架空送電9【電験3種 電力】トーショナルダンパは微風振動対策！着雪防止は難着雪リング 令和5年度下期 A問題8 完全解説

今回は令和5年度下期 電力科目 A問題8、架空送電線路の構成要素（付属品）の用語と説明を対応させる誤り選択問題です。アークホーン・トーショナルダンパ・アーマロッド・相間スペーサ・埋設地線という付属品5点セットが登場します。

ポイントは「どの付属品が・どの現象に効くか」の対応表。トーショナルダンパ＝微風振動の吸収、難着雪リング＝着雪防止、相間スペーサ＝電線どうしの接触防止、アーマロッド＝クランプ付近の振動疲労・アーク損傷対策、埋設地線＝接地抵抗低減。この対応を崩した選択肢が誤りです。

出題のポイント：架空送電線の振動・着雪対策

トーショナルダンパは微風振動の振動エネルギーを吸収する器具で、着雪防止器具ではありません。着雪抑制には難着雪リング、強風時の相間接近防止には相間スペーサを用います。

令和5年度下期 電力科目 A問題8：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年度下期 第三種電気主任技術者試験」電力科目 A問題8

電験3種 電力科目 【架空送電】 令和5年度下期 A問題8

　架空送電線路の構成要素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)　アークホーン：がいしの両端に設けられた金属電極をいい、雷サージによるフラッシオーバの際生じるアークを電極間に生じさせ、がいし破損を防止するものである。

(2)　トーショナルダンパ：着雪防止が目的で電線に取り付ける。風による振動エネルギーで着雪を防止し、ギャロッピングによる電線間の短絡事故などを防止するものである。

(3)　アーマロッド：電線の振動疲労防止や、アークによる電線損傷、溶断防止のため、クランプ付近の電線に同一材質の金属を巻き付けるものである。

(4)　相間スペーサ：強風による電線相互の接近及び衝突を防止するため、電線相互の間隔を保持する器具として取り付けるものである。

(5)　埋設地線：塔脚の地下に放射状に埋設された接地線、あるいは、いくつかの鉄塔を地下で連結する接地線をいい、鉄塔の塔脚接地抵抗を小さくし、逆フラッシオーバを抑止する目的等のため取り付けるものである。

微風振動・ギャロッピング・着雪を区別する

「着雪防止が目的で電線に取り付ける」——目的が違います。

部品	本当の目的	対象の振動
★トーショナルダンパ	★★ねじれ振動を抑える	★★ギャロッピング
★難着雪リング	★★着雪を分断して落とす	★着雪そのものを防ぐ

「ダンパ」という名が付くものは、振動を抑える装置です——着雪を防ぐ装置ではありません。

トーショナルとは「ねじれの」という意味——ねじれる向きの揺れを抑えます。

着雪を防ぐ部品は、難着雪リングという別の名前——役目と名前が入れ替えられています。

「風による振動エネルギーで着雪を防止」も不自然——ダンパは振動を吸収する側です。

架空送電線の構成要素5つを照合する

部品	ねらい	しくみ
★難着雪リング	★★雪を付けさせない	★輪で分断し自重で落とす
★ねじれ防止ダンパ	★★雪を落とす	★電線をねじれさせる
★トーショナルダンパ	★★揺れを抑える	★ねじれ振動を吸収する
★相間スペーサ	★★接触させない	★絶縁物で間隔を保つ

ねらいが3段階に分かれています——付けさせない・落とす・触れさせない。

雪が付かなければ、翼のような断面もできません——いちばん根本的な対策です。

付いてしまったら、落とす工夫が要ります——ねじれさせれば落ちるのです。

それでも揺れたら、接触だけは防ぐ——相間スペーサが最後の備えになります。

(5) 埋設地線の張り方

方式	形	使う場面
★放射状	★★塔脚から四方へ伸ばす	★1基ごとに接地を取る
★連続式	★★鉄塔どうしを地下でつなぐ	★★岩盤で接地が取りにくい山地

問題文が2つの形を挙げているのは、両方あるから——正確な記述です。

連続式なら、隣の鉄塔の接地も一緒に使えます——1基では足りないところで有効。

地表近くに数十メートル埋めることもあります——接触面積を稼ぐためです。

ただし雷のような急峻な電流では、長すぎても効きません——先端まで届く前に終わるから。

★この問題は令和4年度下期 A問題8と完全に同一で、さらに平成20年度 A問題9にもさかのぼります（架空送電：構成要素（R04下）／架空送電：構成要素（H20））。17年の間に3度出題されました。

