2018年電験1種　電力管理問6 - 数学・物理・電気主任技術者試験、情報処理技術者試験等お勉強の記録

(1)

電流を流さないときの高入力インピーダンス電圧計の読み $\dot{V_0}$ が電圧回路に対する誘起電圧および接地電流その他による大地浮遊電位の影響による電圧である。

題意より、接地抵抗値 $R$ は電流の極性では変わらないので、図2のベクトル図は電流 $\dot{I}$ を流した時の電圧の読み $V_{S1}$ と電流 $-\dot{I}$ を流したときの電圧の読み $V_{S2}$ の関係を示しているので、

$\dot{V_{S1}}=\dot{V_0}+R \dot{I}, \dot{V_{S2}}=\dot{V_0}-R \dot{I}$

である。

上図のようなベクトル図が成り立つ。

$\dot{V_{S1}}$ と $R\dot{I}$ との間の位相角を $\theta$ とすると、余弦定理より $\dot{V_{S1}},R\dot{I},\dot{V_0}$ を3辺とする三角形について、

${V_0}^2 = {V_{S1}}^2 + (R I)^2 - 2 V_{S1} (RI) \cos \theta$

$\dot{V_{S2}},2R\dot{I},\dot{V_{S1}}$ を3辺とする三角形について、

${V_{S2}}^2 = {V_{S1}}^2 + (2R I)^2 - 2 V_{S1} (2RI) \cos \theta$

$\displaystyle{\cos \theta = \frac{{V_{S1}}^2+(RI)^2 - {V_0}^2}{2 V_{S1} (RI) } = \frac{{V_{S1}}^2+(2RI)^2 - {V_{S2}}^2}{2 V_{S1} (2RI) }}$

$2({V_{S1}}^2+(RI)^2 - {V_0}^2) = {V_{S1}}^2+(2RI)^2 - {V_{S2}}^2$

${V_{S1}}^2 + {V_{S2}}^2 - 2 {V_0}^2= 2(RI)^2$

$\displaystyle{R=\frac{\sqrt{\frac{{V_{S1}}^2 + {V_{S2}}^2 - 2 {V_0}^2}{2}}}{I}=\frac{\sqrt{\frac{4.00^2 + 5.20^2 - 2 1.10^2}{2}}}{20.0} \Doteq 0.225 \Omega}$

(2)

a.電気設備技術基準の解釈第38条より、変電所の周囲にさくを設ける場合、構内に取扱者以外の者が立ち入らないように、次のような措置を講じる。

・出入口に立ち入りを禁止する旨の表示をする。

・出入口に施錠装置を施設して施錠する等、取扱者以外の者の出入りを制限する装置を講じる。

b. $\bigcirc\!\!\!\! {\scriptsize 1}\quad$

図のように二次側v相端子の印加電圧を $v_0$ とするとu相端子を接地し、u-w間を短絡しているので、二次側巻線のv-u間、v-w間には印加電圧 $v_0$ に等しい電圧が誘起される。

これに伴い、対応する一次側巻線のO-U間、V-O間には同じ大きさで同相の $V_S/2$ が誘起される。

$\displaystyle{ \frac{V_S}{2} = v_0 \times \frac{300/\sqrt{3}}{77} }$

$\displaystyle{ \therefore \frac{V_S}{v_0} = \frac{300/\sqrt{3}}{77} \Doteq 4.499 \Doteq 4.50 }$ 倍

$\bigcirc\!\!\!\! {\scriptsize 2}\quad$ 試験対象の巻線は、細田氏使用電圧が $170\mathrm{kV}$ を超える星型結線の巻線であって、中世店直接接地式電路に接続し、かつ、その中性点を直接接地するものなので、電気設備技術基準の解釈第16条【機械器具等の電路の絶縁性能】より、試験電圧は最大使用電圧の0.64倍である。