変電27【電験3種 電力】直流は電流零点がなく遮断は困難!「容易」は誤り 平成28年度 A問題7 完全解説

電験3種 電力科目【変電】平成28年度 A問題7 誤りは(5)——直流は電流零点がないためアークが消えにくく遮断が困難。交流は1サイクルに2回のゼロ点で消弧しやすい

今回は平成28年度 電力科目 A問題7、遮断器について誤っているものを選ぶ問題です。アークの消弧、SF₆ガスの環境問題、高電圧系統での使い分け、そして直流遮断の難しさ——遮断器の基本が一通り確認できます。

決め手は電流零点。交流は1サイクルに2回、電流が0になる瞬間(電流零点)があり、そこでアークを消せます。ところが直流は電流零点がないのでアークが自然に消えず、遮断は交流より困難。「容易」とする記述が誤りです。

出題のポイント

目次

平成28年度 電力科目 A問題7: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28年度 A問題7 問題文
平成28年度 電力科目 A問題7 問題文

電験3種 電力科目 【変電】 平成28年度 A問題7

 遮断器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。

遮断器は、送電線路の運転・停止、故障電流の遮断などに用いられる。
遮断器では一般的に、電流遮断時にアークが発生する。ガス遮断器では圧縮ガスを吹き付けることで、アークを早く消弧することができる。
ガス遮断器で用いられる六ふっ化硫黄(SF₆)ガスは温室効果ガスであるため、使用量の削減や回収が求められている。
電圧が高い系統では、真空遮断器に比べてガス遮断器が広く使われている。
直流電流には電流零点がないため、交流電流に比べ電流の遮断が容易である。

ポイント解説:直流は電流零点がなく遮断が困難(交流は消弧しやすい)

(5)が誤り:遮断器はアークを電流零点(電流が0になる瞬間)で消して電流を切る。交流は1サイクルに2回電流零点があるため、その瞬間を利用してアークを消弧しやすい。ところが直流は電流零点がないので、アークが自然に消えず持続してしまい、遮断は交流より困難。したがって「直流の方が遮断が容易」とする(5)は正反対で誤り。

その他は正しい:(1)遮断器は送電線路の運転・停止や故障電流の遮断に使う。(2)電流遮断時にはアークが発生し、ガス遮断器(GCB)は圧縮したSF₆ガスを吹き付けてアークを速やかに消弧する。(3)SF₆は強力な温室効果ガス(GWPがCO₂の約2万倍以上)なので、使用量の削減や回収が求められる。(4)電圧の高い系統ではガス遮断器(GCB)、中低圧では真空遮断器(VCB)が主に使われる。よって答えは(5)。

問題の解説

STEP1 (5)を判定

直流は電流零点がない→アークが消えにくく遮断が困難。「容易」は逆→(5)。

STEP2 消弧とガス

(2)ガス遮断器は圧縮ガスで消弧、(3)SF₆は温室効果ガスで回収——正しい。

STEP3 用途と使い分け

(1)運転・停止・故障電流遮断、(4)高電圧系はGCB——正しい。

答え:(5)

💡 覚え方
遮断器の要点:電流遮断時のアークを**電流零点**で消す→**交流は1サイクルに2回ゼロ点があり消弧しやすい/直流は電流零点がなく遮断が困難**。消弧媒体:**GCB=SF₆(圧縮ガスを吹き付け)/VCB=真空/ABB=圧縮空気/OCB=絶縁油**。使い分け:**高電圧・大容量=GCB、中低圧=VCB**。SF₆は**温室効果ガス**(GWP大)で削減・回収が必要。

⚠️ よくある間違い
直流遮断は「容易」ではなく困難(電流零点がないため)——ここが本問の罠。高電圧系統で広く使うのはガス遮断器(GCB)で真空遮断器(VCB)は中低圧が主。SF₆は絶縁・消弧に優れるが温室効果ガスなので大気放出せず回収する。

まとめ

(1)用途運転・停止・故障電流の遮断→正しい
(2)消弧ガス遮断器は圧縮ガスでアーク消弧→正しい
(3)SF₆温室効果ガスで削減・回収→正しい
(4)使い分け高電圧系はガス遮断器→正しい
(5)直流遮断電流零点がなく困難(容易は誤り)→答え

▼あわせて解きたい関連問題
・真空遮断器の特徴(変電18):【電力】令和2年度 A問題7
・ガス絶縁開閉装置(変電1):【電力】令和7年度上期 A問題6
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