(3) アーマロッドが同一材質である理由

問題文の「同一材質の金属を巻き付ける」に注目します。

理由	内容
★電食を避ける	★★異種金属が触れると電池ができて腐食する
★熱膨張をそろえる	★温度変化で緩まないようにする
★導電率をそろえる	★電流が偏って流れない

異なる金属が水分を介して接すると、電池になります——卑なほうが溶けていくのです。

アルミと鋼を直接触れさせれば、アルミが腐食します——だから同じアルミを使うのです。

熱膨張率が違えば、暑い日と寒い日で締まり具合が変わります——緩めばこすれて摩耗することになります。

細かいことに見えて、数十年使うには重要な配慮——だから問題文がわざわざ書いているのです。

(4) 相間スペーサの実際

相どうしの接触を、物理的に止めます。

項目	内容
★材質	★★FRP（絶縁性の樹脂）
★取付位置	★径間の中央付近に1〜2か所
★長さ	★相間距離に合わせる（数 m）
★守るもの	★★相どうしの接触による短絡

金属では相どうしをつないでしまいます——だから絶縁物のFRPです。

径間の中央が最も揺れるので、そこに付けます——両端は支持されていて動かないから。

ギャロッピングでは振幅が数メートルに達します——相間距離を超えれば接触するのです。

スペーサがあれば、物理的に近づけません——揺れは止められなくても、事故は防げる。

(1) アークホーンの間隔が決まるまで

どれくらい離すのか、条件があります。

間隔	起きること	評価
★狭すぎる	★★平常の運転電圧でも放電する	★★使えない
★適切	★★がいし連より先に放電する	★★これを狙う
★広すぎる	★★がいし表面で先に放電する	★★守れない

がいし連の長さより、少し短く設定します——そちらが先に負けるようにです。

狭すぎれば、ふだんから放電してしまいます——常時停電になるのです。

そのつり合いで間隔が決まります——電圧階級ごとに標準値があるのです。

問題文の「がいしの両端に設けられた金属電極」がその位置を表しています——上下2つで1組になります。

(5) 逆フラッシオーバを抑える数字

接地抵抗をどこまで下げればよいのでしょうか。

接地抵抗	雷電流30 kA での電位	評価
★10 Ω	★300 kV	★★望ましい水準
★20 Ω	★600 kV	★許容範囲
★30 Ω	★★900 kV	★★逆フラッシオーバしやすい

電位は接地抵抗に比例します——V＝I×R そのままです。

がいし連の耐電圧を超えれば、逆向きに放電します——だから低いほどよいのです。

10 Ω 以下を目標にすることが多い——けれども地質によっては難しい。

だから埋設地線を長く伸ばしたり、鉄塔をつないだりします——問題文の2つの形がそれになります。

構成要素を役割で分けて覚える

本問の5つを、守る相手ごとに整理しましょう。

守る相手	部品	脅威
★がいし	★★アークホーン	★アーク放電の熱
★電線（クランプ付近）	★★アーマロッド	★振動疲労・溶断
★電線（全体）	★トーショナルダンパ	★ねじれ振動
★相どうし	★★相間スペーサ	★接近・接触
★鉄塔	★★埋設地線	★電位上昇・逆フラッシオーバ

守る相手が違えば、部品も違います——そう整理すれば取り違えません。

本問の誤りは、部品と目的の対応が入れ替わったもの——この表で照らせば見抜けます。

アーマロッドだけが2つの脅威に対応します——振動疲労と溶断の両方。

だから問題文も2つ並べて書いている——正確な記述です。

まとめ

誤り	(2) トーショナルダンパの目的は微風振動吸収（着雪防止ではない）
アークホーン	アークを電極間へ誘導→がいし破損防止(1)
アーマロッド	同一材質を巻いて振動疲労・アーク対策(3)
相間スペーサ	電線相互の間隔保持→相間短絡防止(4)
埋設地線	接地抵抗低減→逆フラッシオーバ抑止(5)
答え	(2)

▼あわせて解きたい関連問題
・振動4種の総まとめ（架空送電7）：【電力】令和6年度上期 A問題8
・構成部品とがいしの設計（架空送電4）：【電力】令和7年度上期 A問題8
・雷害対策と埋設地線（架空送電2）：【電力】令和7年度下期 A問題9