電技省令31【電験3種 法規】絶縁ガスは可燃性・腐食性・有毒性がないこと!異常圧力は早期に検知 平成29年度 A問題4 完全解説

電験3種 法規科目 電技省令 平成29年度 A問題4 絶縁ガスに求める3つの条件!異常圧力も検知

今回は平成29年度 法規科目 A問題4ガス絶縁機器等の危険の防止の空欄補充問題です。GIS(ガス絶縁開閉装置)や空気遮断器の圧力容器としての安全が問われます。

6項目のうち3つが空欄。①最高使用圧力に十分耐え、かつ安全なもの ③最高使用圧力に到達する前に圧力を低下させる機能 ⑤異常な圧力を早期に検知できる機能 ⑥絶縁ガスは可燃性・腐食性・有毒性がないこと——ここを押さえます。

目次

平成29年度 法規科目 A問題4: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29年度 A問題4 問題文
平成29年度 法規科目 A問題4 問題文

出典:一般財団法人 電気技術者試験センター「平成29年度 第三種電気主任技術者試験」法規科目 A問題4

電験3種 法規科目 【電技省令】 平成29年度 A問題4

 次の文章は、「電気設備技術基準」におけるガス絶縁機器等の危険の防止に関する記述である。

 発電所又は変電所、開閉所若しくはこれらに準ずる場所に施設するガス絶縁機器(充電部分が圧縮絶縁ガスにより絶縁された電気機械器具をいう。以下同じ。)及び開閉器又は遮断器に使用する圧縮空気装置は、次により施設しなければならない。

 a 圧力を受ける部分の材料及び構造は、最高使用圧力に対して十分に耐え、かつ、(ア)であること。

 b 圧縮空気装置の空気タンクは、耐食性を有すること。

 c 圧力が上昇する場合において、当該圧力が最高使用圧力に到達する以前に当該圧力を(イ)させる機能を有すること。

 d 圧縮空気装置は、主空気タンクの圧力が低下した場合に圧力を自動的に回復させる機能を有すること。

 e 異常な圧力を早期に(ウ)できる機能を有すること。

 f ガス絶縁機器に使用する絶縁ガスは、可燃性、腐食性及び(エ)性のないものであること。

 上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)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)
(1)安全なもの低下検知有毒
(2)安全なもの低下減圧爆発
(3)耐火性のもの抑制検知爆発
(4)耐火性のもの抑制減圧爆発
(5)耐火性のもの低下検知有毒
答え(ア)安全なもの・(イ)低下・(ウ)検知・(エ)有毒 = (1)

答えは(1):安全なもの・低下・検知・有毒

電気設備に関する技術基準を定める省令 第33条(ガス絶縁機器等の危険の防止)

a 圧力を受ける部分の材料及び構造は、最高使用圧力に対して十分に耐え、かつ、安全なものであること。/c 圧力が上昇する場合において、最高使用圧力に到達する以前に当該圧力を低下させる機能を有すること。/e 異常な圧力を早期に検知できる機能を有すること。/f 絶縁ガスは、可燃性、腐食性及び有毒性のないものであること。

★GISは「圧力容器」でもある——電気だけでなく機械的な安全も問われます。

(ア)は「安全なもの」——ここで問題なのは圧力に対する強度で、火への耐性ではありません

(イ)は「低下」・(ウ)は「検知」——下げる機能と気づく機能が分かれています

(エ)は「有毒」——可燃性・腐食性・有毒性の3つセットです。

★ガス絶縁機器(GIS)とは

内容
★構造★★遮断器・断路器・母線を金属容器に収めSF6ガスを封入
★利点★★小型化できる・環境の影響を受けない・保守が少ない
★使われる場所★★都市部の変電所・地下変電所

SF6ガスは空気の2〜3倍の絶縁耐力があります——だから同じ絶縁を保つのに必要な距離が短くて済むのです。

従来型の何分の1という敷地で変電所が作れます——用地の限られる都市部で欠かせない技術です。

★なぜ圧力の規定があるのか

GISは、高い圧力でガスを封じ込めた圧力容器です——破裂すれば、電気とは別の危険が生じます

だから「最高使用圧力に十分耐え、かつ安全なもの」が求められます——電気設備でありながら、機械的な安全も問われるのです。

「耐火性のもの」は電技9条(アーク対策)の語です——条文ごとに何に対する性能を求めているかを意識しましょう。

★下げる機能と気づく機能

機能装置
★c★★最高使用圧力に達する前に圧力を低下させる★★安全弁・逃し弁
★e★★異常な圧力を早期に検知する★★圧力計・圧力スイッチ

cが「下げる」、eが「気づく」——役割が分かれています——だから条文も別々の項になっています。

「減圧」も似た意味ですが、条文の語は「低下」です——そしてeは減圧ではなく検知です。

★絶縁ガスの3条件

条件理由
★可燃性がない★★アークで引火しては絶縁にならない
★腐食性がない★★容器や導体を傷めない
★有毒性がない★★漏れたときに人が中毒しない

SF6が選ばれているのは、この3つをすべて満たすからです——不燃性・化学的に安定・無毒という理想的な性質です。

「爆発性」ではなく「有毒性」——密閉された機器室での中毒を防ぐ趣旨です。

SF6ガスの課題

内容
★温室効果★★CO₂の約2万3千倍の温室効果がある
★対策★★漏えい防止・点検時の回収が義務づけられている
★代替★★環境負荷の小さいガスの開発が進んでいる

