今回は令和3年度 電力科目 A問題11、電力ケーブルの許容電流を大きくする方法の誤り選択問題です。許容電流は「導体温度を上限以下に保てる電流」なので、発熱を減らすか・熱を逃がしやすくするかの2方向で整理できます。
全選択肢を「発熱減 or 放熱増」で仕分け：熱抵抗小＝放熱増(1)、低誘電率・低tanδ＝誘電体損減(3)、高抵抗率シース＝シース損減(4)、条数減＝相互加熱減(5)——すべて正しい。表皮効果が「大きい」導体は実効抵抗が増えて発熱が増えるので逆効果——(2)だけが反対向きです。
出題のポイント
令和3年度 電力科目 A問題11：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 【地中送電】 令和3年度 A問題11
地中送電線路に使用される電力ケーブルの許容電流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) 電力ケーブルの絶縁体やシースの熱抵抗、電力ケーブル周囲の熱抵抗といった各部の熱抵抗を小さくすることにより、ケーブル導体の発熱に対する導体温度上昇量を低減することができるため、許容電流を大きくすることができる。
(2) 表皮効果が大きいケーブル導体を採用することにより、導体表面側での電流を流れやすくして導体全体での電気抵抗を低減することができるため、許容電流を大きくすることができる。
(3) 誘電率、誘電正接の小さい絶縁体を採用することにより、絶縁体での発熱の影響を抑制することができるため、許容電流を大きくすることができる。
(4) 電気抵抗率の高い金属シース材を採用することにより、金属シースに流れる電流による発熱の影響を低減することができるため、許容電流を大きくすることができる。
(5) 電力ケーブルの布設条数（回線数）を少なくすることにより、電力ケーブル相互間の発熱の影響を低減することができるため、1条当たりの許容電流を大きくすることができる。
ポイント解説：許容電流UP＝発熱を減らす or 熱を逃がす——表皮効果「大」は発熱増
(2)が誤り：表皮効果は交流電流が導体表面に偏る現象で、大きいほど断面を有効に使えず実効抵抗が増える（地中送電6）。抵抗が増えれば発熱I²Rが増え、許容電流はむしろ小さくなる。許容電流を大きくしたければ表皮効果の小さい導体（素線を絶縁した分割圧縮導体など）を使う——記述は効果の向きが逆。
発熱を減らす対策（(3)(4)は正しい）：(3)誘電率・誘電正接の小さい絶縁体→誘電体損Wd=ωCV²tanδが減る（XLPEが好例——cb4）。(4)電気抵抗率の高い金属シース→誘導起電力による循環電流が流れにくくなりシース損が減る（「抵抗が高い方が良い」という直感に反するポイント）。
熱を逃がす・もらわない対策（(1)(5)は正しい）：(1)絶縁体・シース・周囲（土壌・管路）の熱抵抗を小さく→同じ発熱でも温度上昇が減る。(5)布設条数を減らす→隣のケーブルからの相互加熱が減り1条当たりの許容電流は増える（cb1・cb7の多条数の話の裏返し）。
問題の解説
STEP1 許容電流の決まり方
導体温度上限（XLPEで90℃）を守れる電流。発熱↓か放熱↑で増やせる。
STEP2 (2)を判定
表皮効果大→実効抵抗増→発熱増→許容電流減。「大きくできる」は逆→誤り。
STEP3 他の対策を仕分け
熱抵抗小(1)・低tanδ(3)・高抵抗シース(4)・条数減(5)——すべて正しい向き。
答え：(2)
💡 覚え方
許容電流UPの合言葉＝「発熱減らす・熱逃がす」：低tanδ絶縁体・高抵抗率シース（循環電流減）・熱抵抗小・条数減・表皮効果の小さい導体。シースは「抵抗が高い方が損失が減る」という逆張りに注意。
⚠️ よくある間違い
表皮効果は「大きい方が表面で流れやすくて得」ではない——断面全体で見れば抵抗増。金属シースは低抵抗の方が良さそうに見えるが、誘導循環電流を抑えるには高抵抗が有利。条数を増やすと1条当たりの許容電流は減る。
まとめ
| 誤り | (2) 表皮効果が大きい導体は抵抗増→許容電流減 |
| 発熱を減らす | 低誘電率・低tanδ(3)／高抵抗率シース(4) |
| 熱を逃がす | 各部の熱抵抗を小さく(1) |
| 相互加熱 | 条数を減らして1条当たり許容電流増(5) |
| 答え | (2) |
▼あわせて解きたい関連問題
・表皮効果と実効抵抗（地中送電6）：【電力】令和5年度上期 A問題10
・ケーブルの3損失（地中送電4）：【電力】令和5年度下期 A問題10
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