第三種電気主任技術者試験 / 令和7年度第三種電気主任技術者上期試験 電力科目 / 各問題解説 / 問140
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令和7年度第三種電気主任技術者上期試験 電力科目 問140 解説 問14 問14

設問図

問14 六ふっ化硫黄(SF6)ガス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. アーク放電の消弧能力は, 空気よりも優れている。
  2. 比重は空気よりも大きく, 化学的に安定した不燃性のガスであるが, 特有の臭いがある。 ✓ 正答
  3. オゾン層への影響は無視できるが, 地球温暖化への影響が大きいガスである。
  4. ガス遮断器やガス絶縁変圧器の絶縁媒体として利用される。
  5. 絶縁破壊電圧は, 同じ圧力の空気と比較すると高い。

解説

六ふっ化硫黄(SF6)ガスは無色・無臭の不活性な気体であり、特有の臭いがあるとする記述が誤りです。

六ふっ化硫黄(SF6)の物理的・化学的性質

SF6は硫黄原子1つにフッ素原子6つが結合した分子構造を持つ、極めて安定した化合物です。電気設備において絶縁媒体や消弧媒体として広く利用される理由は、その優れた物理特性にあります。

まず、絶縁能力において、SF6は空気と比較して高い絶縁破壊電圧を持っています。これは、SF6分子が電子を捕らえやすい性質(電子親和力)を持っているためです。電界中を移動する自由電子をSF6分子が吸収することで、電子なだれによる絶縁破壊の進展を効果的に抑制します。

また、消弧能力についても極めて優れています。遮断器において電路が開放される際、接点間にアーク(火花放電)が発生しますが、SF6は高い熱伝導性と分子の解離・再結合プロセスにより、アークの熱を効率よく奪い、消弧を早める役割を果たします。

化学的には非常に不活性で安定しており、不燃性で毒性もありません。一方で、地球温暖化係数が非常に高く、環境保護の観点から漏洩防止などの適切な管理が求められています。

誤答を判断するステップ

  1. SF6の化学的性質を確認する SF6は、電気的に極めて安定しているだけでなく、物質として無色、無臭、無毒の気体です。このため、「特有の臭いがある」という記述は、その基本性質に反していると判断します。

  2. 関連する他の選択肢の妥当性を評価する 他の選択肢については、以下の通り電気設備における実態と照らし合わせます。

    • アークの消弧能力は空気に比べて高く、ガス遮断器やガス絶縁変圧器の主要な媒体として機能しています。
    • オゾン層を破壊する成分を含まない一方、地球温暖化への影響が懸念される代表的なガスです。
    • 電子親和力の高さにより、同圧力の空気よりも高い絶縁性能を発揮します。

これらの性質を照らし合わせ、誤りである記述を特定します。

電気設備の内部で循環するガスが、無色・無臭の性質を保ったままどのように電界やアークと反応しているかを思い描いてみると、絶縁性能や消弧能力を支える分子レベルの振る舞いが見えてきます。

参考リンク

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