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過去問AI
第三種電気主任技術者令和6年度 上期電力問 10

令和6年度 上期 第三種電気主任技術者 電力 問10

電力#電力
難度標準

次の文章は，マーレーループ法に関する記述である。

マーレーループ法はケーブル線路の故障点位置を標定するための方法である。この基本原理は (ア) ブリッジに基づいている。図に示すように、ケーブルAの一箇所においてその導体と遮へい層の間に地絡故障を生じているとする。この場合に故障点の位置標定を行うためには、マーレーループ装置を接続する箇所の逆側端部において、絶縁破壊を起こしたケーブルAと、これに並行する絶縁破壊を起こしていないケーブルBの (イ) どうしを接続して、ブリッジの平衡条件を求める。ケーブル線路長をL、マーレーループ装置を接続した端部側から故障点までの距離をx、ブリッジの全目盛を1000、ブリッジが平衡したときのケーブルAに接続されたブリッジ端子までの目盛の読みをaとしたときに、故障点までの距離xは (ウ) で示される。なお、この原理上、故障点の地絡抵抗が (エ) ことがよい位置標定精度を得るうえで必要である。ただし、ケーブルA、Bは同一仕様、かつ、同一長とし、また、マーレーループ装置とケーブルの接続線、及びケーブルどうしの接続線のインピーダンスは無視するものとする。

上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

問10の図表1

選択肢

解説

結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成

展開
結論Layer 1

マーレーループ法は、直流ブリッジ回路の平衡条件を利用して地絡故障点を標定する手法であり、その基本原理は(ア)ホイートストンブリッジである。

詳細Layer 2
展開

測定にあたっては、マーレーループ装置を接続した端部の逆側で、故障を起こしたケーブルAと健全なケーブルBの(イ)導体どうしを接続線で接続し、ループ回路を形成する。故障は導体と遮へい層の間の地絡だが、ブリッジの摺動線の比例辺はaと1000−aであり、それらと比較される残りの2辺は故障点からケーブルA側端子までとケーブルB側端子までの導体抵抗である。遮へい層どうしの接続ではこの2つの導体抵抗を辺とするループを作れない。地絡故障点からケーブルA側端子までの導体長はxで、反対側の導体経路は故障点からケーブルAの残りL−xを通り、遠端の接続線を経てケーブルBの全長Lを戻るため2L−xである。同一仕様の導体なので、これらの抵抗比もx:(2L−x)となる。ブリッジの0目盛側がケーブルA端子、1000目盛側がケーブルB端子であり、摺動端子の読みがaのとき、平衡条件は a/x = (1000−a)/(2L−x)、すなわち a : (1000−a) = x : (2L−x) となる。これを整理すると a(2L−x) = (1000−a)x → 2aL − ax = 1000x − ax → 2aL = 1000x → x = 2aL/1000 = (ウ)aL/500 となり、選択肢の式と一致する。また、地絡抵抗が高いと検流計に流れる電流が微弱になり平衡点の検出が不安定になるため、良好な位置標定精度を得るには地絡抵抗が(エ)十分低いことが必要である。以上より、(ア)ホイートストン、(イ)導体、(ウ)aL/500、(エ)十分低い、の組合せである選択肢(4)が正しい。

各選択肢の解説

(1)

(ア)ホイートストン (イ)遮へい層 (ウ)aL/500 (エ)十分低い

(ア)ホイートストン、(ウ)aL/500、(エ)十分低いは正しいが、(イ)は「遮へい層」ではなく、ブリッジで故障点までの導体抵抗比を測るには、ケーブルAとBの導体どうしを接続してループを作る必要があるため誤り。遮へい層どうしを接続しても、故障点から両端子までの導体抵抗を2辺とするブリッジ回路にならない。

(2)

(ア)シェーリング (イ)導体 (ウ)2L−aL/500 (エ)十分高い

(ア)は「シェーリング」ではなく「ホイートストン」ブリッジが正しい原理であり、(ウ)の式も上記導出のaL/500と異なり誤り。(エ)も地絡抵抗は高いほど検流計電流が微弱化し精度が低下するため「十分高い」は誤り。

(3)

(ア)シェーリング (イ)遮へい層 (ウ)2L−aL/500 (エ)十分高い

(ア)シェーリングブリッジは静電容量測定に用いるものでマーレーループ法の原理とは異なり誤り。(イ)遮へい層、(ウ)2L−aL/500、(エ)十分高いもいずれも上記導出・原理と一致せず誤り。

(4)

(ア)ホイートストン (イ)導体 (ウ)aL/500 (エ)十分低い

(ア)ホイートストンブリッジの原理、(イ)ケーブルA・Bの導体どうしを接続線で接続する結線、(ウ)平衡条件の導出から得られるx=aL/500、(エ)地絡抵抗が低いほど検流計電流が明確になり測定精度が向上する点、いずれも整合しており正しい。

(5)

(ア)ホイートストン (イ)導体 (ウ)aL/500 (エ)十分高い

(ア)ホイートストン、(イ)導体、(ウ)aL/500は正しいが、(エ)は地絡抵抗が低いほど平衡検出が明確になるため「十分高い」ではなく「十分低い」が正しく、この点で誤り。

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AI生成

解説は公式の問題文・公式解答を基に作成しています。 事実誤認・選択肢の取り違え・最新法令の反映漏れ等を含む可能性があるため、 重要な判断は必ずリンク先の公式資料でご確認ください。

最終更新:

問題PDF公式解答 PDF

出典：令和6年度上期第三種電気主任技術者試験 電力科目 問10。問題文・選択肢を読みやすく整形。

検証プロセス・誤り報告フローは 運営透明性レポートで公開しています。

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何が問われるか
本問の分野で問われる代表的な知識・用語の整理。
学習の進め方
正解／誤答の選択肢ごとに「なぜ正しい / なぜ違うのか」を1行ずつ言語化すると定着する。
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