平成19年度 第2種 法規

2021年12月27日更新

はじめに

  1. 問題文中に「電気設備技術基準」とあるのは,「電気設備に関する技術基準を定める省令」の略である。
  2. 問題文中に「電気設備技術基準の解釈」とあるのは,「電気設備の技術基準の解釈における第1章~第6章及び第8章」をいう。なお,「第7章 国際規格の取り入れ」の各規定について問う出題にあっては,問題文中にその旨を明示する。
  3. 問題は,平成19年4月1日現在,効力のある法令(電気設備の技術基準の解釈を含む。)に基づいて作成している。

目次

  1. 一般用電気工作物に係る電気工事の作業に関する記述の一部
  2. 架空電線等の高さ
  3. 高圧配電線との連系
  4. 油入変圧器の劣化診断方法「油中ガス分析」
  5. 電気工作物の維持
  6. 高圧需要家の電力需要設備
  7. 架空送電線の着氷雪害

問1 一般用電気工作物に係る電気工事の作業に関する記述の一部

電気工事士法施行令 第1条 軽微な工事

電気工事に該当しない軽微な工事の例
  • 電圧 600 [V] 以下で使用する差込み接続器,ねじ込み接続器,ソケット,ローゼットその他の接続器又は電圧 600 [V] 以下で使用するナイフスイッチ,カットアウトスイッチ,スナップスイッチその他の開閉器にコード又はキャブタイヤケーブルを接続する工事
  • 電圧 600 [V] 以下で使用する電気機器(配線器具を除く。以下同じ。)又は電圧 600 [V] 以下で使用する蓄電池の端子に電線(コード,キャブタイヤケーブル及びケーブルを含む。以下同じ。)をねじ止めする工事
  • 電鈴,インターホーン,火災感知器,豆電球その他これらに類する施設に使用する小型変圧器(二次電圧が 36 [V] 以下のものに限る。)の二次側の配線工事

電気工事士法施行規則 第2条 軽微な作業

電気工事士でなければ従事することができない一般用電気工作物に係る電気工事の作業の例
  • 電線,電線管,線樋,ダクトその他これらに類する物が造営材を貫通する部分に金属製の防護装置を取り付け,又はこれを取り外す作業
  • 金属製の電線管,線樋,ダクトその他これらに類する物又はこれらの附属品を,建造物のメタルラス張り,ワイヤラス張り又は金属板張りの部分に取り付け,又はこれらを取り外す作業

問2 架空電線等の高さ

電気設備技術基準 第25条 架空電線等の高さ

  • 架空電線,架空電力保安通信線及び架空電車線は,接触又は誘導作用による感電のおそれがなく,かつ,交通に支障を及ぼすおそれがない高さに施設しなければならない。

電気設備技術基準 第107条 特別高圧架空電線路の高さ

  • 特別高圧架空電線の地表上(鉄道又は軌道を横断する場合はレール面上,横断歩道橋を横断する場合はその路面上)の高さは,下表の左欄に掲げる使用電圧の区分に応じ,それぞれ同表の右欄に掲げる値以上であること。
  • 特別高圧架空電線を水面上に施設する場合は,電線の水面上の高さを船舶の航行等に危険を及ぼさないように保持すること。
  • 特別高圧架空電線路を氷雪の多い地方に施設する場合は,電線の積雪上の高さを人又は車両の通行等に危険を及ぼさないように保持すること。
特別高圧架空電線路の高さ
使用電圧の区分 地表上の高さ
35 000 V 以下 5 m (鉄道又は軌道を横断する場合は 5.5 m,道路を横断する場合は 6 m,横断歩道橋の上に施設する場合であって電線が特別高圧絶縁電線又はケーブルであるときは 4 m)
35 000 V を超え160 000 V 以下 6 m(山地等であって人が容易に立ち入らない場所に施設する場合は 5 m,横断歩道橋の上に施設する場合であって電線がケーブルであるときは 5 m)
160 000 V を超えるもの 6 m(山地等であって人が容易に立ち入らない場所に施設する場合は, 5 m)に 160 000 V を超える 10 000 V 又はその端数ごとに 12 cm を加えた値

問3 高圧配電線との連系

電気設備技術基準の解釈 第277条 自動負荷制限の実施

  • 一般電気事業者及び卸電気事業者以外の者であって,高圧で受電するものが,一般電気事業者が運用する電力系統に発電設備等(常用電源の停電時のみに使用する非常用予備電源を除く。)を連系する場合であって,発電設備等の脱落時等に連系された配電線路等が過負荷になるおそれがあるときは,発電設備等設置者において,自動的に自身の構内負荷を制限する対策を行うこと。

電気設備技術基準の解釈 第280条 限流リアクトル等の施設

  • 一般電気事業者及び卸電気事業者以外の者であって,高圧で受電するものが,一般電気事業者が運用する電力系統に発電設備等(常用電源の停電時のみに使用する非常用予備電源を除く。)を連系する場合であって,発電設備等の連系により,系統の短絡容量が発電設備等設置者以外の者の遮断器の遮断容量又は電線の瞬時許容電流等を上回るおそれがあるときは,発電設備等設置者において,限流リアクトルその他の短絡電流を制限する装置を施設すること。

