架空送電11【電験3種 電力】コロナは電界強度で決まる!太くして・束ねて・離して防ぐ 令和5年度上期 A問題9 完全解説

電験3種 電力科目【架空送電】令和5年度上期 A問題9 (ア)電線表面の電界強度・(イ)大きく・(ウ)多導体化・(エ)大きく・(オ)低く=(2)

今回は令和5年度上期 電力科目 A問題9、送電線のコロナ損に関する空欄補充問題です。コロナ放電の発生条件と抑制策、気圧との関係というコロナの基本がひととおり問われます。

コロナ放電は電線表面の電界強度がある値(波高値で約30kV/cm=実効値約21kV/cm)を超えると発生します。対策はすべて「表面の電界を緩める」方向:実効的な直径を大きく(太線化・多導体化)、線間距離を大きく。また空気の絶縁耐力が下がる気圧が低い(雨天・高地)ほど起こりやすくなります。

出題のポイント

目次

令和5年度上期 電力科目 A問題9: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 架空送電 令和5年度上期 A問題9 問題文
令和5年度上期 電力科目 A問題9 問題文

電験3種 電力科目 【架空送電】 令和5年度上期 A問題9

 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

ポイント解説:コロナの敵は「強い電界」——太く・束ねて・離して緩める

(ア)電線表面の電界強度:コロナ放電の発生を決めるのは電流ではなく電線表面の電界強度。標準状態の空気の絶縁耐力(波高値約30kV/cm)を超えると、表面付近の空気が局部的に絶縁破壊してコロナが発生し、コロナ損(電力損失)や雑音・電波障害の原因になる。

(イ)大きく・(ウ)多導体化・(エ)大きく:表面電界は電線が細いほど(曲率が大きいほど)強くなるので、実効的な直径を大きくするのが対策。その手段が多導体化(複数の素導体をスペーサで束ね、等価的に太い1本にする)。線間距離を大きくすることも電界緩和に効く。超高圧送電線が多導体なのはこのため(ks1の「多導体でコロナ抑制」と同じ)。

(オ)低く:空気の絶縁耐力は気圧に比例して下がるので、気圧が低くなるほど(雨天・霧・高地)コロナは起こりやすくなる。よって(2)。

問題の解説

STEP1 発生条件

電線表面の電界強度>約30kV/cm(波高値)でコロナ発生→(ア)。

STEP2 対策

実効直径を大きく(イ)→多導体化(ウ)、線間距離を大きく(エ)——すべて電界を緩める方向。

STEP3 気象・気圧

気圧が低いほど空気の絶縁耐力低下→コロナ発生しやすい→(オ)低く→(2)。

答え:(2)

💡 覚え方
コロナの合言葉:「発生は電界強度・対策は太く束ねて離す・気圧低いと出やすい」。数値は波高値約30kV/cm(実効値約21kV/cm)。多導体化=実効直径を大きくする手段、と1本の線でつなげて覚える。

⚠️ よくある間違い
発生条件を「電流密度」としない——コロナは電圧・電界の現象。対策の向きを逆にしない(直径は大きく・線間距離も大きく)。気圧は「高いほど」ではなく低いほど起こりやすい(絶縁耐力が下がるため)。

まとめ

(ア)電線表面の電界強度(約30kV/cm超で発生)
(イ)(ウ)実効直径を大きく→多導体化
(エ)線間距離を大きく
(オ)気圧が低くなるほど起こりやすい
コロナの害コロナ損・可聴雑音・電波障害
答え(2)

▼あわせて解きたい関連問題
・多導体とスペーサ(架空送電1):【電力】令和7年度下期 A問題8
・がいし塩害と雑音・電波障害(架空送電6):【電力】令和6年度下期 A問題8

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