問題文
まず問題文だけに集中します。採点後に要点と解説へ進みます。
「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の電路に接続する高圧ケーブルの交流絶縁耐力試験を実施する。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし、試験回路は図のとおりとする。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: \(100~mm^{2}\) ケーブルのこう長: 87 m
1線の対地静電容量: \(0.45~\mu F/km\)
【試験用変圧器の仕様】
定格入力電圧: AC0-120V,定格出力電圧:AC 0-12 000 V
入力電源周波数:50Hz
上記(a)の計算の結果、試験容量が使用する試験用変圧器の容量よりも大きいことがわかった。そこで、この試験回路に高圧補償リアクトルを接続し、試験容量を試験用変圧器の容量より小さくすることができた。
このとき、同リアクトルの接続位置(図中のA~Dのうちの2点間)と、試験用変圧器の容量の値 [kV・A]の組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
ただし、接続する高圧補償リアクトルの仕様は次のとおりとし、接続する台数は1台とする。また、同リアクトルによる損失は無視し、A-B間に同リアクトルを接続する場合は、図中のA-B間の電線を取り除くものとする。
【高圧補償リアクトルの仕様】
定格容量:3.5 kvar, 定格周波数:50Hz, 定格電圧:12000 V
電流:292mA (12 000 V 50 Hz印加時)
図はタップで拡大できます。
あなた: -番
正解: 4番
この問題で変わったこと
・この問題では「電気設備技術基準の解釈」を固められます。
・関連問題 5 問で続けて定着できます。
要点
正解は(4)。リアクトルの接続:。充電電流（進み）を打ち消すため、負荷（ケーブル）と並列にリアクトル（遅れ）を接続します。負荷は変圧器の高圧側端子(A)とアース(C/D)間に接続されているため、リアクトルもA-C間（並列）に接続します。
詳細解説
1. **リアクトルの接続:** 充電電流（進み）を打ち消すため、負荷（ケーブル）と並列にリアクトル（遅れ）を接続します。負荷は変圧器の高圧側端子(A)とアース(C/D)間に接続されているため、リアクトルもA-C間（並列）に接続します。（A-B間は直列となり不適）。
2. **リアクトル電流の計算:**
定格12000Vで292mA流れるリアクトルを10350Vで使用します。
\(I_L = 292 \times \dfrac{10350}{12000} \approx 251.9 \text{mA} = 0.252 \text{A}\)。
3. **変圧器に必要な電流:**
\(I_{tr} = |I_c - I_L| = |0.382 - 0.252| = 0.13 \text{A}\)。
4. **変圧器容量:**
\(P_{tr} = 10350 \times 0.13 \approx 1345 \text{VA} = 1.35 \text{kVA}\)。
1kVAでは不足するため、2kVAが必要です。
よって、「A-C間」かつ「2kVA」の組み合わせである(4)が正解。
交流絶縁耐力試験は、電気設備技術基準の解釈に基づく試験電圧を決めてから、被試験ケーブルの充電電流を評価します。試験容量が大きい場合は並列リアクトルで容量性電流を補償するので、接続位置と電流の向きが決め手です。
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