地中送電4【電験3種 電力】誘電体損が小さいのはCVケーブル！OFの方が小さいは誤り 令和5年度下期 A問題10 完全解説

今回は令和5年度下期 電力科目 A問題10、我が国の地中送電線路の総合的な誤り選択問題です。建設費・ケーブルの種類・損失・布設方式・故障点標定と、地中送電の主要テーマが5択に凝縮されています。

決め手は誘電体損の大小。絶縁体の誘電正接tanδは架橋ポリエチレン（CV）が油浸紙（OF）より1桁小さいため、誘電体損もCVの方が小さい。これがCVケーブルが主流になった理由の一つで、「OFの方が小さい」は逆です。

出題のポイント

令和5年度下期 電力科目 A問題10：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5年度下期 A問題10

　我が国の地中送電線路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)　地中送電線路は、電力ケーブルを地中に埋設して送電する方式である。同じ送電容量の架空送電線路と比較して建設費が高いが、都市部においては用地の制約や、保安、景観などの点から地中送電線路が採用される傾向にある。

(2)　主な電力ケーブルには、架橋ポリエチレンを絶縁体としたCVケーブルと、絶縁紙と絶縁油を組み合わせた油浸紙を絶縁体としたOFケーブルがある。OFケーブルには油通路が設けられており、絶縁油の加圧によりボイドの発生を抑制して絶縁強度を確保するための給油設備が必要である。

(3)　電力ケーブルの電力損失において、抵抗損とシース損はケーブルの導体に流れる電流に起因した損失であり、誘電体損は電圧に対して絶縁体に流れる同位相の電流成分に起因した損失である。CVケーブルとOFケーブルの誘電体損では、一般にOFケーブルの方が小さい。

(4)　電力ケーブルの布設方法において、直接埋設式は最も工事費が安く、工期が短いが、ケーブル外傷等の被害のリスクが高く、ケーブル布設後の増設も難しい。一方で、管路式と暗きょ式（洞道式）は、ケーブル外傷等のリスク低減やケーブル布設後の増設にも優れた布設方式である。中でも暗きょ方式は、電力ケーブルの熱放散と保守の面で最も優れた布設方式である。

(5)　地中送電線路で地絡事故や断線事故が発生した際には、故障点位置標定が行われる。故障点位置標定法としては、地絡事故にはパルスレーダ法とマーレーループ法が適用でき、断線事故にはパルスレーダ法と静電容量測定法が適用できる。

ポイント解説：tanδはXLPE≪油浸紙——誘電体損はCVの方が小さい

(3)が誤り：前半の損失の分類（抵抗損・シース損＝電流起因、誘電体損＝電圧と同位相の電流成分起因）は正しい。しかし誘電体損は絶縁体の誘電正接tanδに比例し、架橋ポリエチレン（CV）のtanδは油浸紙（OF）より大幅に小さい。したがって誘電体損が小さいのはCVケーブル——「OFの方が小さい」は逆。

ケーブルの3損失：①抵抗損＝導体のI²R。②シース損＝金属シースに誘導される電流（渦電流・循環電流）による損失——これも電流起因。③誘電体損＝W_d＝ωCV²tanδ——電圧起因で、負荷がなくても課電するだけで発生する。この「電流系か電圧系か」の分類は頻出。

その他は正しい：(1)建設費高いが都市部で採用。(2)CV=XLPE／OF=油浸紙+給油設備（cb2と同一論点）。(4)布設3方式（cb1と同一——暗きょは熱放散・保守で最良）。(5)故障点標定：地絡→マーレーループ法・パルスレーダ法／断線→パルスレーダ法・静電容量測定法（マーレーループはループが組める地絡向き、断線は容量の変化で測る）。

問題の解説

STEP1　損失の分類

抵抗損・シース損=電流起因／誘電体損=電圧起因（ωCV²tanδ）——記述前半は正しい。

STEP2　(3)を判定

tanδ：XLPE≪油浸紙→誘電体損はCVが小さい→「OFの方が小さい」は誤り。

STEP3　他の選択肢

建設費(1)・OFの給油設備(2)・布設3方式(4)・標定法の使い分け(5)——正しい。

答え：(3)

まとめ

誤り	(3) 誘電体損はCVの方が小さい（OFではない）
損失の分類	抵抗損・シース損=電流系／誘電体損=電圧系
誘電体損	Wd=ωCV²tanδ（課電だけで発生）
標定法	地絡=マーレーループ・パルスレーダ／断線=パルスレーダ・静電容量
答え	(3)

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