電験三種 令和5年度下期 電力 問14｜電気材料・絶縁

電験三種「電力」の「電気材料・絶縁」に関する問題（令和5年度下期 問14）。正答は(5)です。

硬銅線は軟銅線より曲げにくい（可とう性が低い）ものの、架空電線など高い機械的強度が必要な用途で実際に広く使われています。(5)「電線の導体として使われることはない」は実際の用途と反しており誤りです。(1)〜(4)は電線の導体材料（軟銅線・銅・鋼心アルミより線・アルミニウム）に関する正しい記述で、正答は(5)です。

【電線の導体に関する各選択肢の検討】（令和5年度下期 問14）

(1) 正しい：地中ケーブルの銅導体には、曲げ・引き回しに強い軟銅線が使われる。

(2) 正しい：導電材料には資源量の多さ・導電率の高さが求められる（銅・アルミが代表例）。

(3) 正しい：鋼心アルミより線（ACSR）は鋼より線の周囲にアルミ線をより合わせ、軽量で大きな外径・高い引張強度を得られる。

(4) 正しい：アルミニウムの導電率は銅より低いが、密度が銅よりずっと小さいため、同じ電気抵抗・同じ長さなら銅線より軽量にできる。

(5) 誤り：硬銅線は軟銅線より曲げにくい（可とう性が低い）が、機械的強度が高いため架空電線（特に長距離・高張力が必要な区間）の導体として実際に使われている。「使われることはない」は誤り。

誤っているものは(5)。

【硬銅線と軟銅線の使い分け】（令和5年度下期 問14）

電線の導体材料は、用途に応じて機械的性質（引張強度・可とう性）と電気的性質（導電率）のバランスで選ばれる。軟銅線は焼きなまし処理によって結晶構造を柔らかくしたもので、曲げやすく可とう性に優れるため、頻繁な引き回しや狭い空間での配線が必要な地中ケーブルや屋内配線の導体に適している。

これに対し硬銅線は、冷間で引き抜いた（伸線した）まま焼きなましを行わないため、軟銅線より曲げにくいが、引張強度が高いという特性を持つ。架空送電線路・架空配電線路では、電線は鉄塔や電柱の間で自重とたるみを支えながら長距離にわたって張られるため、高い引張強度が要求される。このため硬銅線は、その「曲げにくさ」が欠点にならない架空電線の用途で実際に広く使われてきた（現在は軽量なアルミ系電線（ACSRなど）に置き換わっている区間も多いが、硬銅線自体が導体として使われないわけではない）。

選択肢(5)は、硬銅線が曲げにくい（可とう性が低い）という正しい性質を述べつつ、そこから「電線の導体として使われることはない」という誤った結論に飛躍させている点が誤りである。実際には、可とう性が求められない（固定された張架区間で使う）架空電線のような用途では、曲げにくさはむしろ問題にならず、引張強度の高さが活かされる。

アルミニウムについては、導電率が銅の約61%程度と低いものの、密度が銅の約1/3であるため、同じ電気抵抗・同じ長さの電線ではアルミ線の方が軽量になる。抵抗を同じにするには断面積を導電率の比の逆数（約1/0.61≒1.6倍）にする必要があるが、質量は密度×断面積に比例するので、銅線に対して約(1/3)×1.6≒0.5倍、つまりおよそ半分の重さで済む。この特性を活かし、鋼より線（高い引張強度）の周囲にアルミ線をより合わせた鋼心アルミより線（ACSR）は、架空送電線路で広く採用されている。導体材料の選定は「導電率」「引張強度」「可とう性」「重量」という複数の性質のトレードオフで決まるという視点を持つと、本問のような各選択肢の正誤判定がしやすくなる。