令和7年度 上期 電力 問10

地中送電線路の電力ケーブル(誤りを1つ選ぶ・架橋ポリエチレンの性質)

電力A問題配点 5点
令和7年度 上期 電力 問10 の問題文

出典:一般財団法人 電気技術者試験センター 令和7年度 上期 第三種電気主任技術者試験 電力科目 問題(問題文・選択肢は改変せず、公開PDFの該当ページをそのまま掲載しています)

解説

誤りは(2)の「架橋ポリエチレンは…**熱可塑性を大幅に向上させた**絶縁材料である」。架橋によって得られるのは逆で、**熱可塑性を失って熱硬化性になる**ことである。正解は(2)。

ポリエチレンは、もともと長い分子が絡み合っているだけの**熱可塑性**樹脂で、温めると軟らかくなり、冷やすと固まる。これでは温度が上がったときに変形してしまい、電力ケーブルの絶縁体としては使える温度が限られる。

そこで架橋反応によって、分子どうしを橋渡しして**立体網目状**につなぐ。こうすると分子が動けなくなるので、温度を上げても軟化しない=**熱硬化性**になる。結果として最高許容温度が、ポリエチレンの70℃から架橋ポリエチレンでは**90℃**まで上がり、短絡時の許容温度も高く取れる。

つまり架橋の目的は「熱で軟らかくなる性質をなくすこと」であって、「向上させること」ではない。選択肢の前半(立体網目状分子構造にする)までは正しく書かれていて、最後の一語だけが逆になっている。**文章の最後まで読む**タイプの誤り選択肢である。

他は正しい。(1)と(5)のOFケーブルは絶縁油を加圧してボイド(空隙)をなくす方式で、給油設備と油圧監視が要る。(3)のCVケーブルは給油設備が不要な代わりに水トリーという固有の劣化があり、遮水層で水の侵入を防ぐ。(4)のCVTは単心3条をより合わせたもので、3心共通シースより放熱がよく、許容電流を大きく取れる。

選択肢ごとの理由

  • (1)正しい。OFケーブルは油浸紙絶縁で、絶縁油を加圧してボイドの発生を抑える。そのため給油設備(油槽)が必要になる。
  • (2)これが誤り。架橋によってポリエチレンは熱可塑性を失い、熱硬化性になる。その結果、最高許容温度が70℃から90℃へ上がる。
  • (3)正しい。CVケーブルは給油設備が不要で保守が楽な一方、水分と電界により水トリーが進む。金属シースや遮水層で水の侵入を防ぐ。
  • (4)正しい。CVTは単心3条をより合わせた構造で、3心共通シース形より熱抵抗が小さく放熱がよいため許容電流を大きくできる。曲げやすく接続作業もしやすい。
  • (5)正しい。油圧を常時監視していれば、シースや鋼管の欠陥・外傷による漏油を早期に検知でき、絶縁破壊に至る前に手を打てる。

この論点は、データセンターの現場でこう出てくる

CVケーブル(正確にはCVTを含む架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル)は、データセンターの高圧・低圧の幹線でそのまま使われている。試験に出る話がそのまま自分の設備の話になる、数少ない分野である。 実務でいちばん効いてくるのが**許容温度90℃**という数字。ケーブルの許容電流は、この温度を超えないという条件から決まっている。同じサイズのケーブルでも、 - 何本まとめて敷設するか(隣のケーブルの熱で冷えにくくなる) - 管路の中か、ケーブルラック上か、直埋か - 周囲温度が何℃か で許容電流は大きく変わる。カタログの値をそのまま使うと、実際には温度が上がって絶縁が早く劣化する。**電流減少係数**を掛けるのはこのためである。データセンターは増設のたびに同じラックへケーブルを足していくので、竣工時は余裕があっても、数年後には束が太くなって放熱が悪化していることがある。サーモグラフィで幹線の表面温度を見る点検には、この意味がある。 (3)の水トリーも他人事ではない。屋外のハンドホールやピットに水が溜まったまま放置されると、そこを通るケーブルの絶縁が水トリーで進行する。地絡事故として現れたときには手遅れなので、**絶縁抵抗測定と部分放電測定を定期的に行い、傾向で見る**。突然壊れるのではなく、じりじり悪くなってから壊れる——これは進相コンデンサの劣化と同じで、劣化する設備に共通する見かたである。

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