電験三種 令和7年度上期 電力 問6｜変電（変圧器・変電所・保護）

電験三種「電力」の「変電（変圧器・変電所・保護）」に関する問題（令和7年度上期 問6）。正答は(3)です。

ガス絶縁開閉装置(GIS)は金属容器にSF6ガスを充填し、遮断器や母線などを気中絶縁装置より小形にまとめた設備です。(3)は「絶縁ガスは大気圧以下のSF6ガスである」としていますが、GISのSF6ガスは絶縁性能と消弧能力を高めるため大気圧より高く加圧して封入されており、「大気圧以下」が誤りです。他の(1)(2)(4)(5)はいずれもGISの特徴として正しい記述です。

【GISの構造と選択肢の検討】（令和7年度上期 問6）

GIS（ガス絶縁開閉装置）は遮断器・断路器・母線などを金属容器に収め、絶縁耐力と消弧能力に優れたSF6ガスを大気圧より高く加圧して充填することで、気中絶縁の変電所より体積・面積を大幅に縮小できる設備です。

(1) 正しい：小形化により変電所の体積・面積を縮小できる。

(2) 正しい：我が国ではSF6の地球温暖化係数の高さから、保守・廃棄時に大部分が回収されている。

(3) 誤り：SF6ガスは大気圧以下ではなく、大気圧より加圧して充填される。加圧することで絶縁耐力・消弧能力を高めている。

(4) 正しい：金属異物の混入は絶縁性能を低下させるため、製造・据付時に細心の注意が払われる。

(5) 正しい：充電部を支持するスペーサには絶縁性・機械的強度に優れたエポキシ樹脂が用いられる。

正答は(3)です。

【GISの絶縁設計と出題の着眼点】（令和7年度上期 問6）

GISの絶縁ガスSF6は、大気圧より高い圧力に加圧して金属容器内に封入される。気体の絶縁破壊電圧は、ある範囲では圧力（分子密度）が高いほど高くなる（パッシェンの法則）。SF6はもともと電子を捕らえやすい電気的負性ガスで、同じ圧力でも空気より絶縁耐力が高く、アークを消す能力にも優れる。これをさらに加圧することで、充電部と接地された容器の距離を短くでき、気中絶縁のAIS（気中絶縁開閉装置）よりも装置を大幅に小形化できる。(3)の「大気圧以下」という記述は、この加圧の事実と正反対であり、GISが小形化できる理由そのものを否定する誤りである。

SF6ガスは化学的に安定で毒性もない優れた絶縁媒体だが、地球温暖化係数が非常に高い温室効果ガスである。そのため我が国では、電力会社や機器メーカーが保守・点検・廃棄の際にガスを回収・再利用する取組を進めており、大部分が回収されている((2)が正しい理由)。

GIS内部に金属異物（切削くずなど）が混入すると、局所的な電界集中により絶縁破壊の起点となるため、製造・据付工程ではクリーン環境での作業が徹底される((4))。充電部を支持するスペーサには、絶縁性能と機械的強度に優れたエポキシ樹脂が広く採用される((5))。

このように本問は、GISの各特徴を個別に正誤判定する形式であり、(3)のような数値・定義の反転トラップ（「大気圧以下」⇔「大気圧より高い」）は電験三種の変電分野で頻出のパターンである。類似問題として、SF6ガスの圧力条件や、GISとAISのコスト・保守性比較も合わせて押さえておきたい。