電気材料20【電験3種電力】水分は絶縁の大敵！「少ないほど絶縁強度が低い」は逆で誤り平成23年度 A問題14 完全解説

2026年7月21日2026年8月9日

電験3種電力科目電気材料平成23年度 A問題14 水分は絶縁の大敵！多いほど強度は下がる

今回は平成23年度電力科目 A問題14、電気絶縁材料の誤り選択問題です。直射日光・温度・水分・電界や熱・部分放電と、絶縁材料の劣化要因が総登場します。

決め手は水分と絶縁強度の関係。水分は絶縁材料の大敵で、水分が多いほど絶縁強度は低下します。「水分が少ないほど絶縁強度は低くなる」は向きが逆で誤りです。

平成23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23年度 A問題14 問題文 — 平成23年度電力科目 A問題14 問題文

出典：一般財団法人電気技術者試験センター「平成23年度第三種電気主任技術者試験」電力科目 A問題14

電験3種電力科目【電気材料】平成23年度 A問題14

　電気絶縁材料に関する記述として、誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

(1)　直射日光により、絶縁物の劣化が生じる場合がある。

(2)　多くの絶縁材料は温度が高いほど、絶縁強度の低下や誘電損の増加が生じる。

(3)　絶縁材料中の水分が少ないほど、絶縁強度は低くなる傾向がある。

(4)　電界や熱が長時間加わることで、絶縁強度は低下する傾向がある。

(5)　部分放電は、絶縁物劣化の一要因である。

答え誤っている記述は (3)です。

誤りは(3)：水分が少ないほど絶縁強度は高い

「水分が少ないほど、絶縁強度は低くなる」——逆です。

水分	絶縁体の中で起きること	絶縁強度
★多い	★★イオンが動いて漏れ電流が流れる	★★低くなる
★少ない	★★電流の通り道がない	★★高い

水そのものは、純粋なら電気を通しにくい物質です——けれども不純物が溶けます。

溶けた不純物がイオンになって動きます——それが漏れ電流になります。

だから絶縁材料にとって、水分は大敵です——少ないほどよいのです。

変圧器では乾燥処理をし、真空注油を行います——水分を徹底して除くため。

CVケーブルの水トリー劣化も、水分が原因——だから遮水層を設けます。

絶縁材料を劣化させる要因

要因	起きること	本問の選択肢
★熱	★★分子が動きやすくなり絶縁強度が下がる	★(2)(4)
★電界	★★長時間かかると内部で劣化が進む	★(4)
★水分	★★イオンが動いて漏れ電流が流れる	★(3)
★紫外線	★★分子の結合を切る	★(1)
★部分放電	★★空隙で放電し絶縁体を侵食する	★(5)

5つの選択肢が、5つの劣化要因に対応しています——よく組まれた問題です。

熱・電界・水分・紫外線・放電——これが絶縁劣化の主な原因になります。

どれも「少ないほどよい」方向です——だから水分だけ逆に書けば誤りと分かります。

実際の劣化は、複数の要因が重なって進みます——熱と水分が同時に働くと特に速いのです。

(2) 温度が上がるとなぜ弱くなるのか

温度が上がると	起きること
★分子の運動	★★激しくなり結合が緩む
★イオンの動き	★★動きやすくなり漏れ電流が増える
★誘電正接	★★大きくなり誘電損が増える
★化学反応	★★酸化などが速く進む

金属は温度が上がると抵抗が増えますが、絶縁体は逆——抵抗が下がります。

イオンや電子が動きやすくなるから——金属とは導電のしくみが違うのです。

しかも誘電損が増えて、さらに温度が上がります——悪循環になりうるのです。

だから絶縁材料には許容温度が定められています——そこを超えると寿命が急に縮むから。

⚠️ よくある間違い
(3)を「水分は絶縁を助けそう」と考える——水分は不純物を溶かしてイオンを作ります。絶縁材料の大敵です。
「少ないほど低くなる」の向きを確かめる——正しくは「少ないほど高い」。
(1)の直射日光を疑ってしまう——紫外線が分子の結合を切ります。
(2)の温度を疑ってしまう——絶縁体は温度が上がると弱くなります。
(5)の部分放電を疑ってしまう——絶縁体を侵食する主要な要因です。
すべて「劣化する方向」で書かれている——1つだけ逆向きが誤りになります。

⏱️ 本番での進め方
①★水分が少ないほど絶縁強度は高い。
②★劣化要因は熱・電界・水分・紫外線・部分放電。
③★絶縁体は温度が上がると抵抗が下がる（金属と逆）。
④劣化要因を並べた問題では、向きが逆のものを探す。

