R3(2021年)法規 問12 第三種電気主任技術者試験(電験三種)丁寧に解いていく(過去問解法)(国家資格)

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今回は令和3年(2021年)法規の問12を解いていきます。

絶縁耐力試験の問題ですね

過去問にもよく出ているの解けるようにしておかないとですね。
簡単だし得点源です!!

B問題は得点源 A問題は運ゲー!!

<br>

他にも過去問解いていますよ
国家資格・電気・エネ管・電験のお部屋

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問題

解法

(a)

計算問題じゃないからやりたくないんだけど。。。
まぁ計算か。。。

まずは最大使用電圧を求めます
使用電圧は交流6600Vで1000V以上なので最大使用電圧は下記になります

\(\displaystyle 最大使用電圧=6600V×\frac{1.15}{1.1}=6900\)

■最大使用電圧 交流の場合(電験三種で必要なものだけ抜粋)
 1000V以下の場合  使用電圧×1.1
 1000V~50000V未満 \(\displaystyle 使用電圧×\frac{1.15}{1.1}\)

試験電圧は
\(\displaystyle 試験電圧=6900V×1.5=10350V\)

問題を何回か解けば交流10350Vって頭の中にインプットされるから大丈夫です
解きたくないなら覚えてください

■試験電圧
 7kV以下の場合   最大使用電圧×1.5
 7kVを超える場合  最大使用電圧×1.25

試験電圧は 交流 10350V だとわかりました
選択肢を見てみると。。。

交流の選択肢ないじゃん!!って思ったYO

直流を使う場合、交流の2倍の試験電圧でやってよい
※ケーブルの場合

ってことは
10350V×2倍=20700V

選択肢にもありますね!

次は試験時間の選択です。

電験三種では10分以外の選択肢はないから排除する!!でOK
(5)はやっていいでしょって感じ?

残った選択肢は(4)ですね

(b)

これは解けるようにしておきたいですね
(a)から行くと直流で計算するのかな。。。やったことないよ
って思ってたけど交流でしたね。よかった

さて解いていきます

電力[kV・A]を求めよって言われているので
S=VI なので
電圧と電流を求めます。


電圧は試験電圧です

(a)と同様に
\(\displaystyle 試験電圧=6600V×\frac{1.15}{1.1}×1.5=10350\)

Iは三相交流とかじゃないので普通の
\(\displaystyle V=IR=IZ\)
\(\displaystyle I=\frac{V}{R}=\frac{V}{Z}\)    ①
でOK!!

インピーダンスはコンデンサのみです。
まずはケーブルが3本あるのでコンデンサは3つです
こんな感じ。絶縁体がコンデンサのように振舞います。


まずはCの静電容量を求めていきます
ケーブルの長さ 220m(0.22km)
対地静電容量 0.45μF/km
  (\(\displaystyle μは10^{-6}です\))

\(\displaystyle C=0.45μF/km×0.22km\)

次はZを求めます.

コンデンサが3つあるので
\(\displaystyle Z=-j\frac{1}{\omega 3C}\)
 \(\displaystyle=-j\frac{1}{2\pi f3C}\)
 \(\displaystyle=-j\frac{1}{6\pi fC}\)  ②

コンデンサのインピーダンスは
\(\displaystyle Z=-j\frac{1}{\omega C}\)
※\(\displaystyle \omega=2\pi f\)
ω:角周波数
f:電源周波数

①式に②式をあてはめていきます。
\(\displaystyle I=\frac{V}{-j\frac{1}{6\pi fC}}\)
 \(\displaystyle =jV×6\pi fC\)
インピーダンスをひっくり返して分子に持ってくると式が見やすい
電力を求めるのに必要な電圧、電流が求められたので代入していく

\(\displaystyle S=VI\)
 \(\displaystyle =VjV×6\pi fC\)
 \(\displaystyle =jV^2×6\pi fC\)
数値を代入
 \(\displaystyle =j10350V^2×6×\pi×50×0.45μF/km×0.22km\)
jしかないので大きさは変わらない。ここではj不要
 \(\displaystyle =9.990V・A=9.99kV・A\)

10+j10 とかだったら大きさは
\(\displaystyle \sqrt{10^2+10^2}\)とかになるけど
jしかないのでそのままです


正解は(4)10 です

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