技術基準の計算18【電験3種 法規】7本より線の外径は素線×3!高温季9.8N・低温季10.8N 平成26年度 B問題11 完全解説

電験3種 法規科目 技術基準の計算 平成26年度 B問題11 7本より線の外径は素線の3倍!風圧荷重を計算

今回は平成26年度 法規科目 B問題11ACSR(鋼心アルミより線)の風圧荷重を求める問題です。他の風圧荷重問題と違い、仕上り外径を自分で組み立てるのが最大の特徴です。

鍵は「7本より線の外径=素線直径×3」。中心1本+周囲6本の断面を横切ると、直径が3本分並ぶからです。そこに絶縁体の厚さを両側(×2)加えて仕上り外径を出します。

出題のポイント

目次

平成26年度 法規科目 B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 法規科目 配電 平成26年度 B問題11 問題文
平成26年度 法規科目 B問題11 問題文

電験3種 法規科目 【技術基準の計算】 平成26年度 B問題11

 鋼心アルミより線(ACSR)を使用する6 600V高圧架空電線路がある。この電線路の電線の風圧荷重について「電気設備技術基準の解釈」に基づき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

 なお、下記の条件に基づくものとする。

 ① 氷雪が多く、海岸地その他の低温季に最大風圧を生じる地方で、人家が多く連なっている場所以外の場所とする。

 ② 電線構造は図のとおりであり、各素線、鋼線ともに全てが同じ直径とする。

 ③ 電線被覆の絶縁体の厚さは一様とする。

 ④ 甲種風圧荷重は980Pa、乙種風圧荷重の計算に使う氷雪の厚さは6mmとする。

なお、下記の条件に基づくものとする。① 氷雪が多く、海岸地その他の低温季に最大風圧を生じる地方で、人家が多く連なっている場所以外の場所とする。② 電線構造は図のとおりであり、各素線、鋼線ともに全てが同じ直径とする。③ 電線被覆の絶縁体の厚さは一様とする。④ 甲種風圧荷重は980Pa、乙種風圧荷重の計算に使う氷雪の厚さは6mmとする。(素線の直径2.0mm、鋼線の直径2.0mm、絶縁体の厚さ2.0mm)

(a) 高温季において適用する風圧荷重(電線1条、長さ1m当たり)の値[N]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

(1)4.9 (2)5.9 (3)7.9 (4)9.8 (5)21.6 N

(b) 低温季において適用する風圧荷重(電線1条、長さ1m当たり)の値[N]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

(1)4.9 (2)8.9 (3)10.8 (4)17.7 (5)21.6 N

平成26年度 B問題11 ACSR(鋼心アルミより線)の電線構造
平成26年度 B問題11 ACSR(鋼心アルミより線)の電線構造

ポイント解説:まず仕上り外径を組み立てる

STEP1 より線の外径:図の電線は中心に鋼線1本、その周囲に素線6本という7本より線です。断面の中心を通る直線で切ると、素線・鋼線・素線と直径が3本分並びます。したがって
 導体の外径 = 2.0 × 3 = 6.0 [mm]
「7本だから7倍」ではありません——並ぶのは3本分。ちなみに19本より線なら5本分、37本より線なら7本分と、奇数倍で増えていきます。

STEP1’ 仕上り外径:そこに絶縁体の厚さ2.0mm両側に付くので
 仕上り外径 d = 6.0 + 2.0×2 = 10.0 [mm]
片側だけ足して8.0mmとしないのが要注意ポイント。この10.0mmが以降の投影面積を決めます。

(a)(b) 甲種と乙種:本問の地方は氷雪が多く海岸地その他の低温季に最大風圧を生じる地方なので、高温季は甲種低温季は甲種と乙種の大きいほうです。
 甲種:980 × (0.010×1) = 9.8 [N](a)は(4)
 乙種:490 × ((0.010+0.012)×1) = 490×0.022 = 10.78 [N]
低温季は大きいほうなので10.78 ≒ 10.8 [N](b)は(3)仕上り外径10mmは12mm以下——だから乙種が甲種を上回るわけで、令和5年度上期B問題13で問われた「境目は12mm」と見事に整合します。

問題の解説

STEP1 外径

7本より線の外径=素線直径×3=2.0×3=6.0mm

仕上り外径=6.0+2.0×2=10.0mm

STEP2 (a)高温季

甲種=980×0.010×1=9.8N →(4)

STEP3 (b)低温季

乙種=490×(0.010+0.012)×1=10.78N

甲種9.8Nより大きい → 10.8N →(3)

答え:(a)-(4),(b)-(3)

💡 覚え方
より線の外径=素線直径×(3、5、7…)(7本より線→3倍、19本→5倍、37本→7倍)。仕上り外径=より線外径+絶縁体厚さ×2。風圧荷重=甲種980Pa×外径/乙種490Pa×(外径+氷雪厚さ×2)。氷雪多い地方の海岸地等は高温季=甲種、低温季=甲種と乙種の大きいほう

⚠️ よくある間違い
7本より線を「7倍」としない——3倍。絶縁体は両側なので×2。低温季は両方計算して大きいほう——本問は外径10mm(<12mm)なので乙種が勝つ

まとめ

より線の外径2.0×3=6.0 mm(7本より線)
仕上り外径6.0+2.0×2=10.0 mm
(a)甲種980×0.010×1=9.8 N →(4)
乙種490×0.022×1=10.78 N
(b)低温季大きいほう 10.8 N →(3)
整合d=10mm<12mm なので乙種が勝つ

▼あわせて解きたい関連問題
・風圧荷重の境目(技術基準の計算8):【法規】令和5年度上期 B問題13
・風圧荷重の計算(技術基準の計算15):【法規】平成30年度 B問題11

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