今回は平成30年度 電力科目 A問題7、変圧器の保全・診断について誤っているものを選ぶ問題です。油中ガス分析・部分放電測定・絶縁抵抗／誘電正接測定——各診断法が「何の劣化を見ているか」を押さえれば解けます。
ねらいは診断対象の取り違え。絶縁抵抗測定や誘電正接（tanδ）測定は、変圧器の絶縁材料（絶縁物）の劣化や吸湿を見るための試験です。「鉄心材料の経年劣化を把握する」という説明は診断対象を誤っています。
平成30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。
出典：一般財団法人 電気技術者試験センター「平成30年度 第三種電気主任技術者試験」電力科目 A問題7
電験3種 電力科目 【変電】 平成30年度 A問題7
変圧器の保全・診断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。
変圧器の予防保全は、運転の維持と事故の防止を目的としている。
油入変圧器の絶縁油の油中ガス分析は内部異常診断に用いられる。
部分放電は、絶縁破壊が生じる前ぶれである場合が多いため、異常診断技術として、部分放電測定が用いられることがある。
変圧器巻線の絶縁抵抗測定と誘電正接測定は、鉄心材料の経年劣化を把握することを主な目的として実施される。
ガスケットの経年劣化に伴う漏油の検出には、目視点検に加え、油面計が活用される。
誤りは(4)：測るのは絶縁物の劣化
「鉄心材料の経年劣化を把握することを主な目的」——対象が違います。
| 試験 | 測るもの | 診断できる対象 |
| ★絶縁抵抗測定 | ★直流を加えたときの抵抗 | ★★絶縁物の吸湿・汚損 |
| ★誘電正接測定 | ★交流での損失角 tanδ | ★★絶縁物の劣化・含水 |
| 油中ガス分析 | 絶縁油に溶けたガスの種類と量 | 内部の過熱・放電 |
どちらも絶縁物を調べる試験です——鉄心を調べるものではありません。
変圧器の寿命は、絶縁物の寿命で決まります——鉄心や銅は劣化しにくいのです。
絶縁紙は熱と水分で少しずつ分解していきます——そこを監視するのが保全の中心になります。
問題文の他の4つは、いずれも正しい記述——「鉄心材料」の一語だけが誤りです。
(2) 油中ガス分析という診断法
絶縁油に溶け込んだガスから、内部で何が起きているか分かります。
| 検出されるガス | 示す異常 |
| ★水素・メタン | ★部分放電（低エネルギーの放電） |
| ★アセチレン | ★アーク放電（高エネルギー） |
| ★エチレン | ★高温の過熱（700 ℃ 以上） |
| ★一酸化炭素・二酸化炭素 | ★絶縁紙の劣化 |
油や紙が分解するとき、温度によって出るガスが変わります——だからガスの種類で原因が推定できるのです。
アセチレンが出たら重大——アークが発生している証拠だからです。
運転を止めずに油を少し採るだけで調べられる——変圧器診断の最も基本的な手法になります。
(1)(3)(5) 保全の考え方
(1) 予防保全
| 方式 | 内容 | 特徴 |
| ★事後保全 | ★壊れてから直す | ★停電が長引く |
| ★時間基準保全 | ★決めた周期で点検・取替 | ★まだ使えるものも交換する |
| ★状態基準保全 | ★診断結果に応じて手を打つ | ★無駄が少ない |
変圧器は高価で交換に時間がかかります——だから予防保全が基本です。
油中ガス分析や部分放電測定は、状態基準保全の手段——兆候をつかんで先手を打ちます。
(3) 部分放電
絶縁物の中の微小な空隙で起きる、局所的な放電です。
すぐに絶縁破壊するわけではありませんが、少しずつ進行します——だから「前ぶれ」なのです。
放電に伴う電気的パルスや超音波を検出します——運転中でも測定できる方法があります。
(5) 漏油の検出
ガスケットはゴム製の密封材——年月とともに硬化して漏れます。
油が漏れれば油面が下がる——だから油面計で分かるのです。
油面が下がると巻線が露出し、絶縁破壊につながります——目視と油面計の両方で監視します。
⚠️ よくある間違い
(4)の「絶縁抵抗測定と誘電正接測定」自体を疑ってしまう——どちらも実際に行う試験です。
誤りは「鉄心材料の経年劣化」という目的——調べるのは絶縁物になります。
(2)の油中ガス分析を疑ってしまう——内部異常診断の標準的な手法です。
(3)の部分放電を疑ってしまう——絶縁破壊の前ぶれとして正しい。
(5)の油面計を疑ってしまう——漏油すれば油面が下がるので有効です。
