変電20【電験3種 電力】GISの絶縁ガスは加圧封入!「大気圧以下」は誤り 令和1年度 A問題6 完全解説

電験3種 電力科目【変電】令和1年度 A問題6 誤りは(2)——GISのSF₆は大気圧より高い圧力(0.3〜0.5MPa程度)に加圧して封入する。大気圧以下では絶縁耐力が足りない

今回は令和1年度 電力科目 A問題6、ガス絶縁開閉装置(GIS)について誤っているものを選ぶ問題です。GISは変電1(令和7年度上期)・変電5(令和6年度上期)でも問われた変電の超頻出テーマ。

ねらいはSF₆ガスの封入圧力。GISは絶縁耐力の高いSF₆ガスを大気圧より高い圧力(数気圧=0.3〜0.5MPa程度)に加圧して封入します。「大気圧以下のSF₆ガス」は、圧力が低く絶縁耐力が不足する誤った記述です。

出題のポイント

目次

令和1年度 電力科目 A問題6:問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 電力科目 変電 令和1年度 A問題6 問題文
令和1年度 電力科目 A問題6 問題文

電験3種 電力科目 【変電】 令和1年度 A問題6

 ガス絶縁開閉装置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。

ガス絶縁開閉装置の充電部を支持するスペーサにはエポキシ等の樹脂が用いられる。
ガス絶縁開閉装置の絶縁ガスは、大気圧以下のSF₆ガスである。
ガス絶縁開閉装置の金属容器内部に、金属異物が混入すると、絶縁性能が低下することがあるため、製造時や据え付け時には、金属異物が混入しないよう、細心の注意が払われる。
我が国では、ガス絶縁開閉装置の保守や廃棄の際、絶縁ガスの大部分は回収されている。
絶縁性能の高いガスを用いることで装置を小形化でき、気中絶縁の装置を用いた変電所と比較して、変電所の体積と面積を大幅に縮小できる。

ポイント解説:GISのSF₆は加圧封入(大気圧以下は誤り)

(2)が誤り:GIS(ガス絶縁開閉装置)は、絶縁耐力の高いSF₆ガスを大気圧より高い圧力(おおむね0.3〜0.5MPa=数気圧)に加圧して金属容器に封入する。圧力を高めるほど絶縁耐力が上がり装置を小形化できるからで、「大気圧以下のSF₆ガス」では圧力が低すぎて必要な絶縁耐力が得られない。よってこの記述が誤り。

その他は正しい:(1)充電部を支えるスペーサにはエポキシ樹脂等が使われる。(3)容器内に金属異物が混入すると異物が電界を集中させて絶縁性能が低下するため、製造・据付時に混入防止へ細心の注意を払う。(4)SF₆は強力な温室効果ガス(GWPがCO₂の約2万倍以上)なので、保守・廃棄時にガスの大部分を回収している。(5)絶縁性能の高いガスで小形化でき、気中絶縁の変電所に比べ体積・面積を大幅に縮小できる。したがって答えは(2)。

問題の解説

STEP1 (2)を判定

GISのSF₆は大気圧より高い圧力に加圧して封入。「大気圧以下」は誤り→(2)。

STEP2 構造と材料

(1)スペーサ=エポキシ樹脂、(3)金属異物混入で絶縁低下→防止——正しい。

STEP3 環境と省スペース

(4)SF₆は温室効果ガスで回収、(5)小形化で体積・面積縮小——正しい。

答え:(2)

💡 覚え方
GIS(ガス絶縁開閉装置)の要点:**SF₆ガスを加圧(0.3〜0.5MPa=大気圧より高い)**して封入し高い絶縁耐力を得る/スペーサ=**エポキシ樹脂**/**金属異物**混入で電界集中→絶縁低下(防止に細心の注意)/SF₆は**温室効果ガス**(GWP大)なので保守・廃棄時に**回収**/気中絶縁より**小形・省スペース**。★SF₆の性質:無色無臭・不燃・化学的に安定・消弧能力が高い。

⚠️ よくある間違い
GISのSF₆は「大気圧以下」ではなく大気圧より高く加圧する(圧力が高いほど絶縁耐力が上がる)。SF₆は安定・不燃だが強力な温室効果ガスなので大気放出せず回収する。金属異物は微量でも電界集中で絶縁を低下させる。

まとめ

(1)スペーサエポキシ等の樹脂→正しい
(2)封入圧力大気圧以下のSF₆=誤り(加圧して封入)→答え
(3)金属異物混入で絶縁低下→防止に細心の注意(正しい)
(4)ガス回収保守・廃棄時に大部分を回収(正しい)
(5)小形化気中絶縁より体積・面積を大幅縮小(正しい)

▼あわせて解きたい関連問題
・ガス絶縁開閉装置(変電1):【電力】令和7年度上期 A問題6
・ガス絶縁開閉装置(変電5):【電力】令和6年度上期 A問題6
・この年度の問題を通しで解く:電験3種 令和1年度 問題一覧(全4科目)

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