令和2年度電験2種 2次試験電力・管理問5の過去問解説（故障電流：特別高圧架空送電線路の電磁誘導障害の論説問題）

特別高圧架空電線路による電磁誘導障害について、次の問に答えよ。

（1）電磁誘導作用により通信線に誘起される電圧の種類を二つ挙げ、それぞれの発生原理について簡潔に説明せよ。

（2）電磁誘導障害の防止対策のうち、架空電線路側の対策について、二つ答えよ。

解答・解説

小問（1）：電磁誘導作用により通信線に誘起される電圧の種類

試験センター解答

以下から二つ記載されていればよい。

(電圧の種類)
①異常時誘導電圧
②常時誘導電圧
③誘導雑音電圧

(発生原理)
①異常時誘導電圧：送電線に一線地絡事故が発生した場合に地絡電流が大地帰路電流となって流れることにより，隣接する通信線路と大地間に誘起される電圧
②常時誘導電圧：送電線の常時運転時に，各相の負荷電流の不平衡や各相導体と通信線の離隔の不整合によって誘起される電圧
③誘導雑音電圧：送電線に流れる常時の高調波電流に起因して生じる電圧

出展：令和2年度第2種電気主任技術者二次試験標準解答

電磁誘導障害の発生原理

問われているのが電磁誘導障害であり、静電誘導障害（電力線・通信線間の静電容量の不平衡に起因）は含まないので注意が必要です。

電磁誘導障害は、解図1に示すように主に、

不平衡電流が流れたとき
電力線各相と通信線の相互インダクタンスの不整合

の両方あるいは、いずれかであるとき、電磁誘導によって通信線に電圧が誘起される現象です。

解図1において、通信線に誘導される電圧$\dot{E_m}$は、

$\dot{E_m}=M_a\dot{I_a}+M_b\dot{I_b}+M_c\dot{I_c}$

であり、相互インダクタンスがすべて$M$で等しければ、

$\dot{E_m}=M\left(\dot{I_a}+\dot{I_b}+\dot{I_c}\right)$

となり、三相電流が完全に平衡していれば総和は$0$になるので、

$$\dot{E_m}=0$$

となります。

解図1

電磁誘導障害の発生要因

標準回答にあるように、地絡電流による電流の不平衡分（零相電流）が流れる場合や、正常時にも流れる電流の不平衡分によって誘導障害が発生します。

また、離隔の不整合によって相互インダクタンスに不整合がある場合も誘導障害が発生します。

サイリスタなどのスイッチング機能を持つ負荷が接続されていれば、電力系統には高調波電流が流れています。この高調波電流も誘導障害を起こし、同じ周波数の電圧が通信線に誘導されます。

小問（2）：電磁誘導障害の防止策（架空地線の対策）

試験センター解答

以下の主な対策から二つ記載されていればよい。
①架空地線の条数を増やす。
②架空地線に導電率のよい鋼心イ号アルミより線やアルミ被鋼より線を使用する。
③送電線をねん架する。
④送電系統の保護継電方式に高速遮断方式を採用する。
⑤遮へい線を設置する。
⑥送電線のルートを変更し，お互いの離隔距離を大きくする。
⑦中性点抵抗接地方式の抵抗値を大きくする。
⑧中性点接地方式に消弧リアクトル接地方式を採用する。

出展：令和2年度第2種電気主任技術者二次試験標準解答