地中送電の特性｜ケーブルの種類・充電電流・許容電流を完全図解

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電験三種・電力科目では、送電分野の中で「地中送電」が毎年のように正誤問題で出題されます。とはいえ、出題パターンは「架空送電との比較」と「ケーブルの種類」の2つに絞られます。

この記事では、まず地中送電の全体像を掴んでから、ケーブルの種類を図解で整理し、最後に試験で狙われるポイントをまとめます。

地中送電とは？｜架空送電との違いを一発整理

地中送電＝地面の下にケーブルを敷設して電力を送る方式

地中送電は、鉄塔や電柱を使わず、地面の下にケーブルを埋設して電力を送る方式です。都市部では鉄塔を建てるスペースがなく、景観上の理由もあるため、地中送電が採用されます。東京都心部の送電はほぼすべて地中ケーブルです。

架空送電（鉄塔＋電線で空中を送る方式）との違いを理解することが、試験対策の第一歩です。

比較項目	架空送電	地中送電
送電線路	鉄塔＋裸電線（空中）	地中ケーブル（地下に埋設）
建設費	安い ◎	高い（架空の10～20倍）
送電容量	大きい ◎	小さい（放熱が困難）
静電容量 C	小さい ◎	非常に大きい（架空線の約20～40倍）
充電電流	小さい ◎	大きい（Cが大きいため）
インダクタンス L	大きい	小さい（導体間距離が近い）
事故頻度	多い（雷・風・雪）	少ない ◎ （自然災害に強い）
事故復旧	早い ◎ （目視で発見しやすい）	遅い（掘削が必要で長時間）
フェランチ効果	長距離で発生	短い距離でも発生（Cが大きいため）
主な用途	郊外・山間部の長距離送電	都市部の短距離送電

なぜ地中ケーブルは静電容量が大きいのか？

ケーブルの構造そのものが「巨大なコンデンサ」

地中ケーブルは、中心の導体を絶縁体で包み、その外側に金属シース（遮蔽層）が巻かれた構造をしています。これはまさに円筒形のコンデンサそのものです。

架空送電の場合、導体と大地の間の「絶縁体」は空気であり、しかも距離が数十メートルもあります。一方、地中ケーブルでは絶縁体が薄い（数mm～数十mm）ため、コンデンサの公式 C = ε × S / d で考えると、dが小さく、εが大きいので、静電容量Cが桁違いに大きくなるのです。

充電電流と送電容量の制約｜地中送電が長距離に向かない理由

充電電流＝負荷がなくても流れてしまう「無駄な電流」

地中ケーブルの静電容量Cに交流電圧がかかると、負荷が繋がっていなくても充電電流 Icが流れます。この充電電流は進み電流であり、無効電力を消費するだけで実際の電力輸送には寄与しません。

充電電流が送電容量を食いつぶすメカニズム

ケーブルに流せる電流には上限（許容電流）があります。充電電流はこの「枠」を消費してしまいます。

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充電電流が大きいことは高圧ケーブルの絶縁耐力試験にも効いてきて、ケーブルが長いほど試験装置に大きな容量が要り、補償リアクトルで容量を小さくする計算まで、次の記事で解説しています。

許容電流と放熱の問題｜地中ケーブルは「暑がり」

ケーブルの許容電流は「放熱能力」で決まる

電流が流れると導体でジュール熱（I²R）が発生します。架空送電線は空気中にむき出しなので風で冷やされますが、地中ケーブルは土の中に埋まっているので放熱が困難です。

絶縁体の温度が許容温度（CVケーブルで90℃）を超えると絶縁が劣化するため、「絶縁体の温度が許容値を超えない範囲で流せる最大電流」が許容電流です。

許容電流を上げるための対策

対策	内容
導体サイズの大型化	導体断面積を大きくして抵抗Rを下げ、発熱量（I²R）を抑える
強制冷却	ケーブル管路内に冷却水を循環させて放熱を助ける
管路の配置改善	ケーブル同士の間隔を広くして相互加熱を抑える
低損失ケーブルの採用	絶縁体の誘電損失が小さいCVケーブルを使って発熱を減らす

地中ケーブルの種類｜OFケーブルとCVケーブル

電験三種で問われる地中ケーブルは、主にOFケーブルとCVケーブルの2種類です。それぞれの構造と特徴を整理します。

OFケーブル（Oil Filled Cable）｜油で絶縁する高信頼ケーブル

OFケーブルは、導体の中心に油通路を設け、絶縁油を常時加圧して流し続ける構造です。絶縁体は油浸紙（絶縁紙に油を含ませたもの）で、高い電圧での信頼性が非常に高いケーブルです。

CVケーブル（架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル）｜現在の主流

CVケーブルは、絶縁体に架橋ポリエチレン（XLPE）を使用したケーブルです。「CV」は「Cross-linked polyethylene insulated Vinyl sheath」の略です。現在の地中送電では最も広く使われているケーブルです。

OFケーブル vs CVケーブル｜完全比較表

比較項目	OFケーブル	CVケーブル
絶縁体	油浸紙（絶縁紙＋油）	架橋ポリエチレン（XLPE）
絶縁油	必要（加圧給油）	不要 ◎
許容温度	80～85℃	90℃ ◎
誘電損失 (tanδ)	やや大きい	小さい ◎
保守	油漏れ管理が必要	保守容易 ◎
施工性	重い・硬い。接続部の油処理が必要	軽量・可とう性◎。長尺製造可能
環境性	油漏れのリスク	油漏れリスクなし ◎
現在の主流	新設はほぼなし（既設の運用のみ）	現在の主流

ケーブルの布設方式｜管路式・直接埋設式・暗きょ式

地中ケーブルを地面に敷設する方法も試験で問われます。大きく3つの方式があります。

比較項目	管路式	直接埋設式	暗きょ式
建設費	中	安い ◎	高い
保守・増設	容易	困難	最も容易 ◎
放熱性	やや劣る	良い ◎	良い ◎
日本での採用	最も一般的	郊外の一部	都心部の超高圧

電験三種で狙われる正誤問題パターン6選

パターン①：送電容量の比較（超頻出）

パターン②：静電容量の大小

パターン③：ケーブルの種類の入れ替え

パターン④：OFケーブルの油の役割

パターン⑤：事故頻度と復旧

パターン⑥：布設方式

まとめ｜この記事の要点を30秒で振り返る

地中送電の問題は、「静電容量が大きいから○○になる」という因果関係を理解しているかどうかで決まります。Cが大きい → 充電電流大 → 送電容量小 → フェランチ効果起きやすい。この1本の論理の糸さえ持っていれば、どんな正誤問題にも対応できます。

地中送電の最大の特徴	静電容量Cが架空線の20～40倍 → ここからすべてが派生
充電電流が大きい結果	送電容量を圧迫 / フェランチ効果が起きやすい / 長距離送電に不向き
許容電流の制約	地中は放熱困難 → 架空線より許容電流が小さい → 送電容量が小さい
OFケーブル	油浸紙絶縁＋加圧給油。油で空隙を埋めて部分放電防止
CVケーブル	架橋ポリエチレン（XLPE）絶縁。油不要で保守容易。現在の主流
布設方式	管路式（最も一般的）/ 直接埋設式（安い）/ 暗きょ式（保守最良）