電験三種 令和5年度下期 電力 問9｜送電（架空送電線路）

電験三種「電力」の架空地線に関する空欄補充問題（令和5年度下期 問9）。正答は(1)です。

架空地線は鉄塔の上部に張った裸線を鉄塔経由で接地し、送電線への直撃雷を遮へいするものです。架空地線と送電線を結ぶ直線と鉛直線のなす角を遮へい角といい、この角が小さいほど直撃雷を防止する効果が大きくなります。また直撃雷で鉄塔電位が急上昇すると、鉄塔側から送電線へ逆に放電する逆フラッシオーバが起こることがあり、これを防ぐため鉄塔の接地抵抗を小さくします。よって(ｱ)裸線(ｲ)遮へい角(ｳ)小さい(ｴ)逆フラッシオーバの組合せで、正答は(1)です。

【架空地線の役割と遮へい角・逆フラッシオーバ】（令和5年度下期 問9）

(ｱ) 架空地線は鉄塔に直接つないで接地し、雷電流を大地へ流すための線なので、絶縁被覆は不要で、十分な強さをもった「裸線」が使われます。

(ｲ) 架空地線と送電線を結ぶ直線と、架空地線から下ろした鉛直線との間の角度は「遮へい角」と呼ばれます。「進入角」は本問の定義には該当しません。

(ｳ) 遮へい角が小さいほど架空地線の直下に近い範囲に送電線が収まるため、送電線へ直撃雷が入り込みにくくなります。したがって「小さい」ほど遮へい効果が大きくなります。

(ｴ) 架空地線や鉄塔に直撃雷があると、雷電流が鉄塔の接地抵抗を通じて大地に流れる際に鉄塔の電位が瞬間的に大きく上昇します。鉄塔と送電線の間の電位差ががいし連の絶縁耐力を超えると、がいし連をまたいで鉄塔側から送電線へ放電する「逆フラッシオーバ」（逆せん絡）が起こります。「進行波」は雷や開閉サージが線路を伝搬する現象であり、この空欄の文脈には当てはまりません。

以上より(ｱ)裸線(ｲ)遮へい角(ｳ)小さい(ｴ)逆フラッシオーバとなる(1)が正答です。

【遮へい角・逆フラッシオーバと鉄塔接地設計】（令和5年度下期 問9）

架空地線による直撃雷防止の考え方は、架空地線を頂点とし、鉛直線から遮へい角だけ傾いた直線で囲まれる領域（保護範囲）の中に送電線を収めるというものです。遮へい角が0°に近いほど架空地線の真下に近い位置に送電線を配置することになり、側面からの雷撃が入り込む余地が小さくなります。電圧が高く重要な線路ほど遮へい角を小さく設計して、遮へい失敗（架空地線をすり抜けた雷が送電線に直接落ちる現象）を減らします。架空地線を2条にして両側の送電線を内側に抱え込むように配置するのも、遮へい角を小さくする方法です。(ｳ)を「大きい」とした(2)(4)(5)は、この保護範囲の考え方と逆になっています。

逆フラッシオーバは、鉄塔や架空地線に直撃雷があった際、雷電流I[A]と鉄塔の接地抵抗R[Ω]の積で決まる鉄塔の対地電位上昇（概ねI×Rのオーダー）が、がいし連の絶縁耐力（基準衝撃絶縁強度）を超えたときに、鉄塔側から送電線側へアークが逆流する現象です。防止策としては、鉄塔の接地抵抗を下げること（埋設地線の敷設、接地極の多重化・深打ち）が最も基本的で、これにより同じ雷電流でも鉄塔電位の上昇を抑えられます。このほか、がいし連と並列に送電用避雷器を取り付けて、がいし連がフラッシオーバする前に避雷器で雷電流を逃がす対策もあります。なお、アークホーンはフラッシオーバ時のアークをがいしから離してがいしの損傷を防ぐ装置で、逆フラッシオーバそのものを防ぐものではありません。

(ｴ)の誤答「進行波」は、雷撃や開閉操作で生じたサージが線路上を伝わっていく現象の呼び名で、鉄塔から送電線への放電という本文の現象を指す語ではありません。「接地抵抗を小さくする対策」と結び付くのは逆フラッシオーバである、という対応関係で判断できます。