電気材料7【電験3種 電力】誘電正接が小さい絶縁油で発熱抑制・鉱油→合成油!令和4年度下期 A問題14 完全解説

電験3種 電力科目【電気材料】令和4年度下期 A問題14 (ア)小さい・(イ)発熱・(ウ)鉱油・(エ)合成油=(2)

今回は令和4年度下期 電力科目 A問題14絶縁油の性質の空欄補充問題です。変圧器やOFケーブルに使われる絶縁油の絶縁性能・誘電正接・種類が問われます。

4つの空欄:絶縁破壊電圧は空気より高く、誘電正接(tanδ)が小さい絶縁油で発熱(誘電体損)を抑制。古くから鉱油が一般的、より低損失・高信頼性が必要な場合は合成油を採用します。

出題のポイント

目次

令和4年度下期 電力科目 A問題14: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 配電 令和4年度下期 A問題14 問題文
令和4年度下期 電力科目 A問題14 問題文

電験3種 電力科目 【電気材料】 令和4年度下期 A問題14

 次の文章は、絶縁油の性質に関する記述である。

 絶縁油は変圧器やOFケーブルなどに使用されており、一般に絶縁破壊電圧は同じ圧力の空気と比べて高く、誘電正接が(ア)絶縁油を用いることで絶縁油中の(イ)を抑えることができる。電力用機器の絶縁油として古くから(ウ)が一般的に用いられてきたが、より優れた低損失性や信頼性が求められる場合には(エ)が採用されている。

 上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)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)
(1)大きい部分放電植物油鉱油
(2)小さい発熱鉱油合成油
(3)大きい発熱植物油鉱油
(4)小さい部分放電鉱油合成油
(5)小さい発熱植物油合成油

ポイント解説:誘電正接が小さい絶縁油で発熱を抑制・鉱油→合成油

(ア)小さい・(イ)発熱:絶縁油の誘電正接(tanδ)が小さいほど誘電体損が小さく、発熱を抑えられる。誘電体損 Wd=ωCV²tanδ なので、tanδが小さいと損失(発熱)が減る。「部分放電」ではなく発熱(誘電体損)。

(ウ)鉱油:電力用機器の絶縁油として古くから一般的なのは鉱油(鉱物油)。石油系で安価・入手容易。「植物油」ではない(植物油は近年の環境配慮型)。

(エ)合成油:より優れた低損失性・信頼性が求められる場合は合成油を採用する。よって(ア)小さい・(イ)発熱・(ウ)鉱油・(エ)合成油=(2)。

問題の解説

STEP1 (ア)(イ)

誘電正接が小さい→誘電体損(発熱)を抑制。

STEP2 (ウ)

古くから一般的なのは鉱油。

STEP3 (エ)

低損失・高信頼性なら合成油→(2)。

答え:(2)

💡 覚え方
絶縁油:絶縁破壊電圧は空気より高い/誘電正接(tanδ)が小さいほど誘電体損(発熱)を抑制。古くから鉱油、低損失・高信頼性なら合成油。誘電体損 Wd=ωCV²tanδ。

⚠️ よくある間違い
(ア)を「大きい」としない——誘電正接が小さいほど損失が減る。(イ)は部分放電でなく発熱(誘電体損)。(ウ)は植物油でなく古くから鉱油(植物油は環境配慮型で新しい)。

まとめ

(ア)小さい(誘電正接)
(イ)発熱(誘電体損)
(ウ)鉱油(古くから一般的)
(エ)合成油(低損失・高信頼性)
答え(2)

▼あわせて解きたい関連問題
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