今回は令和5年度上期 電力科目 A問題9、送電線のコロナ損に関する空欄補充問題です。コロナ放電の発生条件と抑制策、気圧との関係というコロナの基本がひととおり問われます。
コロナ放電は電線表面の電界強度がある値（波高値で約30kV/cm＝実効値約21kV/cm）を超えると発生します。対策はすべて「表面の電界を緩める」方向：実効的な直径を大きく（太線化・多導体化）、線間距離を大きく。また空気の絶縁耐力が下がる気圧が低い（雨天・高地）ほど起こりやすくなります。
令和5年度上期 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。
出典：一般財団法人 電気技術者試験センター「令和5年度上期 第三種電気主任技術者試験」電力科目 A問題9
電験3種 電力科目 【架空送電】 令和5年度上期 A問題9
次の文章は、コロナ損に関する記述である。
送電線に高電圧が印加され、(ア)がある程度以上になると、電線からコロナ放電が発生する。コロナ放電が発生するとコロナ損と呼ばれる電力損失が生じる。コロナ放電の発生を抑えるには、電線の実効的な直径を(イ)するために(ウ)する、線間距離を(エ)する、などの対策がとられている。コロナ放電は、気圧が(オ)なるほど起こりやすくなる。
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) 電流密度 大きく 単導体化 大きく 低く (2) 電線表面の電界強度 大きく 多導体化 大きく 低く (3) 電流密度 小さく 単導体化 小さく 高く (4) 電線表面の電界強度 小さく 単導体化 大きく 低く (5) 電線表面の電界強度 大きく 多導体化 小さく 高く
出題のポイント：表面電界を弱めてコロナを抑える
コロナ放電は、電線表面の電界強度が空気の絶縁限界を超えると発生します。電線の実効的な直径を大きくする多導体化と、線間距離を大きくする対策で表面電界を弱めます。一方、気圧が低いほど空気密度と絶縁耐力が低下し、コロナは起こりやすくなります。
令和元年度A10とまったく同じ問題
問題文も選択肢も一字一句同じです——4年を隔てた再出題になります。
コロナは架空送電の頻出テーマ——3つの年度で問われています。
| 年度 | 形式 | 問われた中心 |
| ★平成26年度 A9 | ★誤りを選ぶ | ★単導体と多導体の比較 |
| ★平成30年度 A9 | ★空欄補充 | ★多導体の電気的効果 |
| ★令和元年度 A10 | ★空欄補充 | ★コロナ対策と気圧 |
| ★令和5年度上期 A9 | ★空欄補充 | ★同上（再出題） |
問われる語は限られています——電界強度・多導体化・大きく・低く。
コロナを抑える3つの方向
4つの空欄が、同じ狙いを向いています。
| 空欄 | 答え | 電界への効果 |
| (イ) | ★大きく | ★★等価半径が大きいと電界が弱まる |
| (ウ) | ★多導体化 | ★★等価半径を大きくする手段 |
| (エ) | ★大きく | ★★線間が離れると電界が弱まる |
「太く、離す」——それがコロナ対策のすべてです。
(オ)の気圧だけは向きが逆に見えます——けれども「気圧が低い＝空気が薄い＝絶縁が弱い」と考えれば同じ。
d が大きいほど、D が大きいほど、δ が大きいほど臨界電圧が上がります——式が3つの空欄の答えを示しています。
δ は気圧に比例するので、気圧が低いと臨界電圧が下がる——だからコロナが起きやすくなるのです。
5空欄を選択肢(2)と照合する
| 対策 | 具体例 | 使う場面 |
| ★多導体化 | ★2〜8導体にする | ★超高圧の標準 |
| ★太い電線 | ★中空電線・拡径電線 | ★単導体で対応する場合 |
| ★金具の形状 | ★シールドリング・アークホーンの丸み | ★突起をなくす |
| ★施工の丁寧さ | ★電線に傷をつけない | ★傷が突起になる |
電線だけでなく、金具の形も重要です——とがった部分に電界が集中するから。
だから超高圧の金具は丸みを帯びた形をしています——シールドリングがその代表です。
施工中に電線を傷つけると、そこがコロナの発生源になります——だから丁寧な扱いが求められるのです。
中空電線は、内部を空洞にして直径だけ大きくしたもの——材料を増やさず等価半径を稼げます。
⚠️ よくある間違い
(ア)を「電流密度」としてしまう——選択肢(1)(3)がそれです。コロナは電圧で決まる現象。
(ウ)を「単導体化」としてしまう——選択肢(1)(3)(4)。逆効果になります。
(エ)を「小さく」としてしまう——選択肢(3)(5)。近づけると電界が強まるのです。
(オ)を「高く」としてしまう——選択肢(3)(5)。気圧が低いほど起きやすい。
(ウ)だけで(2)(5)に絞れます——あとは(エ)で確定するでしょう。
⏱️ 本番での進め方
