変電19【電験3種 電力】避雷器はZnOの非線形抵抗で続流を遮断!令和2年度 A問題9 完全解説

電験3種 電力科目【変電】令和2年度 A問題9 (ア)波高値・(イ)ZnO・(ウ)非線形・(エ)続流・(オ)ギャップレス→(2) ※令和7年度下期A問題6と同内容だが選択肢の並びが違い答えは(1)

今回は令和2年度 電力科目 A問題9、避雷器に関する空欄補充問題です。★この問題は令和7年度下期 A問題6(変電2)と本文がほぼ同一の再出題ですが、選択肢の並びが違うため答えの番号も異なります(令和7年度下期は(1)、本問は(2))。

覚える軸は3つ。①過電圧の波高値がある値を超えたら放電、②特性要素はZnO(酸化亜鉛)非線形の抵抗特性、③放電後は続流を遮断——発変電所用は放電遅れのないギャップレス避雷器が主流です。

出題のポイント

目次

令和2年度 電力科目 A問題9: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 令和2年度 A問題9 問題文
令和2年度 電力科目 A問題9 問題文

電験3種 電力科目 【変電】 令和2年度 A問題9

 次の文章は、避雷器に関する記述である。避雷器は、雷又は回路の開閉などに起因する過電圧の(ア)がある値を超えた場合、放電により過電圧を抑制して、電気施設の絶縁を保護する装置である。特性要素としては(イ)が広く用いられ、その(ウ)の抵抗特性により、過電圧に伴う電流のみを大地に放電させ、放電後は(エ)を遮断することができる。発変電所用避雷器では、(イ)の優れた電圧−電流特性を利用し、放電耐量が大きく、放電遅れのない(オ)避雷器が主に使用されている。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。

(ア)(イ)(ウ)(エ)(オ)
(1)波頭長SF6非線形続流直列ギャップ付き
(2)波高値ZnO非線形続流ギャップレス
(3)波高値SF6線形制限電圧直列ギャップ付き
(4)波高値ZnO線形続流直列ギャップ付き
(5)波頭長ZnO非線形制限電圧ギャップレス

ポイント解説:波高値・ZnO・非線形・続流・ギャップレス

(ア):避雷器は過電圧の波高値(電圧のピーク値)がある値を超えたときに放電する。「波頭長」は波形の立ち上がり時間のことで、動作の判定基準にはならない——(1)(5)はここで切れる。

(イ)(ウ)(エ):特性要素にはZnO(酸化亜鉛)素子が広く用いられ、その非線形の抵抗特性(低電圧では高抵抗・高電圧では低抵抗)により、過電圧に伴う電流だけを大地に放電し、放電後は続流(引き続き流れようとする商用周波の電流)を遮断する。ZnOは常時ほぼ絶縁で、過電圧時だけ導通するので直列ギャップが要らない。

(オ):発変電所用避雷器では、ZnOの優れた電圧−電流特性を利用し、放電耐量が大きく放電遅れのないギャップレス避雷器が主流。よって(ア)波高値・(イ)ZnO・(ウ)非線形・(エ)続流・(オ)ギャップレスで答えは(2)。★令和7年度下期A問題6は同内容だが選択肢の並びが違い答えは(1)——番号でなく判定で解く。

問題の解説

STEP1 (ア)

放電の判定は過電圧の波高値(波頭長ではない)。

STEP2 (イ)(ウ)(エ)

特性要素=ZnO、非線形抵抗、放電後は続流を遮断。

STEP3 (オ)

発変電所用は放電遅れのないギャップレス避雷器→(2)。※同内容の令和7年度下期は(1)。

答え:(2)

💡 覚え方
避雷器の5点:過電圧の**波高値**で放電/特性要素=**ZnO(酸化亜鉛)**素子/**非線形**抵抗(低電圧=高抵抗・高電圧=低抵抗)/放電後は**続流を遮断**/発変電所用は**ギャップレス**(ZnOは常時ほぼ絶縁なので直列ギャップ不要・放電遅れなし)。制限電圧=避雷器の放電中に端子に残る電圧(この値が低いほど保護性能が高い)。★同内容がR07下問6(変電2・答え(1))で再出題——選択肢の並びで番号が変わる。

⚠️ よくある間違い
(ア)波高値(波頭長は立ち上がり時間で別物)。(ウ)非線形(線形では過電圧時だけ導通できない)。(エ)続流(制限電圧は残留電圧の話)。同内容のR07下問6の答え(1)を流用しない——本問は選択肢の並びが違い(2)。

まとめ

(ア)過電圧の波高値がある値を超えると放電
(イ)特性要素=ZnO(酸化亜鉛)
(ウ)非線形の抵抗特性
(エ)放電後は続流を遮断
(オ)発変電所用はギャップレス避雷器→(2)

▼あわせて解きたい関連問題
・避雷器の特性要素と動作(変電2・同内容だが答えは(1)):【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 令和2年度 問題一覧(全4科目)

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