保護機器2【電験3種 機械】真空遮断器（VCB）の穴埋め！平成22年 A問題9 完全解説

今回は平成22年度 機械科目 A問題9を解説します。真空遮断器（VCB）の原理・構造・用途を問う穴埋め問題です。

VCBは高真空中の高い絶縁耐力と強力な拡散作用による消弧能力を利用。電極部は真空容器に収められ、24kV以下の回路で広く使われます。サージ対策に避雷器を併用します。

問題文と選択肢

　真空遮断器（VCB）は10⁻⁵〔Pa〕以下の高真空中での高い(ア)と強力な拡散作用による(イ)を利用した遮断器である。遮断電流を増大させるために適切な電極材料を使用するとともに，アークを制御することで電極の局部過熱と溶融を防いでいる。電極部は(ウ)と呼ばれる容器に収められており，接触子の周囲に円筒状の金属製シールドを設置することで，電流遮断時のアークが真空中に拡散し絶縁筒内面に付着して絶縁が低下しないようにしている。

　真空遮断器は，アーク電圧が低く電極の消耗が少ないので長寿命であり，多頻度の開閉用途に適していることと，小形で簡素な構造，保守が容易などの特徴があり，24〔kV〕以下の電路において広く使用されている。一方で他の遮断器に比べ電流遮断時に発生するサージ電圧が高いため，電路に接続された機器を保護する目的でコンデンサと抵抗を直列に接続したもの又は(エ)を遮断器前後の線路導体と大地との間に設置する場合が多い。空白箇所（ア）〜（エ）に当てはまる語句として正しいものを組み合わせたのはどれか。

	（ア）	（イ）	（ウ）	（エ）
(1)	冷却能力	消弧能力	空気容器	リアクトル
(2)	絶縁耐力	消弧能力	真空容器	リアクトル
(3)	消弧能力	絶縁耐力	空気容器	避雷器
(4)	絶縁耐力	消弧能力	真空容器	避雷器
(5)	消弧能力	絶縁耐力	真空容器	避雷器

出題のポイント：高真空の絶縁耐力と拡散消弧を利用

VCBは、真空容器内の固定接触子と可動接触子を開いて電流を遮断します。開極直後には接触子材料の金属蒸気アークが生じますが、交流電流の零点で金属蒸気が高真空中へ急速に拡散し、アークが消弧します。高真空の高い絶縁耐力と強力な拡散作用が要点です。遮断サージが比較的高いため、CRサージサプレッサまたは避雷器で機器を保護します。

ポイント解説：電流零点で金属蒸気アークが急速に消える

VCBは高真空中の高い絶縁耐力と、アークが真空中へ拡散する強力な拡散作用による消弧能力を利用します。電極部は真空容器に収められ、金属シールドでアークの付着を防ぎます。

小形・長寿命・保守容易で24kV以下に広く使われますが、遮断時のサージ電圧が高いため、CRサージサプレッサや避雷器を併用してサージから機器を保護します。

問題の解説：絶縁耐力・消弧能力・真空容器・避雷器

STEP1　（ア）（イ）VCBが利用する作用

高真空中の高い絶縁耐力（ア）と、拡散作用による消弧能力（イ）を利用します。

STEP2　（ウ）電極を収める容器

電極部は真空容器（ウ）に収められています（空気容器ではない）。

STEP3　（エ）サージ保護

サージ対策としてCRや避雷器（エ）を設置します。よって組合せは(4)。

答え：(4)

まとめ

（ア）	絶縁耐力
（イ）	消弧能力
（ウ）	真空容器
（エ）	避雷器
答え	(4)

▼あわせて解きたい関連問題
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