電気材料21【電験3種 電力】絶縁油は空気より絶縁破壊電圧が高く誘電正接は大きい!鉱物油→重合炭化水素油 平成22年度 A問題14 完全解説

電験3種 電力科目【電気材料】平成22年度 A問題14 (ア)高く・(イ)大きい・(ウ)鉱物油・(エ)重合炭化水素油=(2)

今回は平成22年度 電力科目 A問題14、変圧器やOFケーブルに使われる絶縁油の空欄補充問題です。空気との比較(絶縁破壊電圧・誘電正接)と、鉱物油・重合炭化水素油の使い分けが問われます。

4つの空欄:絶縁破壊電圧は大気圧の空気より高く、誘電正接は空気(ほぼゼロ)より大きい。古くから鉱物油が一般的で、OFケーブルやコンデンサでより低損失・高信頼性が求められるときは重合炭化水素油が採用されます。

出題のポイント

目次

平成22年度 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 平成22年度 A問題14 問題文
平成22年度 電力科目 A問題14 問題文

電験3種 電力科目 【電気材料】 平成22年度 A問題14

 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大気圧の空気と比べて(ア)、誘電正接は空気よりも(イ)。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、OFケーブルやコンデンサでより優れた低損失性や信頼性が求められる仕様のときには(エ)が採用される場合もある。

 上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)、(ウ)及び(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次のうちどれか。

(ア)(イ)(ウ)(エ)
(1)低く小さい植物油シリコーン油
(2)高く大きい鉱物油重合炭化水素油
(3)高く大きい植物油シリコーン油
(4)低く小さい鉱物油重合炭化水素油
(5)高く大きい鉱物油シリコーン油

ポイント解説:絶縁破壊電圧は空気より高く・誘電正接は空気より大きい

(ア)高く・(イ)大きい:絶縁油の絶縁破壊電圧は大気圧の空気より高い(だから絶縁媒体に使う)。一方、誘電正接(tanδ)は空気よりも大きい——空気のtanδはほぼゼロなので、液体の絶縁油は空気より損失が大きい。「空気より高性能=何でも優れている」と思い込むと(イ)を「小さい」にして間違える。

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

(エ)重合炭化水素油:OFケーブルやコンデンサでより優れた低損失性・信頼性が求められる仕様では重合炭化水素油(ポリブテンなどの合成油)が採用される。シリコーン油は難燃性重視の変圧器用——「低損失」の文脈では重合炭化水素油。よって(2)。

問題の解説

STEP1 (ア)(イ)=空気との比較

絶縁破壊電圧は空気より高く・誘電正接は空気(ほぼゼロ)より大きい。

STEP2 (ウ)=古くから

古くから一般的なのは鉱物油。

STEP3 (エ)=低損失・高信頼性

OFケーブル・コンデンサ用の低損失仕様は重合炭化水素油→(2)。

答え:(2)

💡 覚え方
絶縁油 vs 空気:絶縁破壊電圧は高い/誘電正接(tanδ)は大きい(空気のtanδ≒0)。古くから鉱物油、OFケーブル・コンデンサの低損失仕様は重合炭化水素油、難燃性重視ならシリコーン油

⚠️ よくある間違い
(イ)を「小さい」としない——誘電正接は空気よりは大きい(空気はほぼ無損失)。(エ)をシリコーン油としない——シリコーン油は難燃性が持ち味で、低損失性の文脈は重合炭化水素油。令和4年度下期 A問題14はこの問題の焼き直し。

まとめ

(ア)高く(絶縁破壊電圧)
(イ)大きい(誘電正接・空気≒0)
(ウ)鉱物油(古くから一般的)
(エ)重合炭化水素油(低損失・OFケーブル/コンデンサ)
答え(2)

▼あわせて解きたい関連問題
・絶縁油(電気材料7・類題):【電力】令和4年度下期 A問題14
・絶縁油(電気材料10):【電力】令和2年度 A問題14

よかったらシェアしてね!
  • URLをコピーしました!
  • URLをコピーしました!

この記事を書いた人

コメント

コメントする

目次