地中電線路に関する試験問題対策【電験3種・電力】

地中電線路に関する試験問題対策についてまとめました。

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ケーブルの種類

  • CVケーブル
    • 架橋ポリエチレンを絶縁体として使用したケーブル。
    • OFケーブルより、絶縁体の誘電率、熱抵抗率の小ささ、常時導体最高許容温度の高さに優れ、防災、メンテナンス、送電容量の面で有利であるため主流。
  • CVTケーブル
    • ビニルシースを施した単心CVケーブル3条をより合わせたトリプレックス形CVケーブル。
    • 3心共通シース形CVケーブルと比較してケーブルの熱抵抗が小さいため電流容量を大きくでき、ケーブルの接続作業性が良い。
  • OFケーブル
    • 油浸紙絶縁(絶縁体が「絶縁紙」と「絶縁油」を組み合わせたもの)を用いたケーブルで「油通路が必要」。
  • POFケーブル
    • 油浸紙絶縁の線心3条をあらかじめ布設された防食鋼管内に引き入れ、絶縁油を高い油圧で充てんしたケーブル。
    • 地盤沈下や外傷に対する強度に優れ、電磁遮蔽効果が高い
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地中送電線

  • 地中送電線の利点
    • 都市景観が保たれる。
    • 気象要因の事故が少なく、近傍の通信線に与える静電誘導,電磁誘導の影響も少ない。
    • 露出充電部が少ないので,感電や火災の危険性が低い。
  • 地中送電線の欠点
    • 建設費が高い。
    • 絶縁破壊等の事故箇所の特定が難しく、復旧に時間がかかる(架空の場合、雷などによる一時的な絶縁破壊が多く自然回復することが多い)。
    • 放熱性が低く、同じ太さの導体でも送電容量が小さくなる。
    • ケーブルの場合、静電容量が数10倍あるため、充電電流が大きい

地中送電線の埋設方式

  • 直接埋設式
    • 掘削した地面の溝に、コンクリート製トラフなどの防護物を敷き並べて防護物内に電力ケーブルを引き入れてから埋設する。
    • (利点)工事が容易で安い。放熱性(許容電流)に優れる。
    • (欠点)保守点検や改修・更新・復旧に時間がかかる(作業を行うために、再度掘り返す必要がある)。
  • 管路式
    • 管路式には,あらかじめ管路及びマンホールを埋設しておき,電力ケーブルをマンホールから管路に引き入れ,マンホール内で電力ケーブルを接続して布設する。
    • (利点)工事は比較的容易。
  • 暗きょ式
    • 地中に洞道を構築し,床上や棚上あるいはトラフ内に電力ケーブルを引き入れて布設する方式がある。
    • (利点)ガス水道や通信線の管等も共同で敷設できる。

管路式と暗きょ式は、直接埋設式と比較して、電力ケーブル条数が多い場合に適している。
管路式では、電力ケーブルを多条数布設すると送電容量が著しく低下する場合があり、その場合には電力ケーブルの熱放散が良好な暗きょ式が採用される。

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故障点の位置標定

地中送電線の故障点の位置を標定する方法はいくつかあります。
最も多い事故は一線地絡事故である、主にマーレーループ法が使われるが、健全相がないと測定できないため、パルスレーダ法など他の手法が使われることもあります。
マーレーループ法は地絡事故に、静電容量測定法は断線事故に、パルスレーダ法は地絡事故と断線事故の双方に用いられます。

  • マーレーループ法(地絡事故)
    • 並行する健全相故障相(地絡相)の2本のケーブルにおける一方の導体端部間にマーレーループ装置を接続し、他方の導体端部間を短絡してブリッジ回路を構成し、ブリッジ回路の平衡条件から故障点を標定します。なお、故障点の位置標定には、測定値と「ケーブルのこう長」が必要です。
    • 地絡事故点でのループ回路を測定に利用しているため、健全相がない場合や**断線事故の場合****には利用できない(過去出題)。
  • 静電容量測定法(断線事故)
    • ケーブルの静電容量と長さが比例することを利用し、健全相と故障相(断線相)のケーブルの静電容量をそれぞれ測定することで故障点を標定します。なお、故障点の位置標定には、測定値と「ケーブルのこう長」が必要です。
  • パルスレーダ法(地絡事故断線事故)
    • 故障相(地絡相、断線相)のケーブルにおける健全部と故障点のサージインピーダンスの違いを利用し、故障相のケーブルの一端からパルス電圧を入力し、同位置で故障点から反射パルスが返ってくる時間を測定することで故障点を標定します。なお、故障点の位置標定には、測定値と「ケーブル中のパルス電圧の伝搬速度」が必要です。
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