1級電気工事施工管理技士 過去問
令和6年度(2024年)
問15 (午前 ハ 問3)

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問題

1級電気工事施工管理技士試験 令和6年度(2024年) 問15(午前 ハ 問3) (訂正依頼・報告はこちら)

変電所に用いられるガス絶縁開閉装置(GIS)の特徴に関する記述として、最も不適当なものはどれか。
  • 工場組立による一体輸送が可能であり、現場の工事が簡素化される。
  • 絶縁に用いられる六フッ化硫黄(SF6)は、地球温暖化係数が二酸化炭素(CO2)に比べて小さい。
  • 内部事故の場合、金属容器で密閉されているため故障個所が発見しにくく、復旧に時間がかかる。
  • 三相一括形GISは、容器を多点接地しても誘導電流の大きさは問題にならない。

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この過去問の解説 (3件)

01

ガス絶縁開閉装置(GIS)は、電力システムにおいて重要な役割を果たす高圧機器です。GISは、そのコンパクトな設計と高い信頼性により、変電所や産業施設などで広く採用されています。本問題では、GISの特徴に関する正確な知識が求められています。各選択肢について詳しく見ていきましょう。

選択肢1. 工場組立による一体輸送が可能であり、現場の工事が簡素化される。

工場組立による一体輸送が可能であり、現場の工事が簡素化される。 ガス絶縁開閉装置(GIS)は、工場で一体化されたユニットとして組み立てられます。これにより、現場での複雑な組立作業が不要となり、設置時間が大幅に短縮されます。特に、現場での作業ミスのリスクが減少し、全体の設置プロセスが効率化されるという利点があります。

選択肢2. 絶縁に用いられる六フッ化硫黄(SF6)は、地球温暖化係数が二酸化炭素(CO2)に比べて小さい。

絶縁に用いられる六フッ化硫黄(SF6)は、地球温暖化係数が二酸化炭素(CO2)に比べて小さい。 この記述は誤りです。SF6は非常に高い絶縁性能を持つガスですが、その地球温暖化係数(GWP)は非常に高く、CO2の約23,500倍もあります。そのため、SF6は強力な温室効果ガスであり、環境への影響を慎重に評価する必要があります。

選択肢3. 内部事故の場合、金属容器で密閉されているため故障個所が発見しにくく、復旧に時間がかかる。

内部事故の場合、金属容器で密閉されているため故障個所が発見しにくく、復旧に時間がかかる。 GISの構造上、内部が金属容器で密閉されているため、内部で故障が発生した場合、故障箇所を特定するのが難しいことがあります。特に、絶縁ガスが漏れた場合、漏れの検出や復旧に時間がかかることがあるため、復旧作業には慎重な計画が必要です。

選択肢4. 三相一括形GISは、容器を多点接地しても誘導電流の大きさは問題にならない。

三相一括形GISは、容器を多点接地しても誘導電流の大きさは問題にならない。 三相一括形のGISは、その設計により多点接地が可能であり、誘導電流の影響を最小限に抑えることができます。これにより、安定した動作が保証され、接地系統の信頼性が向上します。設計の工夫により、誘導電流の問題が生じにくい点が利点となります。

まとめ

ガス絶縁開閉装置(GIS)は、高圧電力機器において重要な技術であり、その特徴として以下が挙げられます:

工場組立による一体輸送が可能であり、現場の工事が簡素化される。 GISは工場で組み立てられ、一体として現場に輸送されるため、設置時間が短縮され、設置ミスのリスクも低減されます。

絶縁に用いられる六フッ化硫黄(SF6)は、地球温暖化係数が二酸化炭素(CO2)に比べて小さい。 この記述は誤りです。SF6は非常に高い地球温暖化係数を持ち、CO2の約23,500倍にもなります。

内部事故の場合、金属容器で密閉されているため故障個所が発見しにくく、復旧に時間がかかる。 GISは金属容器で密閉されているため、内部事故時には故障箇所の特定が難しく、復旧に時間がかかることがあります。

三相一括形GISは、容器を多点接地しても誘導電流の大きさは問題にならない。 三相一括形のGISは多点接地が可能であり、誘導電流の影響が問題とならないように設計されています。

