送電線に関する記述として,誤っているものは。

イ. 同じ容量の電力を送電する場合,送電電圧が低いほど送電損失が小さくなる。

平成30年度筆記試験(追加試験分) 問17 解説送電方式の特性

この問題は、送電線の電気的な特性（損失、電圧変動、送電方式、電流分布）についての総合的な理解を問う内容です。合格に向けては、それぞれの選択肢がなぜ正しいのか、あるいはなぜ誤りと言えるのかを、物理的な理由（数式や現象名）と紐付けて整理することが重要です。

送電損失と電圧の関係

送電線における電力損失（送電損失） $P_L$ は、電線の抵抗を $R$ 、流れる電流を $I$ とすると、 $P_L = 3 I^2 R$ で表されます。ここで、同じ電力 $P$ を送電する場合の電流 $I$ は、送電電圧を $V$ 、力率を $\cos \theta$ とすると、 $I = \frac{P}{\sqrt{3} V \cos \theta}$ となります。

これを損失の式に代入すると、電力損失 $P_L$ は電圧 $V$ の2乗に反比例する（ $P_L \propto \frac{1}{V^2}$ ）ことがわかります。つまり、同じ電力を送るなら電圧を高くするほど電流が小さくなり、その結果として送電損失を劇的に減らすことができます。

選択肢イにある「電圧が低いほど損失が小さくなる」という記述は、この物理法則と真逆の性質を述べているため、誤りであると判断できます。電力会社が高圧や特別高圧で送電を行う最大の理由は、この損失を最小限に抑えるためです。

交流特有の現象である表皮効果

選択肢ニで述べられているのは表皮効果と呼ばれる現象です。交流電流を電線に流すと、電流によって生じる内部磁束の影響で、電線の中心部ほどインダクタンスが大きくなり、電流が流れにくくなります。その結果、電流は電線の表面に近い外側に集中する性質があります。

このため、断面積当たりの電流（電流密度）は、中心部よりも外側の方が大きくなります。記述の内容は表皮効果の性質を正しく説明しています。なお、この効果があるため、交流の送電線では中心部を鋼線（強度用）、外側をアルミ線（導電用）とした鋼心アルミより線（ACSR）などが合理的に活用されています。

長距離送電とフェランチ効果

選択肢ロはフェランチ効果に関する記述です。送電線には大地との間に静電容量（キャパシタンス）が存在します。長距離の送電線で無負荷や軽負荷の状態になると、この静電容量による進み電流の影響が支配的になり、受電端（電気を受け取る側）の電圧が送電端（送り出す側）の電圧よりも高くなってしまうことがあります。

この現象は機器の絶縁破壊を招く恐れがあるため、実際の現場では分路リアクトルを接続して遅れ電流を流し、電圧を抑制する対策が取られます。

直流送電のメリットと課題

選択肢ハは直流送電の特徴です。直流には「周波数」がないため、交流で問題となる表皮効果や位相のズレ、送電距離の制限（安定度の問題）がほとんどありません。そのため、長距離送電や、海を隔てた海底ケーブルでの送電において非常に効率が良いというメリットがあります。

ただし、現在の電力系統の主流は交流であるため、直流で送電するためには、送電側で交流を直流に変換（順変換）し、受電側で再び直流を交流に変換（逆変換）するための巨大な交直変換装置（パワーエレクトロニクス装置）が必要になります。選択肢の「変流器変調装置」という表現は一般的ではありませんが、文脈として「変換装置が必要である」という直流送電のコスト面・設備面のデメリットを指摘している点では正しい方向の記述です。

実務や試験におけるこの問題の意義

この問題で問われている知識は、単なる暗記ではなく「なぜ高い電圧で送電するのか」「なぜ電線はより線なのか」といった、電力インフラの設計思想そのものです。

第一種電気工事士の試験では、公式の丸暗記だけでは対応しにくい、こうした「現象の理解」を問う問題が頻出します。特に、送電電圧と損失の関係（2乗に反比例）や、表皮効果の仕組みを理解しておくことは、筆記試験のみならず、高圧受電設備の設計や施工管理の実務において、適切な電線選定や電圧管理を行うための基礎体力となります。

平成30年度 筆記試験(追加試験分) 問17 解説 送電方式の特性

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