💡 覚え方
「水は絶縁の大敵」——不純物を溶かしてイオンを作ります。金属は温度で抵抗増、絶縁体は抵抗減——向きが逆なので注意します。

水トリー劣化は令和7年度上期 A問題10（地中送電：電力ケーブル）にあります。

(1) 紫外線が絶縁物を壊すしくみ

直射日光が劣化を招く理由です。

段階	起きること
①	★紫外線は光としてエネルギーが大きい
★②	★★高分子の結合を切ってしまう
★③	★★表面がひび割れ、もろくなる
★④	★そこから水分や汚れが入り劣化が進む

プラスチックが屋外で白くもろくなるのと同じです——身近に見られる現象。

だから屋外用のケーブルには耐候性のシースを使います——カーボンブラックを混ぜて紫外線を遮るのです。

屋外用の電線が黒いのは、そのため——色にも理由があるのです。

地中や屋内なら、この劣化は起きません——使う場所で要因が変わることになります。

(5) 部分放電が絶縁物を侵食する

小さな放電でも、長い時間には効いてきます。

段階	起きること
①	★絶縁体の中に微小な空隙（ボイド）がある
★②	★★空気は誘電率が小さいので電界が集中する
★③	★★しかも絶縁耐力も低いので先に放電する
★④	★★放電が絶縁体を少しずつ削っていく
★⑤	★★空隙が広がり、やがて全体が破壊される

1回の放電はごく小さなものです——けれども1秒に何十回も繰り返します。

年単位で積み重なれば、絶縁体を貫くまでになります——だから劣化の主要因です。

だから製造では空隙を作らせないようにします——真空注油や乾式架橋がその工夫。

部分放電の測定は、絶縁診断の有力な手段でもあります——兆しを早く捉えられるから。

絶縁材料の耐熱クラス

(2)(4)の熱による劣化は、規格で管理されています。

耐熱クラス	許容最高温度	代表的な材料
★A種	★105 ℃	★木綿・紙・絹（油に浸したもの）
★E種	★120 ℃	★ポリエステル系
★B種	★130 ℃	★マイカ・ガラス繊維
★F種	★155 ℃	★同上（耐熱性の接着剤を使用）
★H種	★180 ℃	★シリコーン系

温度が上がると寿命が縮むので、上限が決められています——それが耐熱クラスです。

目安として、10 ℃ 上がると寿命が半分になるといわれます——アレニウスの法則と呼ばれる経験則。

だから温度管理が、機器の寿命を決めます——(2)(4)が指摘するとおりです。

許容温度の高い材料ほど高価になります——必要な場所に必要なものを使うのです。

複数の要因が重なると劣化が速い

実際の劣化は、単独では進みません。

組合せ	起きること
★熱＋酸素	★★酸化が加速し、材料がもろくなる
★水分＋電界	★★水トリーが伸びて絶縁破壊に至る
★熱＋水分	★★加水分解が進み、絶縁紙が劣化する
★空隙＋電界	★★部分放電が起き、絶縁体を侵食する

1つの要因だけなら、ゆっくりしか進みません——けれども重なると急に速くなるのです。

水分と電界がそろうと、水トリーが伸びます——CVケーブルの代表的な劣化です。

熱と水分がそろうと、絶縁紙が分解します——変圧器の寿命を決める要因。

だから水分の管理と温度の管理が、どちらも重要になります——1つ防げば連鎖が止まるのです。

絶縁劣化を早く見つける

劣化は避けられないので、見つける手段が要ります。

方法	捉えるもの	対応する劣化要因
★絶縁抵抗測定	★全体的な絶縁の低下	★★水分・汚損
★誘電正接測定	★★tanδ の増加	★★吸湿・熱劣化
★部分放電測定	★★微小な放電のパルス	★★空隙・異物
★油中ガス分析	★★油に溶けたガス	★★内部の放電・過熱

要因ごとに、捉えやすい方法が違います——だから組み合わせて使うのです。

水分なら絶縁抵抗、空隙なら部分放電——狙いを定めて測ります。

変圧器なら、油中ガス分析が内部を教えてくれます——運転を止めずに測れるのが利点。

壊れる前に見つけて、計画的に取り替える——それが予防保全です。

まとめ

誤り	(3) 水分が多いほど絶縁強度低下
直射日光	紫外線で劣化(1)
温度	高いほど絶縁強度低下・誘電損増加(2)
電界・熱	長時間で絶縁強度低下(4)
部分放電	劣化の一要因(5)
答え	(3)