との間の電磁的な結合率が高まります。これにより、鉄塔電位が上昇した際に電力線側も電位が引き上げられる（電位上昇が同期する）ため、結果としてアークホーン間の電位差が緩和され、逆フラッシオーバが発生しにくくなります。

3. 接地抵抗と雷撃箇所の関係 逆フラッシオーバは、鉄塔に雷が落ちた場合に、鉄塔の電位が電力線よりも相対的に非常に高くなることで発生します。電力線に直接雷が落ちる「直撃雷」の場合は、電力線自体の電位が著しく上昇するため、接地抵抗を低減しても直接的な解決にはなりません。したがって、接地抵抗の低減は「鉄塔への雷撃」に対する対策であることを区別する必要があります。

4. 送電用避雷装置の機能 送電用避雷装置は、がいし装置と並列に設置されます。雷撃によってアークホーン間電圧が上昇した際、装置が先行して放電することで、がいし装置にかかる過電圧を抑制し、フラッシオーバによる停電を防止する役割を果たします。

5. 架空地線の遮へい角 遮へい角とは、垂直な鉄塔の中心線と、外側の電力線とを結ぶ線が、架空地線から見下ろす角度を指します。この角度が小さいほど、架空地線が電力線を広く保護する形となり、直撃雷から電力線を守る確率が高まります。

鉄塔の頂部から地中へと流れる雷電流の通り道をイメージしながら、接地抵抗と鉄塔の電位上昇の関係を重ねてみると、現象の起こる仕組みが見えてきます。

参考リンク

• 送電線の雷害対策（送電工学）
• 架空送電線路の雷過電圧と雷害対策のシミュレーション技術
• 電気学会 電気工学ハンドブック（逆フラッシオーバ現象の定義）