第三種電気主任技術者・2021年度・電力

2021年度 電力 問16(a)

支持点の高さが同じで径間距離 150mの架空電線路がある。電線の質量による荷重が 20 N/m, 線膨張係数は1℃につき0.000018である。電線の導体温度が -10℃のとき、たるみは3.5mであった。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、張力による電線の伸縮はないものとし、その他の条件は無視するものとする。

電線の導体温度が35℃のとき、電線の支持点間の実長の値 [m] として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

出典:第三種電気主任技術者 2021年度 電力 問16(a)

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正答:(4)

要点

正解は(4)。たるみを含む電線長の近似式 L=S+8D^2/(3S) で-10℃時の長さを求め、線膨張で35℃時の長さを計算します。結果は約150.34mです。

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正解は(4)です。
径間 S=150 mS = 150 \text{ m}、たるみ D1=3.5 mD_1 = 3.5 \text{ m}。
電線の実長 L1L_1(-10℃)は、近似式 L=S+8D23SL = S + \dfrac{8D^2}{3S} より
L1=150+8×3.523×150=150+98450≈150.2178 m L_1 = 150 + \dfrac{8 \times 3.5^2}{3 \times 150} = 150 + \dfrac{98}{450} \approx 150.2178 \text{ m}
温度変化 ΔT=35−(−10)=45 K\Delta T = 35 - (-10) = 45 \text{ K}。
線膨張係数 α=1.8×10−5\alpha = 1.8 \times 10^{-5}。
35℃での実長 L2L_2 は、
L2=L1(1+αΔT)=150.2178×(1+1.8×10−5×45) L_2 = L_1 (1 + \alpha \Delta T) = 150.2178 \times (1 + 1.8 \times 10^{-5} \times 45)
L2=150.2178×(1+0.00081)≈150.339 m L_2 = 150.2178 \times (1 + 0.00081) \approx 150.339 \text{ m}
よって、最も近いのは 150.34 です。
以上より、選択肢(4)が正解です。

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