電験三種(第三種電気主任技術者) 電力 一問一答・五肢択一(全8問)|ケーブルの線路定数と損失

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電験三種(第三種電気主任技術者)「電力」のうち、ケーブルの線路定数と損失の問題です(大分類:地中電線路・重要度B)。一問一答6問 → 五肢択一2問の順に解き、解答・解説は各問題の下を開いて確認してください。

一問一答(○×)

重要度:B 難易度:★☆☆

問1:地中ケーブルは架空電線に比べて、静電容量が小さく、インダクタンスが大きい。

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正解:×

ケーブルは導体間の距離が小さく、絶縁体の誘電率が空気より大きいため、架空電線に比べて静電容量が大きく、インダクタンスが小さくなります。


重要度:B 難易度:★☆☆

問2:ケーブルの誘電損は、電圧の2乗と周波数に比例する。

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正解:○

誘電損はWd=ωCV²tanδ(ω=2πf)なので、電圧の2乗と周波数に比例します。


重要度:B 難易度:★☆☆

問3:ケーブルの損失には、導体の抵抗損、絶縁体の誘電損、金属シースのシース損がある。

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正解:○

抵抗損は導体の電流による損失、誘電損は絶縁体に加わる電圧による損失、シース損は金属シースに誘導される電流による損失です。


重要度:B 難易度:★☆☆

問4:シース損は、絶縁体に加わる電界によって絶縁体の中で生じる損失である。

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正解:×

シース損は、導体電流によって金属シースに誘導される電圧で生じる、シースを流れる循環電流による損失と渦電流損です。絶縁体の中で生じるのは誘電損です。


重要度:B 難易度:★★☆

問5:クロスボンド接地は、単心ケーブルのシースを区間ごとに交差接続して、シースに誘導される電圧を打ち消し、循環電流を抑える方式である。

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正解:○

3区間ごとにシースを相互に入れ替えて接続すると、各相の誘導電圧のベクトル和がほぼ0になり、循環電流によるシース損を抑えられます。


重要度:B 難易度:★★☆

問6:三相ケーブルの充電容量(無効電力)は、線間電圧の2乗に比例する。

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正解:○

充電容量Q=√3VIc、Ic=ωC·V/√3 より Q=ωCV²となり、線間電圧Vの2乗に比例します。

五肢択一

重要度:B 難易度:★★☆

問7:線間電圧22kV、周波数50Hzの三相3線式地中送電線路がある。ケーブルの1線当たりの静電容量は0.4μF/km、線路の長さは5kmである。
(a) 1線当たりの充電電流〔A〕の値として、最も近いものはどれか。

  1. 1.60
  2. 7.98
  3. 9.58
  4. 13.82
  5. 23.94
【第7問:正解と解説】

正解:2

正解は2です。

1線当たりの静電容量:C=0.4×5=2.0μF

Ic=ωC·V/√3=2π×50×2.0×10⁻⁶×22×10³/√3≒7.98A

1:誤り。1km当たりの静電容量のまま計算しています。5km分の静電容量は2.0μFです。

2:正しい。

3:誤り。周波数を60Hzとしています。

4:誤り。線間電圧のまま計算しています。充電電流は相電圧(V/√3)で求めます。

5:誤り。√3で割らずに掛けています。


重要度:B 難易度:★★☆

問8:線間電圧22kV、周波数50Hzの三相3線式地中送電線路がある。ケーブルの1線当たりの静電容量は0.4μF/km、線路の長さは5kmである。
(b) この線路の三相の充電容量〔kvar〕の値として、最も近いものはどれか。

  1. 912.3
  2. 364.9
  3. 304.1
  4. 175.6
  5. 101.4
【第8問:正解と解説】

正解:3

正解は3です。

Q=√3VIc=ωCV²=2π×50×2.0×10⁻⁶×(22×10³)²≒304,106var≒304.1kvar

1:誤り。ωCV²をさらに3倍しています。

2:誤り。周波数を60Hzとしています。

3:正しい。

4:誤り。√3を掛けていません(V×Ic)。

5:誤り。相電圧(V/√3)の2乗で計算し、3倍していません。

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