変電2【電験3種 電力】避雷器はZnO素子の非線形抵抗で続流を遮断！令和7年度下期 A問題6 完全解説

今回は令和7年度下期 電力科目 A問題6、避雷器に関する空欄補充問題です。雷サージなどの過電圧から機器を守る避雷器のしくみ——特性要素・続流・ギャップレスという頻出キーワードを一気に整理できます。

覚えるべき軸は3つ。①過電圧の波高値がある値を超えたら動作、②特性要素はZnO（酸化亜鉛）で非線形の抵抗特性、③放電後は続流を遮断——そして発変電所用はギャップレス避雷器が主流です。

出題のポイント

令和7年度下期 電力科目 A問題6：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7年度下期 A問題6

　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)	波高値	ZnO	非線形	続流	ギャップレス
(2)	波頭長	ZnO	非線形	制限電圧	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	SF6	非線形	続流	直列ギャップ付き

ポイント解説：ZnOの非線形抵抗が「過電圧のときだけ」電流を流す

(ア)＝波高値：避雷器が動作するかどうかは、過電圧の波高値（ピーク値）がある値を超えたかどうかで決まる。波頭長（立ち上がりの時間）ではない。(イ)＝ZnO：特性要素（バリスタ）には酸化亜鉛（ZnO）素子が広く用いられる。SF₆はガス絶縁開閉装置や遮断器の絶縁・消弧ガスであって、避雷器の特性要素ではない。

(ウ)＝非線形：ZnO素子は、平常電圧ではほとんど電流を流さず、過電圧になると急激に抵抗が下がって大電流を流す——この非線形（非直線）の抵抗特性が避雷器の心臓部である。(エ)＝続流：放電後、系統の商用周波電圧によって流れ続けようとする電流を続流といい、ZnOの非線形特性はこの続流を自動的に遮断できる。(オ)＝ギャップレス：発変電所用では、ZnOの優れた電圧－電流特性により直列ギャップを省略したギャップレス避雷器が主流——放電耐量が大きく、ギャップの放電遅れがないのが長所。よって(1)。

問題の解説

STEP1　(ア)を判定

動作の判定は過電圧の波高値がある値を超えるかどうか。波頭長はサージ波形の立ち上がり時間で、動作判定の量ではない→(ア)＝波高値。

STEP2　(イ)(ウ)を判定

特性要素はZnO（酸化亜鉛）素子。平常時はほぼ絶縁体・過電圧時だけ低抵抗になる非線形の抵抗特性を持つ→(イ)＝ZnO、(ウ)＝非線形。この時点で(3)(5)（SF₆）と(4)（線形）が消える。

STEP3　(エ)(オ)を判定

放電後に商用周波電圧で流れ続けようとする電流＝続流を、ZnOの非線形特性が遮断する→(エ)＝続流。発変電所用は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→(オ)＝ギャップレス。よって答えは(1)。

答え：(1)

まとめ

(ア)波高値	過電圧のピーク値がある値を超えたら動作
(イ)ZnO	特性要素＝酸化亜鉛素子（バリスタ）
(ウ)非線形	平常時ほぼ絶縁・過電圧時に急激に低抵抗化
(エ)続流	放電後に流れ続けようとする商用周波電流を遮断
(オ)ギャップレス	発変電所用の主流。放電耐量大・放電遅れなし→答えは(1)

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