(ア) 静電容量は C = εS/d(ε:誘電率,S:電極面積,d:誘電体の厚さ)で表されるため,誘電率が高いほど同じ寸法でより大きな静電容量が得られ,コンデンサを小形化できる。したがって誘電率は「高く」,かつその温度変化が少ないことが望ましい。
令和7年度 下期 第三種電気主任技術者 機械 問8
次の文章は,電力用コンデンサに関する記述である。
電力用コンデンサには,進相コンデンサ,調相コンデンサ及び直列コンデンサがあり,さらにフィルタ用コンデンサやサージ吸収用コンデンサなどを含めることがある。電力用コンデンサは,一般的に複数枚の薄葉誘電体を金属はく電極とともに巻き込み,リード線を引き出した単位コンデンサの集合で構成し,容器などに収納したものである。また,電極として蒸着金属が用いられることがある。誘電体には,広い面積にわたり厚さが均一であること,適当な機械的強度を有すること,誘電率が (ア) その温度変化が少ないこと,誘電正接が (イ) 絶縁抵抗及び絶縁耐力が (ウ) こと,耐熱性に優れ長期安定性に優れていることなどが求められる。
電力用コンデンサの (エ) 点検としては,油漏れ,発錆,がいしの汚損,容器の変形,端子部の過熱及び機器の異常加熱などの有無について確認を行う。また,数年ごとあるいは異常発生時に行う (オ) 点検として, (エ) 点検項目のほかにコンデンサの静電容量・損失の測定,端子-外箱間の絶縁抵抗測定,耐電圧試験などを実施する。
上記の記述中の空白箇所(ア)~(オ)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。
選択肢
解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
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解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
詳細Layer 2展開閉じる
(イ) 誘電正接 tanδ は誘電体損失の大きさを表す。交流電圧 V(角周波数 ω)を加えたときの誘電体損失は W = ωCV²tanδ であり,tanδ が大きいほど損失とそれによる発熱が増える。したがって誘電正接は「小さく」なければならない。
補足Layer 3展開閉じる
(ウ) 漏れ電流や絶縁破壊を防ぐため,絶縁抵抗及び絶縁耐力はいずれも「高い」ことが求められる。
(エ) 油漏れ,発錆,がいしの汚損,容器の変形,端子部の過熱,機器の異常加熱の有無の確認は,外観などから日頃行う点検項目であり「日常」点検にあたる。
(オ) 数年ごと,あるいは異常発生時に行い,日常点検の項目に加えて静電容量・損失の測定,端子-外箱間の絶縁抵抗測定,耐電圧試験まで実施する詳細な点検であるため「特別」点検にあたる。
以上より,(ア) 高く,(イ) 小さく,(ウ) 高い,(エ) 日常,(オ) 特別 の組合せである(2)が正しい。
各選択肢の解説
- (1)
(ア) 高く (イ) 大きく (ウ) 高い (エ) 日常 (オ) 特別
誤り。(イ)が「大きく」となっている。誘電正接 tanδ が大きいと誘電体損失 W = ωCV²tanδ が増え発熱が大きくなるため,誘電正接は小さくなければならない。(ア)・(ウ)・(エ)・(オ)は正しい。
- (2)
(ア) 高く (イ) 小さく (ウ) 高い (エ) 日常 (オ) 特別
正しい。(ア) 誘電率は高く,(イ) 誘電正接は小さく,(ウ) 絶縁抵抗・絶縁耐力は高く,(エ) 外観等を確認する日常点検,(オ) 数年ごと・異常発生時に測定や試験を伴って行う特別点検,のすべてが適切である。
- (3)
(ア) 高く (イ) 小さく (ウ) 低い (エ) 特別 (オ) 日常
誤り。(ウ)が「低い」となっているが,漏れ電流や絶縁破壊を防ぐため絶縁抵抗・絶縁耐力は高いことが求められる。また(エ)と(オ)が入れ替わっている。油漏れや発錆などの外観確認は日常点検,数年ごと・異常発生時に静電容量測定や耐電圧試験まで行うのは特別点検である。(ア)・(イ)は正しい。
- (4)
(ア) 低く (イ) 大きく (ウ) 高い (エ) 特別 (オ) 日常
誤り。(ア)が「低く」となっているが,C = εS/d より誘電率が高いほど小形で大きな静電容量が得られるため,誘電率は高いことが望ましい。(イ)の「大きく」も誤りで,誘電正接は損失低減のため小さくなければならない。さらに(エ)と(オ)が入れ替わっている。(ウ)の「高い」のみ正しい。
- (5)
(ア) 低く (イ) 大きく (ウ) 低い (エ) 特別 (オ) 日常
誤り。(ア) 誘電率は高いことが望ましく「低く」は誤り,(イ) 誘電正接は小さいことが必要で「大きく」は誤り,(ウ) 絶縁抵抗・絶縁耐力は高いことが必要で「低い」は誤り,(エ)と(オ)も入れ替わっており,すべての空欄が不適切である。
分野「機械」の学習ポイント
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