令和7年度下期電力問6

避雷器の動作原理（波高値・ZnO素子・非線形抵抗・続流・ギャップレス）

電力A問題配点 5点

出典：一般財団法人電気技術者試験センター令和7年度下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）

正解

(1)

正解の出典：同センターが公表している解答

解説

避雷器は「ふだんは絶縁物、過電圧のときだけ導体」として振る舞う装置。空欄はその仕組みを順に説明している。

**(ア) 波高値** 避雷器が動作するかどうかは、過電圧の**波高値**（波形の最大値）がある値を超えたかどうかで決まる。波頭長は波形が立ち上がるまでの時間で、動作の判断基準ではない。

**(イ) ZnO（酸化亜鉛）** 現在の避雷器の特性要素は、ほぼ酸化亜鉛（ZnO）素子。

**(ウ) 非線形** ZnO素子は、電圧が低いうちはほとんど電流を流さず、ある電圧を超えると急に電流を流す**非線形**の抵抗特性を持つ。線形（オームの法則どおり）なら常時電流が流れてしまい、避雷器として使えない。

**(エ) 続流** 雷サージを大地に逃がしたあと、系統の商用周波電圧によって流れ続けようとする電流を**続流**という。避雷器はこれを遮断して、元の絶縁状態に戻らなければならない。放電したまま電流が流れ続けると地絡事故になる。

**(オ) ギャップレス** ZnO素子は非線形性が非常に優れているため、直列ギャップ（放電間隙）が要らない。ギャップがないぶん放電の遅れがなく、応答が速い。発変電所用ではこの**ギャップレス**避雷器が主流。

したがって正解は(1)。

選択肢ごとの理由

(1)正しい。波高値／ZnO／非線形／続流／ギャップレス。
(2)(ア)が波頭長、(エ)が制限電圧になっている。動作の判断は波高値、遮断するのは続流。
(3)(イ)がSF₆、(ウ)が線形。SF₆は遮断器の消弧に使うガスで、避雷器の特性要素ではない。
(4)(ウ)が線形、(オ)が直列ギャップ付き。ZnOの利点は非線形性が優れていてギャップが不要な点。
(5)(ア)が波頭長、(イ)がSF₆になっている。

この論点は、データセンターの現場でこう出てくる

避雷器の考え方は、データセンターの受変電から通信線まで、全部の入口に入っている。高圧受電の引込には避雷器（LA）が付いていて、雷サージが構内へ入るのを止める。ここが働かないと、変圧器の絶縁が破れて全館停電になる。年次点検で避雷器の絶縁抵抗と外観を見るのは、ZnO素子が劣化していないかを確認するため。ZnO素子は繰り返し放電すると特性が落ち、最後は常時電流が流れて発熱・破損に至る。低圧側と情報系にも同じ発想の部品が入る。分電盤にはSPD（サージ防護デバイス）、通信線や同軸には信号用の避雷器。DCでは屋上に空調室外機や無線設備があり、そこから雷サージが屋内へ回り込む経路になるので、**アース（等電位ボンディング）とSPDをセットで設計する**のが基本になる。この問題の「続流を遮断できること」も重要で、雷を逃がしたあと元に戻れないSPDは、そのまま短絡事故になる。SPDに劣化表示窓が付いていて、赤くなったら交換するのはこのため。

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