令和7年度第三種電気主任技術者上期試験 電力科目 問100 解説 問10 問10
問10 地中送電線路に使用される各種電力ケーブルに関する記述として、誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- (1) OF ケーブルは，絶縁体として絶縁紙と絶縁油を組み合わせた油浸紙絶縁ケーブルである。OF ケーブルには油通路が設けられており，絶縁油の加圧によりボイドの発生を抑制して絶縁強度を確保するための給油設備が必要である。
- (2) CV ケーブルは，絶縁体として架橋ポリエチレンを使用したケーブルである。架橋ポリエチレンは，ポリエチレンの分子構造を架橋反応により立体網目状分子構造とすることで，熱可塑性を大幅に向上させた絶縁材料である。 ✓ 正答
- (3) CV ケーブルは，OF ケーブルと比較して給油設備が不要であり，保守性に優れている。一方で，水トリーの発生による絶縁劣化があるため，CV ケーブルには金属シースや遮水層を設ける場合がある。
- (4) CVT ケーブルは，単心 CV ケーブル 3 条をより合わせたトリプレックス形 CV ケーブルであり，3 心共通シース形 CV ケーブルと比較してケーブルの熱抵抗が小さいため電流容量を大きくできるとともに，ケーブルの接続作業性がよい。
- (5) OF ケーブルは，油圧の常時監視によって金属シースや鋼管の欠陥，外傷などに起因する漏油を検知することで，油圧の異常低下による絶縁破壊事故の未然防止を図ることができる。
解説
架橋ポリエチレン（XLPE）は、ポリエチレンの分子鎖を放射線や化学薬品による架橋反応で立体網目状に結合させたものであり、これにより向上するのは熱可塑性ではなく耐熱性であるため、選択肢(2)の記述が誤りです。
架橋ポリエチレンの分子構造と性質
ポリエチレンは、エチレン分子を重合させた鎖状の分子構造を持つ樹脂で、加熱すると柔らかくなり、溶融する「熱可塑性」という性質を持っています。しかし、そのままでは高温環境下で強度が低下し、電気絶縁材料としての性能を十分に発揮できません。
そこで、ポリエチレンの分子鎖間に「架橋」と呼ばれる化学的な結合（橋渡し）を形成させ、全体を立体網目状の分子構造へと変化させるのが架橋ポリエチレンです。この構造変化により、分子鎖同士が結合しているため、高温になっても溶融や変形が起こりにくくなります。このため、最高許容温度が高まり、大電流を送電してもケーブルの絶縁性能を維持できる「耐熱性」が大幅に向上するのです。
電力ケーブルの種類と特性の整理
地中送電線路に用いられる主要なケーブルには、それぞれ異なる特徴があります。
- OFケーブル（油浸紙絶縁ケーブル）：絶縁紙に絶縁油を含浸させたもので、油圧をかけることで気泡（ボイド）の発生を抑え、高い絶縁強度を保ちます。そのため、給油設備が必要となります。
- CVケーブル（架橋ポリエチレン絶縁ケーブル）：架橋ポリエチレンを絶縁体に使用します。OFケーブルのような給油設備が不要で保守が容易なため、現代の地中送電線路の主流となっています。ただし、水分の浸入により絶縁体内部に樹枝状の空隙ができる「水トリー」現象による劣化が発生しやすいため、金属シースなどで水分の侵入を防ぐ工夫がなされます。
- CVTケーブル：単心のCVケーブルを3本より合わせた構造です。3心共通シース形と比較すると、各相のケーブルが独立しているため放熱性が良く、熱抵抗が小さくなります。その結果、同じ導体サイズでも許容電流を大きくでき、接続部などの取り回しが容易という特徴があります。
これらの特性を照らし合わせると、各選択肢の整合性が確認できます。特に選択肢(2)において「熱可塑性を大幅に向上」という表現は、加熱で変形しやすくなる性質を助長するような誤った方向性であり、材料工学の基本概念からも「耐熱性」の向上として認識しておく必要があります。
架橋による立体網目構造が、高熱にさらされる導体付近の環境と、どう結びついているのかを想像してみると、なぜ耐熱性が重要なのかが見えてきます。
参考リンク
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