今回は平成23年度 電力科目 A問題10、発変電所用避雷器に関する空欄補充問題です。特性要素の非直線抵抗・制限電圧・処理対象のサージ・そして絶縁協調——避雷器の役割が体系的に問われます。
骨格は3つ。①特性要素の非直線抵抗特性でサージ電流だけを放電し続流を切る、②抑制された電圧＝制限電圧、③この制限電圧を基準に機器の絶縁や機器配置を経済的に決めることを絶縁協調という。処理対象は雷過電圧と開閉過電圧。
出題のポイント
平成23年度 電力科目 A問題10：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 【変電】 平成23年度 A問題10
避雷器はその特性要素の(ア)特性により、過電圧サージに伴う電流のみを大地に放電させ、サージ電流に続いて交流電流が大地に放電するのを阻止する作用を備えている。このため、避雷器は電力系統を地絡状態に陥れることなく過電圧の波高値をある抑制された電圧値に低減することができる。この抑制された電圧を避雷器の(イ)という。一般に発変電所用避雷器で処理の対象となる過電圧サージは、雷過電圧と(ウ)である。避雷器で保護される機器の絶縁は、当該避雷器の(イ)に耐えればよいこととなり、機器の絶縁強度設計のほか発変電所構内の(エ)などをも経済的、合理的に決定することができる。このような考え方を(オ)という。上記の記述中の空白箇所(ア)〜(オ)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。
次の文章は、発変電所用避雷器に関する記述である。空白箇所(ア)〜(オ)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) (オ) (1) 非直線抵抗 制限電圧 開閉過電圧 機器配置 絶縁協調 (2) 非直線抵抗 回復電圧 短時間交流過電圧 機器寿命 保護協調 (3) 大容量抵抗 制限電圧 開閉過電圧 機器配置 保護協調 (4) 大容量抵抗 再起電圧 短時間交流過電圧 機器寿命 絶縁協調 (5) 無誘導抵抗 制限電圧 開閉過電圧 機器配置 絶縁協調
ポイント解説：非直線抵抗・制限電圧・開閉過電圧・機器配置・絶縁協調
(ア)非直線抵抗・(イ)制限電圧：避雷器の特性要素（ZnO/SiC）は非直線抵抗特性をもち、過電圧サージに伴う電流だけを大地に放電し、後続の続流（交流電流）を阻止する。放電中に端子に残る抑制された電圧を制限電圧という。「大容量抵抗」「無誘導抵抗」ではない。「回復電圧・再起電圧」は遮断器の用語で誤り。
(ウ)開閉過電圧・(エ)機器配置・(オ)絶縁協調：発変電所用避雷器が処理対象とするサージは雷過電圧と開閉過電圧（「短時間交流過電圧」ではない）。保護機器の絶縁は避雷器の制限電圧に耐えればよく、これを基準に機器の絶縁強度や発変電所構内の機器配置（離隔距離など）を経済的・合理的に決定する。この設計思想が絶縁協調。よって(ア)非直線抵抗・(イ)制限電圧・(ウ)開閉過電圧・(エ)機器配置・(オ)絶縁協調で答えは(1)。
問題の解説
STEP1 (ア)(イ)
特性要素＝非直線抵抗、抑制された電圧＝制限電圧。
STEP2 (ウ)
処理対象＝雷過電圧と開閉過電圧。
STEP3 (エ)(オ)
制限電圧を基準に機器配置を決める＝絶縁協調→(1)。
答え：(1)
💡 覚え方
避雷器と絶縁協調：特性要素の**非直線抵抗**でサージ電流のみ放電→続流を遮断／放電中の残留電圧＝**制限電圧**／処理対象＝**雷過電圧＋開閉過電圧**／制限電圧を基準に機器絶縁・**機器配置**（離隔）を経済的に決定＝**絶縁協調**。★保護協調（継電器の動作時間協調）とは別物。回復電圧・再起電圧は遮断器の用語。制限電圧が低いほど機器の絶縁を下げられ経済的。
⚠️ よくある間違い
特性要素は非直線抵抗（大容量抵抗・無誘導抵抗ではない）。抑制電圧は制限電圧（回復電圧・再起電圧は遮断器の語で誤り）。処理対象は雷＋開閉過電圧（短時間交流過電圧ではない）。設計思想は絶縁協調（保護協調ではない）。
まとめ
| (ア) | 特性要素の非直線抵抗特性 |
| (イ) | 抑制された電圧＝制限電圧 |
| (ウ) | 処理対象＝雷過電圧と開閉過電圧 |
| (エ) | 制限電圧を基準に機器配置を決定 |
| (オ) | 経済的・合理的な絶縁設計＝絶縁協調→(1) |
▼あわせて解きたい関連問題
・避雷器と絶縁協調（変電29）：【電力】平成27年度 A問題7
・避雷器の特性要素と動作（変電2）：【電力】令和7年度下期 A問題6
・この年度の問題を通しで解く：電験3種 平成23年度 問題一覧（全4科目）
コメント