絶縁性能は理想的ですが、地球温暖化の観点では問題があります——京都議定書の対象ガスです。

だから点検時には必ず回収します——大気に放出してはいけないのです。

アークで分解すると有毒になる

SF6そのものは無毒ですが、アークで分解すると有毒な物質を生じます——フッ化硫黄化合物などです。

だから遮断器を開けるときは、換気と保護具が必要になります——実務上の重要な注意点です。

条文が「有毒性のないもの」と求めているのは、通常状態でのことだと理解しておきましょう。

空気遮断器も対象

条文の言葉ダミー語違い
安全なもの★★安全なもの★耐火性のもの★★求められるのは圧力への強度
低下★★低下★抑制★★圧力を下げる機能
検知★★検知★減圧★★気づく機能と下げる機能は別

条文は「開閉器又は遮断器に使用する圧縮空気装置」も対象にしています——空気遮断器(ABB)のことです。

圧縮空気でアークを吹き消す方式で、やはり圧力容器を持ちます——だから同じ規定がかかるのです。

GISの点検

項目内容
★ガス圧の監視★★圧力計で常時監視し、低下を検知する
★ガス漏れ検査★★検知器で継手部を確かめる
★分解点検★★長期間ごとにガスを回収して内部を点検

ガス圧が下がると絶縁が保てなくなります——だから常時監視が欠かせないのです。

条文の「圧力低下時に自動回復する機能」も、この文脈にあります

従来型変電所との比較

気中絶縁GIS
★敷地★★広い★★数分の1
★環境の影響★★塩害・雪害を受ける★★受けない
★保守★★点検箇所が多い★★少ない
★費用★★安い★★高い

用地が高い都市部ではGISが有利になります——建設費が高くても、土地代で逆転するのです。

圧縮空気装置とは

空気遮断器(ABB)は、圧縮空気を吹きつけてアークを消します——そのための空気タンクを持ちます

タンクには「耐食性を有すること」も求められます——結露で内部がさびるからです。

現在はGISやVCBが主流ですが、条文には残っています

条文は6項目ありますが、問われるのは毎回同じ3〜4か所です——安全なもの・低下・検知・有毒を押さえましょう。

GISは都市部の変電所を支える技術です——条文を読むと、その安全設計の考え方が見えてきます

⏱️ 本番での進め方
① (ア)は「安全なもの」——圧力への強度。耐火性は9条の語。
② (イ)は「低下」させる機能(安全弁)。
③ (ウ)は「検知」できる機能(圧力計)——役割が違う。
④ (エ)は「有毒」性——可燃性・腐食性とセットで3つ。

出題履歴——GISは近代的な設備

年度問われ方
★平成29年度 問4★★ガス絶縁機器等の危険の防止(本問)
★令和4年度下期 問3★★高圧機器の危険の防止(9条)

令和4年度下期 A問題3の「耐火性」と混同しないようにしましょう。あちらはアーク対策、こちらは圧力対策です。

GISは電力科目でも扱われます——科目をまたいで押さえておきましょう

💡 覚え方
電技33条=ガス絶縁機器・圧縮空気装置は①最高使用圧力に十分耐え、かつ安全なもの ②空気タンクは耐食性 ③最高使用圧力に到達する前に圧力を低下させる機能 ④圧力低下時に自動回復する機能 ⑤異常な圧力を早期に検知できる機能 ⑥絶縁ガスは可燃性・腐食性・有毒性がないこと。

⚠️ よくある間違い
「耐火性のもの」は電技9条(アーク対策)の語——ここは圧力への強度なので安全なもの。c)は下げる機能、e)は気づく機能で役割が違う。「爆発性」ではなく有毒性

まとめ

(ア)安全なもの
(イ)低下(させる機能)
(ウ)検知(できる機能)
(エ)有毒(性のないもの)
絶縁ガスの3条件可燃性・腐食性・有毒性がない
答え(1)

▼あわせて解きたい関連問題
・高圧機器の危険の防止(電技省令17):【法規】令和4年度下期 A問題3
・避雷器等の施設(電技省令35):【法規】平成27年度 A問題4

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