5つのうち4つが「何を診断するか」を正しく述べている——対象がずれている1つを探す問題になっています。
⏱️ 本番での進め方
①★絶縁抵抗・誘電正接が調べるのは絶縁物。鉄心ではない。
②★変圧器の寿命は絶縁物の寿命で決まる。
③★油中ガス分析はガスの種類で異常の種類が分かる。
④アセチレンが出たらアーク放電。最も重大。
💡 覚え方
「変圧器で傷むのは絶縁物」——鉄も銅もほとんど劣化しません。だから診断はすべて絶縁を見ている——そこを取り違えさせるのが本問です。
変圧器の構造は平成26年度 A問題7（変電：変圧器の並行運転）にあります。
絶縁物の劣化はなぜ進むのか
(4)で問われた絶縁物の劣化要因を整理しましょう。
| 要因 | 影響 | 対策 |
| ★熱 | ★絶縁紙が分解し機械的強度が落ちる | ★冷却・過負荷を避ける |
| ★水分 | ★絶縁耐力が大きく低下する | ★密封・吸湿呼吸器 |
| ★酸素 | ★絶縁油が酸化しスラッジが生じる | ★窒素封入・コンサベータ |
| ★部分放電 | ★局所的に絶縁を侵食する | ★製造時の異物・空隙の排除 |
最も効くのは熱——温度が6 ℃ 上がると寿命が半分になるとされます。
だから変圧器の負荷と油温を監視するのが保全の基本——過負荷は寿命を縮めます。
誘電正接（tanδ）とは
理想的な絶縁物なら、電流は電圧より90度進みます——抵抗分がゼロだからです。
劣化すると抵抗分が増え、位相が90度からずれます——そのずれ角の正接が tanδになります。
値が大きいほど劣化が進んでいる——数値で劣化度を表せるのが利点です。
要点をもう一度
誤りは(4)の「鉄心材料」という目的だけです。
| 記述 | 内容 | 正誤 |
| (1) | 予防保全の目的 | 正 |
| (2) | 油中ガス分析 | 正 |
| (3) | 部分放電測定 | 正 |
| ★(4) | ★絶縁抵抗・誘電正接測定 | ★誤（対象は絶縁物） |
| (5) | 漏油の検出 | 正 |
試験の名前は正しいので、目的の部分を読む必要があります——「何を診断するか」が問われているのです。
診断項目と対象の対応
| 診断項目 | 対象 |
| ★絶縁抵抗・誘電正接 | ★巻線の絶縁物 |
| ★油中ガス分析 | ★内部の過熱・放電 |
| ★部分放電測定 | ★絶縁物中の微小な欠陥 |
| ★油面計・目視 | ★ガスケットの劣化と漏油 |
4つとも、直接または間接に絶縁を見ています——鉄心を対象とする項目はありません。
変圧器の付属機器
(5)の油面計をはじめ、保全に関わる機器があります。
| 機器 | 働き | 異常時 |
| ★コンサベータ | ★油の膨張・収縮を吸収する | ★油面計で量を監視 |
| ★吸湿呼吸器 | ★出入りする空気の水分を取る | ★シリカゲルの色で判断 |
| ★ブッフホルツ継電器 | ★内部で発生したガスを検出する | ★警報・遮断 |
| ★放圧装置 | ★内圧が上がったとき逃がす | ★容器の破損を防ぐ |
油は温度で体積が変わります——その増減をコンサベータで吸収するのです。
空気が出入りするので、水分が入らないよう吸湿呼吸器を通します——シリカゲルが青から桃色に変われば交換。
ブッフホルツ継電器は、内部異常で生じたガスを集めて検知します——油中ガス分析より早く気づけるのです。
目視点検と機器による監視を組み合わせる——問題文の(5)が示す考え方になります。
絶縁油の役割
(2)(5)に出てくる油は、2つの働きを兼ねています。
| 働き | 内容 | 失われると |
| ★絶縁 | ★巻線どうし・巻線と鉄心を絶縁する | ★絶縁破壊に至る |
| ★冷却 | ★対流で熱を放熱器へ運ぶ | ★温度が上がり寿命が縮む |
空気より絶縁耐力が高く、熱もよく運びます——だから油入変圧器が主流なのです。
漏油はその両方を失わせます——だから(5)の検出が重要になります。
油の劣化は酸価やこう色で判定します——定期的に採油して分析するのです。
劣化した油は精製するか交換します——変圧器本体より先に油が寿命を迎えることもあります。
まとめ
| (1)予防保全 | 運転維持・事故防止が目的→正しい |
| (2)油中ガス分析 | 内部異常診断に用いる→正しい |
| (3)部分放電測定 | 絶縁破壊の前兆を検出→正しい |
| (4)絶縁抵抗・誘電正接 | 絶縁物の劣化診断（鉄心ではない）＝誤り→答え |
| (5)漏油検出 | 目視＋油面計→正しい |
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