GISはその特性や利点により、変電所などでの高圧電力管理において重要な役割を果たしています。しかし、環境への影響や故障時の対応については注意が必要です。

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02

ガス絶縁開閉装置(GIS:Gas Insulated Switchgear)とは、
 開閉装置を密閉し内部を不燃性ガスで充填することで、
 電流遮断時のアーク発生を抑える機能を持たせた開閉器です。

 

一体型のため現場作業が少なくて済むことや、
 信頼性が高いことから高電圧設備として広く用いられています。

選択肢1. 工場組立による一体輸送が可能であり、現場の工事が簡素化される。

適当な記述です。

 

 開閉機構全体を密閉し、ガスを充填した状態で、出荷されるため、

 記述にあるように、一体輸送が可能となり、

 現場作業を減らせる長所があります。

選択肢2. 絶縁に用いられる六フッ化硫黄(SF6)は、地球温暖化係数が二酸化炭素(CO2)に比べて小さい。

不適当な記述であり、これを選択すべきです。

 

六フッ化硫黄(SF6)は、優れた絶縁性能・消弧性能を持ちますが、

 温暖化係数が非常に高く(温暖化係数は二酸化炭素の数万倍)、

 安易に漏洩させることがないように注意が必要です。

 

選択肢3. 内部事故の場合、金属容器で密閉されているため故障個所が発見しにくく、復旧に時間がかかる。

適当な記述です。

 

ガスを封入するため密閉されているので、

 故障箇所を発見しにくいのが欠点です。

選択肢4. 三相一括形GISは、容器を多点接地しても誘導電流の大きさは問題にならない。

適当な記述です。

 

三相一括形GISは、三相導体が同じ容器内に収められているため、
 磁界が相互に打ち消し合い、容器に流れる誘導電流が小さくなります。


そのため、多点接地しても問題になりにくいという特長があります。

まとめ

実物を見る機会は少なく、図解や資料で学習することになりますが、

 基本的な開閉器の原理と留意点(アークの消弧方法)を学んでおくと

 GISが「全体を覆い、ガスを充填している」というイメージや利点を理解しやすいでしょう。

 

 

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03

変電所に用いられるガス絶縁開閉装置(GIS)の特徴に関する問題です。

選択肢1. 工場組立による一体輸送が可能であり、現場の工事が簡素化される。

問題文の内容通りです

 

GISは、六フッ化窒素(SF6)ガスを充填した容器内に、母線・断路器・遮断器・変成器・避雷器などを収納し、エポキシ樹脂スペーサで支持された開閉装置です。

コンパクトで、メンテナンス性に優れ、工場で組立てから一体で輸送できるため、現場工事の簡素化が可能です

選択肢2. 絶縁に用いられる六フッ化硫黄(SF6)は、地球温暖化係数が二酸化炭素(CO2)に比べて小さい。

絶縁に用いられる六フッ化硫黄(SF6)は、地球温暖化係数が二酸化炭素(CO2)に比べて大きい

 

地球温暖化係数(GWP)は、1単位の特定の温室効果ガス放射強制力に与える影響(大気への悪影響の度合い)について、1単位の二酸化炭素(CO2)の放射強制力に与える影響と比較した係数で、1より大きいほど、温暖化への影響が大きくなります。

経産省の参考資料として、「主な温室効果ガスの温暖化係数一覧」を示します。

物質名称化学式GWP

SAR

(100年値)

AR4

(100年値)

AR5

(100年値)

二酸化炭素CO2111
六フッ化硫黄SF6239002280023500

選択肢3. 内部事故の場合、金属容器で密閉されているため故障個所が発見しにくく、復旧に時間がかかる。

問題文の内容通りです

 

GISは密閉構造のため、機器内の事故が起きたときは、故障原因の特定が難しく、復旧には、時間がかかるのが、欠点です。

選択肢4. 三相一括形GISは、容器を多点接地しても誘導電流の大きさは問題にならない。

問題文の内容通りです

 

三相一括形GISは、三相を1つの円筒形容器に収納して、コンパクトな構造とし、標準的な受電方式で運用され、高電圧・大容量受電設備に用いられます。

 

三相一括形GISの容器内部では、三相の電流がバランスしているため、容器を流れる電流の漏れ磁束による誘導電流は、相殺されます。

三相一括形GISは、容器の複数点で接地される構造で、多地点接地方式の場合の接地線への誘導電流が、安全に流せる構造となっています。

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