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電験三種/電力/過去問解説:2016年(平成28)問10☆地中送電線路の故障点位置標定(論説)

問題文と解答

出典:一般財団法人電気技術者試験センター/平成28年度第三種電気主任技術者試験電力科目A問題問10

地中送電線路の故障点位置標定に関する記述として、誤っているものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

(1)マーレーループ法は、並行する健全相と故障相の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することで、ブリッジ回路の平衡条件から故障点を標定する方法である。

(2)パルスレーダ法は、故障相のケーブルにおける健全部と故障点でのサージインピーダンスの違いを利用して、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の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する方法である。

(3)静電容量測定法は、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する方法である。

(4)測定原理から、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適用可能である。

(5)各故障点位置標定法での測定回路で得た測定値に加えて、マーレーループ法では単位長さ当たりのケーブルの導体抵抗が、静電容量測定法ではケーブルのこう長が、パルスレーダ法ではケーブル中のパルス電圧の伝搬速度がそれぞれ与えられれば、故障点の位置標定ができる。

パルスレーダ法と静電容量測定法は名前通りの意味なので、マーレーループ法のイメージをヒントとして掲載致します。図を参考にしながら解いてみましょう♪

(5)

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解説

各種故障点標定方法の知識が必要な問題です。簡単な参考書で勉強している場合、そもそもこの内容が記載されていないので、そういった参考書を使用されている方は、この問題の内容を参考書に書き込んでおきましょう。

また、マーレーループ法については、計算問題も出題されることがあるので、意味だけでなく、解く力もつけて受験しましょう!

\この知識があれば解ける/
  • (1):マーレーループ法とは
  • (2):パルスレーダ法とは
  • (3):静電容量測定法とは
  • (4):各故障点標定方法の適用範囲
  • (5):故障点位置標定に必要な情報

(1):マーレーループ法とは

(1)の記述は正しいです。
マーレーループ法とは、問題文の記述通り、

並行する健全相と故障相の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することで、ブリッジ回路の平衡条件から故障点を標定する方法

です。

また、上記記述内容は下図のようになるので、下図も頭の中に入れておきましょう!

(2):パルスレーダ法とは

(2)の記述は正しいです。

パルスレーダ法とは、問題文の記述通り、

故障相のケーブルにおける健全部と故障点でのサージインピーダンスの違いを利用して、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の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する方法

です。

(3):静電容量測定法とは

(3)の記述は正しいです。

静電容量測定法とは、問題文の記述通り、

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する方法

ゼキザップ
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静電容量長さ比例することがポイントですので、覚えておきましょう!

(4):各故障点標定方法の適用範囲

(4)の記述は正しいです。

各標定方法が適用されるのは、問題文の記述通り、

\適用/
  • マーレーループ法:地絡事故
  • 静電容量測定法:断線事故
  • パルスレーダ法:地絡事故と断線事故

に適用されます。

ゼキザップ
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マーレーループ法については、(1)の解説でも示した図を覚えておけば、(4)の問題も対応可能です。

(5):故障点位置標定に必要な情報

(5)の記述は誤りです。

各故障点位置標定法での測定回路で得た測定値に加えて、マーレーループ法では単位長さ当たりのケーブルの × 導体抵抗〇 こう長 が、静電容量測定法ではケーブルのこう長が、パルスレーダ法ではケーブル中のパルス電圧の伝搬速度がそれぞれ与えられれば、故障点の位置標定ができる。

マーレーループ法ではケーブルの『導体抵抗』ではなく『こう長』が与えられれば、故障点の位置標定ができまるので覚えておきましょう!

……

ゼキザップ
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私は受験時この問題を間違えて、他サイトを閲覧してこんな感じの解説だったのですが、理解できなかったです。

個人的に当時苦戦した問題なので、もう少し踏み込んで解説致します。

マーレーループ法は何度も描いていますが、下図のようなイメージになります。

上図を等価回路にすると、次のようになります。

まさしく、rがケーブルの抵抗なので、やっぱり必要じゃないの?と思っていましたが、計算してみるとケーブルの抵抗は必要ないことがわかりました!

電験三種の『理論』を勉強されている方は、ブリッジ回路の計算ができると思いますので、自力で故障点までの距離Xを計算してみて下さい。

\(R_1×Xr=R_2×(2L-X)r\)

\(R_1X=R_2(2L-X)\)  *rが消せます

\(X={\Large\frac{2R_2L}{R_1+R_2}}\)

ゼキザップ
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計算結果を見てわかる通り、故障点までの距離Xにケーブルの抵抗rは最終的に必要無くなります

よって、(5)の記述は誤りとなります。

過去問クイズ(動画)に挑戦しよう

過去問学習では、解答部分だけを暗記してしまい、試験本番で思い出せないことがあります。解答の暗記ではなく、知識として定着させるためには、クイズなどで記憶の確認を行う必要があります。

今回の問題を含めたクイズ動画を公開しているので、通常の過去問学習に飽きた方、解答を覚えてしまった方はぜひ挑戦してみて下さい。(参考書学習中の方も、現在の実力を確認するために、挑戦してみて下さい)

電験三種|2016年(平成28年)電力の過去問クイズ~直前対策、参考書の理解度確認
電験三種に過去問学習は意味がない!この情報を信じて過去問をやらないで受験すると失敗する確率が高いですよ。確かに、解答を暗記するだけの過去問学習は無意味です。けど、暗記したくなくても何度も過去問学習していると暗記してしまいますよね…。そんな方のために作成したのがクイズ動画です。2016年(平成28年度)の電力の過去問から出題するクイズに挑戦して、直前対策や参考書学習後の実力確認にご活用下さい!

学力別におすすめする参考書

まだ、参考書を買っていない方。あるいは、使用している参考書がいまいち理解できない方は、こちらの記事をご確認下さい♪

電験三種合格者のおすすめ参考書で勉強しても無駄!?理由と対策をアドバイスします♪
合格者がオススメする参考書を買って勉強しても9割の方が不合格になります。【オーム社:完全マスター&やさしく学ぶ】【電気書院:これだけ】【TAC:みんなが欲しかった】等のシリーズを『オススメだから』という判断基準で購入すると失敗します。大切なのは、自分に合った難易度の参考書を選ぶことです。加えて、過去問10年分解くことが重要です。参考書の練習問題は過去問の抜粋です。直接過去問を解けば出題パターンと時間配分がわかるので、参考書だけでなく過去問学習もやりましょう!

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