地中送電23【電験3種 電力】直流の絶縁距離は交流より小さくて済む！「大きい」は誤り 平成21年度 A問題9 完全解説

今回は平成21年度 電力科目 A問題9、直流送電と交流送電の比較の誤り選択問題です。直流シリーズ（cb5・cb14・cb19、架空送電3）の集大成として、絶縁距離の論点が「前半正しい・後半誤り」の形で仕掛けられています。

絶縁の理屈は架空送電3と同じ：交流の波高値は実効値の√2倍、直流は波高値＝実効値。同じ公称電圧なら直流の方が最大電圧が低く、絶縁距離は小さくて済む——「交流より大きな絶縁距離が必要」は逆です。

出題のポイント

平成21年度 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 【地中送電】 平成21年度 A問題9

　電力系統における直流送電について交流送電と比較した次の記述のうち、誤っているのはどれか。

(1)　直流送電線の送・受電端でそれぞれ交流−直流電力変換装置が必要であるが、交流送電のような安定度問題がないため、長距離・大容量送電に有利な場合が多い。

(2)　直流部分では交流のような無効電力の問題はなく、また、誘電体損がないので電力損失が少ない。そのため、海底ケーブルなど長距離の電力ケーブルの使用に向いている。

(3)　系統の短絡容量を増加させないで交流系統間の連系が可能であり、また、異周波数系統間連系も可能である。

(4)　直流電流では電流零点がないため、大電流の遮断が難しい。また、絶縁については、公称電圧値が同じであれば、一般に交流電圧より大きな絶縁距離が必要となる場合が多い。

(5)　交流−直流電力変換装置から発生する高調波・高周波による障害への対策が必要である。また、漏れ電流による地中埋設物の電食対策も必要である。

ポイント解説：波高値√2倍は交流の方——直流の絶縁はむしろ楽

(4)が誤り：前半の「電流零点がなく大電流の遮断が難しい」は正しい（cb5）。しかし後半が逆——交流は公称電圧（実効値）の√2倍の波高値を持つのに対し、直流は波高値＝公称電圧。絶縁設計は最大電圧で決まるので、同じ公称電圧なら直流の方が絶縁距離は小さくて済む。「交流より大きな絶縁距離が必要」は正反対。

直流の損失面の利点(2)：無効電力の問題がなく、誘電体損もない（誘電体損はωCV²tanδ——直流はω＝0なので発生しない）。充電電流もない（cb19）ので海底ケーブル・長距離ケーブルに最適。

その他の定番（(1)(3)(5)は正しい）：変換装置必要だが安定度問題なし(1)、短絡容量を増やさず異周波数連系可能(3)（cb19）、変換装置の高調波対策＋漏れ電流による電食対策(5)（cb14の大地帰路の論点）。

問題の解説

STEP1　絶縁の比較

交流=公称電圧×√2の波高値／直流=波高値=公称電圧→直流の絶縁距離は小。

STEP2　(4)を判定

前半（零点なし・遮断困難）○＋後半（絶縁距離大）×→誤り。

STEP3　損失の利点

直流=無効電力なし・誘電体損なし・充電電流なし→海底ケーブル向き(2)。

答え：(4)

まとめ

誤り	(4) 直流の絶縁距離は交流より小さくて済む
波高値	交流=√2×実効値／直流=実効値のまま
損失	無効電力・誘電体損・充電電流なし(2)
連系	短絡容量増やさず異周波連系(3)
対策	高調波・電食(5)・遮断困難(4前半)
答え	(4)

▼あわせて解きたい関連問題
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