第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和8年度(2026年)上期
問40 (電力 問16(b))
問題文
架空電線路の径間、電線の長さ及びたるみに関して、次の問に答えよ。
電線の単位長当たりの重量を10N/m、実長を50.01mとする。この電線を径間50.00mで設置したときの電線の水平引張強さ[kN]として、最も近いものを次のうちから一つ選べ。
電線の単位長当たりの重量を10N/m、実長を50.01mとする。この電線を径間50.00mで設置したときの電線の水平引張強さ[kN]として、最も近いものを次のうちから一つ選べ。
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問題
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第三種電気主任技術者(電験三種)試験 令和8年度(2026年)上期 問40(電力 問16(b)) (訂正依頼・報告はこちら)
架空電線路の径間、電線の長さ及びたるみに関して、次の問に答えよ。
電線の単位長当たりの重量を10N/m、実長を50.01mとする。この電線を径間50.00mで設置したときの電線の水平引張強さ[kN]として、最も近いものを次のうちから一つ選べ。
電線の単位長当たりの重量を10N/m、実長を50.01mとする。この電線を径間50.00mで設置したときの電線の水平引張強さ[kN]として、最も近いものを次のうちから一つ選べ。
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- 2.77
- 7.22
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この過去問の解説 (1件)
01
正しい選択肢は「7.22」です。
この問題は、架空電線の径間、電線の長さ、重量から、電線にかかる水平引張力を求める計算問題です。
架空電線は、電柱や鉄塔の間に張られていますが、自分自身の重さによって中央付近が下がります。この下がった部分をたるみといいます。
電線の水平引張力を求めるには、まず電線の長さと径間からたるみを計算し、その値を使って水平引張力を求めます。
計算手順
<電線のたるみを求める>
電線の長さLと径間S、たるみDの関係は、次の式で表されます。
L=S+8D²/3S
ここで、
・L:電線の長さ=50.01m
・S:径間=50.00m
・D:たるみ[m]
です。
公式に数値を代入すると、
50.01=50+8D²/(3×50)
となります。
両辺から50を引くと、
0.01=8D²/150
となります。
これをD²について整理すると、
D²=0.01×150÷8
=0.1875
となります。
両辺の平方根を求めると、
D=√0.1875
≒0.433m
したがって、電線のたるみは約0.433mです。
<電線の水平引張力を求める>
架空電線の水平引張力Tは、次の式で求められます。
T=wS²/8D
ここで、
・T:水平引張力[N]
・w:電線の単位長当たりの重量=10N/m
・S:径間=50m
・D:たるみ=0.433m
です。
公式に数値を代入すると、
T=10×50²/(8×0.433)
=10×2500/3.464
=25000/3.464
≒7217N
となります。
<単位をkNに変換する>
1kN=1000Nなので、
T=7217÷1000
≒7.217kN
となります。
したがって、最も近い値は7.22kNです。
正しい選択肢です。
電線の長さと径間から、たるみを求めると、
D=√0.1875≒0.433m
となります。
これを水平引張力の公式に代入すると、
T=10×50²/(8×0.433)
≒7217N
≒7.22kN
となります。
架空電線の水平引張力を求めるには、電線のたるみを求めてから、水平引張力の公式に代入することが重要です。
特に、次の2つの公式を覚えておきましょう。
・電線の長さの公式:L=S+8D²/3S
・水平引張力の公式:T=wS²/8D
今回の計算では、
・電線の長さ:50.01m
・径間:50.00m
・電線の単位長当たりの重量:10N/m
・たるみ:約0.433m
・水平引張力:約7.22kN
となります。
また、水平引張力の公式から、たるみが小さいほど水平引張力が大きくなることが分かります。
つまり、電線を強く張ってたるみを小さくすると、電線や電柱などにかかる力が大きくなります。
なお、今回使用した公式は、電線のたるみが径間に比べて十分小さい場合に使用できる近似式です。
「電線の長さからたるみを求める→たるみから水平引張力を求める」という計算手順を覚えておきましょう。
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