問4 油入変圧器の劣化診断方法「油中ガス分析」

  1. 油入変圧器の内部で異常が発生した場合,異常部位での過熱や放電により絶縁油や絶縁物が分解し,正常な状態では発生しない分解ガスが発生し,絶縁油中に溶解する。油中ガス分析による劣化診断は,絶縁油中に溶解した可燃性ガス成分から内部異常の有無を推定する方法である。
  2. 可燃性ガス成分の中でも,アセチレンやエチレンは内部異常時の特徴的なガスであり,微量であっても検出された場合は内部異常の可能性が高いので特に注意する必要がある。
  3. 油中ガス分析の結果から異常と判定された場合には,ガスパターンや組成比及び特定ガスによる様相診断を行い,過熱や放電現象,異常の部位及び大きさの程度や進展度合いを診断する。その結果,内部に異常ありと診断された場合は,確度の高い診断をするため電気的試験,外部一般点検,運転履歴や改修履歴などを総合して診断を行い,内部点検又は修理の要否などを決定する。
  4. なお,変圧器絶縁油が大気に直接接触しない隔膜式コンサベータ方式の油入変圧器では,絶縁油中の窒素濃度測定も,ガスケットの劣化やピンホールの有無の診断に有効である。

問5 電気工作物の維持

電気事業法 第39条 事業用電気工作物の維持

  • 事業用電気工作物を設置する者は,事業用電気工作物を経済産業省令で定める技術基準に適合するように維持しなければならない。
  • 前項の経済産業省令は,次に掲げるところによらなければならない。
    1. 事業用電気工作物は,人体に危害を及ぼし,又は物件に損傷を与えないようにすること。
    2. 事業用電気工作物は,他の電気的設備その他の物件の機能に電気的又は磁気的な障害を与えないようにすること。
    3. 事業用電気工作物の損壊により一般電気事業者の電気の供給に著しい支障を及ぼさないようにすること。
    4. 事業用電気工作物が一般電気事業の用に供される場合にあつては,その事業用電気工作物の損壊によりその一般電気事業に係る電気の供給に著しい支障を生じないようにすること。

問6 高圧需要家の電力需要設備

電力需要設備は,図のように容量 500 [kV·A] の変圧器から,負荷A,負荷B 及び負荷C の三つの負荷に電力を供給しており,各負荷の電力使用実績等は表の通りである。

高圧需要家の電力需要設備
図1 高圧需要家の電力需要設備
各負荷の電力使用実績等
年間使用電力量[MW・h] 最大電力[kW] 年負荷率[%]
負荷A (1) 167 82
負荷B 851 (2) 72
負荷C 1367 208 (3)
注:表の値は少数第1位で四捨五入した値とする。

三つの負荷相互間の不等率が 1.20 であるとき,合成最大電力は (4) [kW] であり,このときの変圧器の利用効率は (5) [%] である。

  1. 負荷率(Load Factor)は,ある設備のある期間中の平均電力と最大電力の比をとり,電力設備の使用状況を表す。よって,年間使用電力量は,
    年間使用電力量 = 最大電力 [kW] × 24 [h] × 365 [日] × 年負荷率 = 1 200 [MW・h]
    である。
  2. 最大電力は,負荷率の定義から,
    最大電力 = 年間電力使用量 ÷ 年間時間数 ÷ 年負荷率
    となるので,
    最大電力 = 135 [kW]
  3. 負荷率は,
    負荷率 = 年間電力使用量 ÷ 年間時間数 ÷ 最大電力
    より,
    負荷率 = 75 [%]
  4. 不等率(Diversity Factor)は,個々の負荷の最大電力の和と合成最大電力の比で,
    不等率 = 個々の負荷の最大電力の合計 ÷ 合成最大電力
    であるから,
    合成最大電力 = 個々の負荷の最大電力の合計 ÷ 不等率 = 425 [kW]
  5. 変圧器利用率は,力率 1.0 で損失を無視するとあるので,
    利用率 = 合成最大電力 ÷ 変圧器の定格容量 = 85 [%]

問7 架空送電線の着氷雪害

送電線路において,電線の異常動揺の一種であるスリートジャンプが相間の短絡事故にまで発展することがあるが,これはどの線路にも起こりうるという一般的な現象ではなく,着氷雪,風,電線の導体数などと気象,地形,架線条件などの要因が重なり合って発生する特異な現象である。

その発生原理についても,現在も解明されていない点が多いが,着氷雪などによって非対称となった電線の断面に水平風があたることによってギャロッピングが発生し,着氷雪の位置によっては自励振動を生じて電線が上下に震動することによるものであると考えられている。

観測事例などによれば,このような動揺は,電線断面が大きいほど,また,単導体よりも多導体において発生しやすく,振幅が大きく,持続時間も長いことから,径間において相間短絡を起こしやすく,再閉路が成功しても再度相間短絡が発生する頻度が高い。

特別高圧送電線のスリートジャンプ対策の実施事例としては,次のようなものがある。

  1. 電線の上下振動周期と捻回周期の同調防止を目的とした抑制装置の取り付け
  2. 電線間の接触防止を目的とした相間スペーサの取り付け
  3. 線間クリアランスの増加
  4. がいし装置断連防止のためのがいし装置の強度の強化
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