第三種電気主任技術者の過去問 令和2年度（2020年） 電力 問32

架空送電線路の線路定数としては、

下記の4つが挙げられます。

・抵抗

・作用インダクタンス

・作用静電容量

・漏れコンダクタンス

よって、[ア]は「漏れ」です。

表皮効果とは、導体を流れる電流の周波数が高いほど、

導体表面に流れ、内部を流れない現象のことです。

流れる導体断面を考えると、

表皮効果が強く働くと、電流の流れる面積が小さくなります。

つまり、抵抗値が大きくなります。

そして、この効果は交流で現れるものです。

よって、[イ]は「交流」です。

作用インダクタンスの公式は、

　L = 0.05 + 0.4605 log10(D/r)

として表せます。

作用静電容量の公式は、

　C = 0.02413/log10(D/r)

で表すことができます。

式中のD/rは、電線間の距離/電線の半径の比を表しており、

D/rが大きければ、作用静電容量の値は小さくなります。

よって、[ウ]は「小さく」です。

つまり作用静電容量は電線間の距離が非常に大きければ、

無視することができます。

しかしながら無視できない中距離送電線路では、

作用静電容量によるアドミタンスを1か所、

または2か所にまとめる、集中定数回路が近似計算に用いられます。

問題文に「まとめる」とありますので、

[エ]は「集中」であると推測することも容易かと思います。

送電線端側と、受電端側の2か所にアドミタンスをまとめる回路を、

π形回路といいます。

よって、[オ]は「π」です。

中央1か所にまとめる場合は、T形回路となります。

これは回路の見た目からの名称です。

よって、[1]が正解です。

作用静電容量の式と、作用インダクタンスの式は迷いがちですが、

距離が離れると静電容量を無視できる事はイメージしやすいです。

そこから、D/rが大きくなれば静電容量が小さくなることを覚えると良いです。

正解は1です。

架空送電線路の線路定数とは、下記の4つとなります。

・送電線の抵抗
・インダクタンス
・静電容量（キャパシタンス）
・漏れコンダクタンス（リーカンス）

線路定数は、電線の種類、太さ、構造などによって定まる値であって、送電電圧、電流、力率、気象条件などによって線路定数の値が変化することなく、常に一定となります。

線路定数のうち抵抗値は、材料、長さ、断面積で決まりますが、電線の中心部より、外側の方が抵抗が大きくなる表皮効果により、交流を流すと抵抗値は高くなります。
表皮効果は、電線が太いほど、また周波数が高いほど、大きくなります。

作用インダクタンスLと作用静電容量Cは、線間距離Dと電線半径rを用いると、下記の式で表されます。

　L ≒ 0.05 + 0.4605 log₁₀(D/r) [mH/km]

　C ≒ 0.02412 / log₁₀(D/r) [μF/km]

上記の式より、D/r の値が大きくなれば、作用インダクタンスLは大きくなり、作用静電容量は小さくなります。

また送電線路の電力、電圧、電流などは、線路定数を用いて表した等価回路にて計算をおこないますが、次のような場合、線路こう長によって線路定数の用いる方法が変わります。

・こう長が数十 km 程度の短距離送電線路

線路定数のうち、静電容量と漏れコンダクタンスを無視し、抵抗とインダクタンスが1か所に集中しているインピーダンス回路として考えます。

・こう長が100 km 程度の中距離送電線路

線路定数のうち、静電容量、抵抗、インダクタンスが1か所に集中している集中定数回路として考えます。

集中定数回路は、静電容量が電線路の中央に集中しているT回路と、静電容量が両側に集中しているπ回路の2通りがあります。

よって、1 の「ア：漏れ　イ：交流　ウ：小さく　エ：集中　オ：π」が正解となります。