第一種電工 令和4年度午前 問42｜電気の基礎理論

②で示すストレスコーンは、高圧ケーブルの端末（終端接続部）に取り付ける部品です。ケーブルの端を処理するとき、遮へい層（外側の導電層）をむき取ると、その端で電気の力（電界）が集中して絶縁が壊れやすくなります。ストレスコーンは、その部分をなだらかな円すい形にして電界の集中をやわらげます。つまり役割は「遮へい端部の電位傾度を緩和する」ことで、正答はイです。機械的強度の補強（ア）、電流の不平衡の防止（ウ）、高調波電流の吸収（エ）は、いずれもストレスコーンの働きではありません。

ストレスコーンは、高圧ケーブルの終端接続部で使う部品です。高圧ケーブルは、導体のまわりを絶縁体が包み、その外側に遮へい層（導電性の層と銅テープなど）があります。端末処理で遮へい層の端をむき取ると、その端部では電気力線（電界）が集中し、局所的に電位の傾き（電位傾度）が急になります。放置すると部分放電から絶縁破壊につながります。

ストレスコーンは、遮へい層の端部をなだらかな円すい状に広げ、電界の集中を分散させて電位傾度を緩和します。問題の単線結線図では、①②の矢印は屋外から屋内へ引き込んだ高圧ケーブルの端末（ケーブルヘッド）の位置を指しており、ストレスコーンはこの端末処理部分に設けられます。

ア：機械的強度の補強は、ストレスコーンの役割ではない。

イ：遮へい端部の電位傾度を緩和する。これが役割で、正しい。

ウ：電流の不平衡の防止は、ケーブル終端部の働きではない。

エ：高調波電流の吸収も、ケーブル終端部の働きではない。

正答はイです。

【問題の位置づけ】設問は「②で示すストレスコーン部分の主な役割は」です。ストレスコーンは高圧ケーブル（CVケーブルなど）の終端接続部に使う部品で、役割を答えさせる問題です。

【ケーブルの構造と端末処理】高圧ケーブルは、内側から導体、絶縁体、遮へい層（外部半導電層と銅テープなど）、外装（シース）の順に重なっています。端末では、導体を機器に接続するために、シース、遮へい層、絶縁体を段階的にむき取ります。

【電界集中が起こる理由】ケーブルの途中では、導体と遮へい層（接地側）の間に絶縁体があり、電界は絶縁体の中で同心円状に整った形になっています。ところが端末で遮へい層をむき取ると、遮へい層の切り口（端部）で電界が急に変わり、そこに電気力線が集中します。電位傾度（単位長さあたりの電位差）が大きくなる場所ができるため、部分放電が起きて絶縁を傷めやすくなります。

【ストレスコーンの働き】ストレスコーンは、遮へい層の端部から絶縁体の上へなだらかに広がる円すい形の部分をつくり、電界を端部の一点に集中させずに広い範囲へ分散させます。この結果、遮へい端部の電位傾度が緩和されます。

【各選択肢】

ア：機械的強度の補強。ストレスコーンは電気的な部品で、強度補強が目的ではない。誤り。

イ：遮へい端部の電位傾度の緩和。上の説明のとおりで、正しい。

ウ：電流の不平衡の防止。電流の不平衡は三相の負荷や回路の問題で、ケーブルの終端部の役割ではない。誤り。

エ：高調波電流の吸収。高調波への対策は高調波を抑える専用の機器（フィルタなど）の役目で、絶縁体の電界を整える部品であるストレスコーンの役割ではない。誤り。

【まとめ】終端部では電界集中を避けることがポイントで、ストレスコーン＝電位傾度の緩和、と一対で覚えます。正答はイです。