地中送電線路の線路定数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。…
電力 第10問
地中送電線路の線路定数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)架空送電線路の場合と同様,一般に,導体抵抗,インダクタンス,静電容量を考える。
- (2)交流の場合の導体の実効抵抗は,表皮効果及び近接効果のため直流に比べて小さくなる。
- (3)導体抵抗は,温度上昇とともに大きくなる。
- (4)インダクタンスは,架空送電線路に比べて小さい。
- (5)静電容量は,架空送電線路に比べてかなり大きい。
正答 (2)
正答は (2)。
【誤りの選択肢 (2)】
「表皮効果及び近接効果のため直流に比べて小さくなる」が誤りです。向きが逆で、大きくなります。表皮効果とは、交流を流したときに、導体の内部に生じる誘導起電力のために電流が中心部を避け、表面付近に片寄って流れる現象です。電流が通る断面が実質的に狭まるので、抵抗は大きくなります。周波数が高いほど、また導体が太いほど、この効果は強く現れます。近接効果とは、近くに他の導体があるとき、その電流が作る磁界の影響で電流分布がさらにかたよる現象で、これも実効抵抗を大きくする向きに働きます。地中送電線路では導体が太く、ケーブルどうしが近接しているので、いずれの効果も無視できません。
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【正しい選択肢の確認】
(1) 地中線路でも、架空線路と同じように
導体抵抗、インダクタンス、静電容量を線路定数として扱います。正しい記述です。
(3) 金属の抵抗率は温度とともに増えるので、
導体抵抗は温度上昇とともに大きくなります。銅の場合、20度を基準として1度上がるごとにおよそ0.4パーセント弱ずつ増加します。正しい記述です。
(4) インダクタンスは、導体と大地や他の導体との間隔が広いほど大きくなります。
地中ケーブルは導体と遮へい層が数ミリメートルの距離で向かい合っているのに対し、架空線では線間距離が数メートルもあります。したがって地中送電線路のインダクタンスは架空送電線路に比べて小さくなります。正しい記述です。
(5) 静電容量は、逆に間隔が狭いほど大きくなります。
さらに、架橋ポリエチレンなどの絶縁体の比誘電率は2から4程度あり、空気の1より大きいので、この点でも静電容量が増えます。両方の効果が重なるため、地中送電線路の静電容量は架空送電線路に比べてかなり大きく、数十倍にもなります。正しい記述です。これが、地中線路で充電電流が大きく、フェランチ効果が起こりやすい理由でもあります。
出典:令和5年度上期第三種電気主任技術者 電力科目 問10(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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