①★コロナは電線表面の電界強度で決まる。
②★対策は「太く、離す」。多導体化がその手段。
③★気圧が低いほど起きやすい（高地で注意）。
④★令和元年度A10と完全に同一問題。
💡 覚え方
「太く、離す」——4つの空欄がすべてその方向です。4年ぶりの再出題——過去問を解いておけば確実に取れます。
まったく同じ問題が令和元年度 A問題10（架空送電：コロナ損）にあります。多導体の電気的効果は平成30年度 A問題9（架空送電：多導体方式）へ。
コロナが起きる電圧の目安
どの電圧階級から問題になるのか見ましょう。
| 電圧階級 | コロナ | 採用する電線 |
| ★6.6 kV | ★起きない | ★細い電線で足りる |
| ★66〜154 kV | ★条件次第で起きる | ★太めの単導体 |
| ★187〜275 kV | ★★対策が必要 | ★2導体 |
| ★500 kV | ★★対策が必須 | ★4導体 |
低い電圧では電界が弱いので問題になりません——電線の太さは許容電流で決まります。
高い電圧では、電流としては細くてよくても太くする——コロナが決め手になるのです。
500 kV で単導体にすると、直径10 cm 以上が必要——重くて扱えません。
だから多導体にして、細い電線を離して配置する——等価半径だけを大きくする工夫です。
雨天時にコロナが増える理由
電線表面に水滴が付くと、そこが突起になります。
突起の先端では電界が数倍に集中します——だから局所的にコロナが始まるのです。
晴天時の数十倍のコロナ損が生じることもあります——雑音も大きくなります。
要点をもう一度
令和元年度A10とまったく同じ問題です。
| 空欄 | 答え | 意味 |
| (ア) | ★電線表面の電界強度 | ★コロナは電圧で決まる |
| (イ) | ★大きく | ★実効的な直径を大きくする |
| (ウ) | ★多導体化 | ★その手段 |
| (エ) | ★大きく | ★線間を離す |
| (オ) | ★低く | ★気圧が低いと空気が薄い |
(イ)(ウ)(エ)はすべて「電界を弱める」方向——太く、離すのがコロナ対策です。
4年ぶりの再出題——過去問を解いておけば確実になります。
コロナが引き起こす4つの障害
| 障害 | 内容 |
| ★コロナ損 | ★放電によるエネルギー損失 |
| ★可聴雑音 | ★★ジージーという音（50 dB超） |
| ★電波障害 | ★★ラジオ・テレビへの雑音 |
| ★金具の腐食 | ★オゾンと硝酸による |
電力損失より、雑音と電波障害のほうが問題になります——近隣からの苦情につながるから。
だから住宅地の近くでは特に対策が要る——コロナ対策の実務的な理由です。
多導体以外のコロナ対策
(ウ)の多導体化以外にも手立てがあります。
| 対策 | 内容 | 使う場面 |
| ★中空電線 | ★内部を空洞にして直径だけ大きくする | ★単導体で対応する場合 |
| ★拡径電線 | ★内層に軽い素材を使い外径を稼ぐ | ★同上 |
| ★シールドリング | ★金具の電界集中を防ぐ | ★がいし装置 |
| ★丁寧な施工 | ★電線に傷をつけない | ★すべての場面 |
中空電線は、材料を増やさずに直径を大きくできます——電流は表面を流れるので中心は不要だから。
表皮効果があるので、中を空洞にしても損失は増えません——むしろ軽くなるのです。
金具の形も重要で、とがった部分に電界が集中します——だから超高圧の金具は丸みを帯びています。
施工中の傷も突起になります——そこからコロナが始まることになります。
コロナ臨界電圧の式を読む
4つの空欄が、この式の中に含まれています。
| 記号 | 意味 | 大きいと |
| ★d | ★電線の直径 | ★★臨界電圧が上がる |
| ★D | ★線間距離 | ★★臨界電圧が上がる |
| ★δ | ★相対空気密度 | ★★臨界電圧が上がる |
| ★m₀ | ★電線の表面係数 | ★★臨界電圧が上がる |
すべて「大きいほどコロナが起きにくい」——だから対策はこれらを大きくする方向です。
δ は気圧に比例し温度に反比例します——だから気圧が低いと臨界電圧が下がるのです。
m₀ は電線が滑らかなら1に近く、汚れていると小さくなります——だから傷や汚れがコロナを招くことになります。
式を覚えなくても、各記号の向きだけ分かれば答えられます——「太く、離す、空気が濃い」ほど起きにくい。
まとめ
| (ア) | 電線表面の電界強度（約30kV/cm超で発生） |
| (イ)(ウ) | 実効直径を大きく→多導体化 |
| (エ) | 線間距離を大きく |
| (オ) | 気圧が低くなるほど起こりやすい |
| コロナの害 | コロナ損・可聴雑音・電波障害 |
| 答え | (2) |
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