技術基準の計算9【電験3種 法規】硬銅線の安全率は2.2！最小弛度の許容引張荷重はT/R 令和4年度下期 B問題11 完全解説

今回は令和4年度下期 法規科目 B問題11、高圧架空電線の安全率と弛度を扱う問題です。数値計算ではなく数字と式の意味を理解しているかが問われる、少し珍しいタイプです。

覚えるのは2つ。安全率は硬銅線・耐熱銅合金線が2.2以上、その他（ACSRなど）が2.5以上。そして許容引張荷重＝引張強さ÷安全率で、弛度 D＝WS²/(8T) の分母に入るため、許容引張荷重が最大のとき弛度は最小になります。

出題のポイント

令和4年度下期 法規科目 B問題11：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 法規科目 【技術基準の計算】 令和4年度下期 B問題11

　高圧架空電線において、電線に硬銅線を使用して架設する場合、電線の設計に伴う許容引張荷重と弛度について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

　ただし、径間S[m]、電線の引張強さT[kN]、電線の重量による垂直荷重と風圧による水平荷重の合成荷重がW[kN/m]とする。

(a)　「電気設備技術基準の解釈」によれば、規定する荷重が加わる場合における電線の引張強さに対する安全率が、R 以上となるような弛度に施設しなければならない。この場合R の値として、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

（1）1.5　（2）1.8　（3）2.0　（4）2.2　（5）2.5

(b)　弛度の計算において、最小の弛度を求める場合の許容引張荷重[kN]として、正しい式を次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

（1）T/R　（2）T×R　（3）S×W/R　（4）S×W×R　（5）(T＋S×W)/R

ポイント解説：硬銅線は2.2、許容引張荷重はT÷R

(a) 安全率2.2：解釈第66条は、高圧架空電線について「規定する荷重が加わる場合における引張強さに対する安全率が、硬銅線又は耐熱銅合金線は2.2以上、その他の電線は2.5以上となる弛度により施設すること」と定めています。本問は硬銅線なのでR＝2.2 → (a)は(4)。
硬銅線・耐熱銅合金線＝2.2／その他（ACSR、アルミ線など）＝2.5——この2つの数字はセットで覚えます。銅は強度のばらつきが小さいので安全率が低くてよいと理解すると忘れません。

(b) 許容引張荷重の意味：安全率Rとは引張強さ ÷ 実際に加わる張力のこと。したがって「安全率をR以上に保つ」＝「張力をT/R以下に抑える」ということです。
　許容引張荷重 ＝ T ÷ R → (b)は(1)。
「×R」としてしまうと、強度より大きな力をかけてよいことになり意味が逆転します。

なぜ「最小の弛度」なのか：電線の弛度（たるみ）は
　D ＝ WS² / (8T_張力)
で表され、張力が大きいほど弛度は小さくなります。したがって弛度を最小にできるのは、張力を許容の上限いっぱい＝T/R まで張ったとき。つまり(b)の「最小の弛度を求める場合の許容引張荷重」は、安全率ぎりぎりの張力を意味します。ピンと張れば弛みは減るが、安全率を割ってはいけない——という設計の実務そのままです。

問題の解説

STEP1　(a)安全率

高圧架空電線：硬銅線・耐熱銅合金線 2.2以上／その他 2.5以上

硬銅線なので R=2.2 →(4)

STEP2　(b)安全率の定義

R＝引張強さ÷張力 → 許容張力＝T/R →(1)

STEP3　弛度との関係

D=WS²/(8T張力) → 張力が最大(T/R)のとき弛度が最小

答え：(a)-(4)，(b)-(1)

まとめ

(a)安全率	硬銅線・耐熱銅合金線 2.2以上 →(4)
その他の電線	2.5以上
(b)許容引張荷重	T÷R →(1)
弛度の式	D＝WS²/(8T)
関係	張力が最大＝T/R のとき弛度が最小
答え	(a)-(4)，(b)-(1)

▼あわせて解きたい関連問題
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