次の文章は,コロナ損に関する記述である。送電線に高電圧が印加され, (ア) がある程度以上になると,電線から…
電力 第9問
次の文章は,コロナ損に関する記述である。送電線に高電圧が印加され, (ア) がある程度以上になると,電線からコロナ放電が発生する。コロナ放電が発生するとコロナ損と呼ばれる電力損失が生じる。コロナ放電の発生を抑えるには,電線の実効的な直径を (イ) するために(ウ) する,線間距離を (エ) する,などの対策がとられている。コロナ放電は,気圧が (オ) なるほど起こりやすくなる。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。(ア) (イ) (ウ) (エ) (オ)
- (1)電流密度 大きく単導体化大きく低く
- (2)電線表面の電界強度大きく多導体化大きく低く
- (3)電流密度 小さく単導体化小さく高く
- (4)電線表面の電界強度小さく単導体化大きく低く
- (5)電線表面の電界強度大きく多導体化小さく高く
正答 (2)
正答は (2)。
【空白(ア) 電線表面の電界強度】
コロナ放電は、電線のすぐ表面の空気が絶縁破壊を起こすことによって生じます。したがって、引き金になるのは電線表面の電界強度です。標準的な状態(気温20度、気圧1013ヘクトパスカル)の空気では、おおよそ毎センチメートル30キロボルト(波高値)を超えるとコロナが発生するとされています。電流密度は導体を流れる電流の込み具合を表す量で、表面の放電とは直接の関係がありません。よって(ア)を「電流密度」としている(1)(3)は外れます。
【空白(イ)(ウ) 大きく・多導体化】
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電線表面の電界強度は、おおまかに言って
表面の電界強度 ≒ 電圧 ÷ (半径 × 対数の項)
という形になり、電線が太いほど小さくなります。そこで、電線の実効的な直径を大きくすればコロナを抑えられます。ただし、1本の電線を際限なく太くするのは重量やコストの点で現実的ではないので、1相を複数の電線で構成する多導体方式を採ります。数本の電線をスペーサで間隔を保って束ねると、電気的には太い1本の電線とほぼ同じようにふるまい、表面の電界強度が下がります。単導体化では逆に細くなってしまいますから、(ウ)を「単導体化」としている(1)(3)(4)は外れます。
【空白(エ) 大きく】
線間距離を大きくすると、電線どうしの静電容量が小さくなり、同じ電圧に対して電線表面に集まる電荷が減るので、表面の電界強度が下がります。よって線間距離は大きくするのが対策になります。(エ)を「小さく」としている(3)(5)は外れます。
【空白(オ) 低く】
気圧が低くなると空気の密度が下がり、電子が原子と衝突するまでに走れる距離(平均自由行程)が長くなります。その間に電界から受け取るエネルギーが大きくなるので、電離を起こしやすくなり、より低い電圧でコロナが発生します。したがって気圧が低いほど起こりやすくなります。高い山の上や、気圧の低い天候のときにコロナが起きやすいのはこのためです。よって(オ)を「高く」としている(3)(5)は外れます。
【結論】
電線表面の電界強度・大きく・多導体化・大きく・低く の (2) が正答です。
【コロナの害】
コロナ損という電力損失のほか、雑音による通信障害やラジオ障害、放電に伴う可聴騒音、オゾンや窒素酸化物の発生による金具の腐食など、さまざまな悪影響があります。
出典:令和5年度上期第三種電気主任技術者 電力科目 問9(一般財団法人 電気技術者試験センター 公表)出典元ページ
最終更新日
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