「電気設備技術基準の解釈」に基づいて、使用電圧6600V,周波数50Hzの電路に使用する高圧ケーブルの絶縁耐力試験を実施する。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
高圧ケーブルの絶縁耐力試験を、図のような試験回路で行う。ただし、高圧ケーブルは3線一括で試験電圧を印加するものとし、各試験機器の損失は無視する。また、被試験体の高圧ケーブルと試験用変圧器の仕様は次のとおりとする。
【高圧ケーブルの仕様】
* ケーブルの種類: 6600V トリプレックス形架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル(CVT)
* 公称断面積: \( 100~\mathrm{mm^{2}} \) 、ケーブルのこう長: 220 m
* 1線の対地静電容量: \( 0.45~\mathrm{\mu F/km} \)
【試験用変圧器の仕様】
* 定格入力電圧: AC 0-120V, 定格出力電圧: AC 0-12000 V
* 入力電源周波数: 50 Hz
この絶縁耐力試験に必要な皮相電力の値 [kVA] として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
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要点
正解は(4)。交流試験では3線分の対地静電容量を合算し、I_c=2πfCV で充電電流を求めます。試験変圧器の容量はこの充電電流と試験電圧から見積もります。
詳細解説
正解は(4)です。
図の回路は交流試験回路です（試験用電源AC100V、変圧器等）。
同じく絶縁耐力試験の規定に基づき、試験設備側ではケーブルの対地静電容量による充電電流を見積もります。
試験電圧（交流）は \( V = 10350~\mathrm{V} \) です。
ケーブルの対地静電容量 \( C \) は3線一括印加（並列）なので、
\[ C_{total} = 3 \times (0.45~\mathrm{\mu F/km} \times 0.22~\mathrm{km}) = 3 \times 0.099 = 0.297~\mathrm{\mu F} \]
充電電流 \( I_c \) は
\[ I_c = 2 \pi f C_{total} V \]
\[ I_c = 2 \pi \cdot 50 \cdot (0.297 \times 10^{-6}) \cdot 10350 \]
\[ I_c \approx 314.16 \cdot 0.297 \times 10^{-6} \cdot 10350 \approx 0.966~\mathrm{A} \]
必要な皮相電力 \( S \) は
\[ S = V \cdot I_c = 10350 \cdot 0.966 \approx 10000~\mathrm{VA} = 10~\mathrm{kVA} \]
よって、最も近い 10 (4) が正解です。
以上より、選択肢(4)が正解です。
