- 「OFケーブル」「CVケーブル」「POFケーブル」が出てきてアルファベットの暗号に見える
- 「地中送電は架空送電より静電容量が大きい」と書いてあるけど、だから何が問題なのかピンとこない
- 正誤問題で「地中送電は架空送電に比べて送電容量が大きい」と出されて、○か✕か迷った
- 地中送電と架空送電の違いを「5つの比較軸」で完全整理
- OFケーブル・CVケーブル・POFケーブルの構造と特徴の違い
- 充電電流・許容電流・フェランチ効果など、地中送電特有の問題点
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。
目次
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 |
地中送電の特性のほとんどは「静電容量Cが架空送電の20～40倍も大きい」という1つの事実から論理的に導けます。Cが大きい → 充電電流が大きい → フェランチ効果が起きやすい → 送電距離が長くできない。この因果関係を理解しておけば、個別に丸暗記する必要はありません。
ポチップ
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。
① 導体と遮蔽層（アース）の距離 d が極めて短い（数mm～数十mm）
② 絶縁体の誘電率 ε が空気より大きい（油浸紙やCVの場合、空気の2～3倍）
→ 結果として C = ε × S / d が架空線の20～40倍になる
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。
Ic = ωCV = 2πfCV
f：周波数 [Hz]、C：静電容量 [F/km]、V：電圧 [V]
Cが大きいほど、ケーブルが長い（C合計が大きい）ほど、充電電流は大きくなる
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。
ケーブルが長くなるほど充電電流が増え、負荷電流に使える容量が減っていきます。ある距離を超えると、充電電流だけで許容電流に達してしまい、負荷電流をまったく流せなくなります。これが地中送電が長距離に向かない最大の理由です。
【電験三種・電力】フェランチ効果と調相設備｜進相コンデンサ・分路リアクトルの役割を完全図解 →
充電電流が大きいということは、フェランチ効果も起きやすいということ。ケーブル系統でのフェランチ効果はこちら。
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。
架空送電線
空気中にむき出し
→ 風で冷却される
→ 放熱しやすい
→ 大きな電流を流せる
地中ケーブル
土の中に埋設
→ 熱がこもる
→ 放熱しにくい
→ 許容電流が小さい
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。
なぜ油を加圧するのか？→ 絶縁紙の内部にわずかな空隙（ボイド）があると、部分放電（コロナ）が発生して絶縁劣化の原因になります。油を加圧して流し続けることで、空隙を油で埋めて部分放電を防止しています。
POFケーブル（Pipe type OF Cable）は、3本のケーブル心を1つの鋼管内に収納し、管内に絶縁油を充填した方式です。275kV以上の超高圧に使われます。
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。
① 油が不要：油の補給・管理が不要。給油設備やタンクが不要で保守が容易
② 軽量・可とう性が高い：施工が容易。長尺製造が可能
③ 許容温度が高い：XLPE＝90℃（OFの油浸紙＝80～85℃）で許容電流が大きい
④ 誘電損失が小さい：tanδ（誘電正接）が低く、高電圧でも発熱が少ない
⑤ 環境にやさしい：油漏れのリスクがない
ポチップ
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 ★★★ |
① 「OFケーブルは絶縁油を加圧して空隙を防ぐ」→ ○
② 「CVケーブルの絶縁体は架橋ポリエチレンである」→ ○
③ 「CVケーブルは油浸紙で絶縁している」→ ✕（油浸紙はOFケーブル）
④ 「CVケーブルはOFケーブルに比べて保守が容易である」→ ○
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。
管路式
あらかじめ地中に管路（コンクリート管や鋼管）を埋設し、その中にケーブルを引き入れる方式。日本で最も一般的。ケーブルの引き替えが容易。
直接埋設式
ケーブルを地面に直接埋設する方式。建設費が最も安いが、掘り返さないとケーブルに触れない。放熱は管路式より良い。
暗きょ式（洞道式）
人が入れる大きさのトンネル（洞道）を造り、その中にケーブルを敷設する方式。建設費は最も高いが、保守・増設が最も容易。多回線の都市部で採用。
| 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）
問題文：「地中送電は架空送電に比べて送電容量が大きい」
→ ✕：地中送電は放熱が困難で充電電流も大きいため、送電容量は架空送電より小さい。
パターン②：静電容量の大小
問題文：「地中ケーブルは架空送電線に比べて静電容量が大きく、充電電流が大きい」
→ ○：ケーブルの構造（導体と遮蔽層が近い＋誘電率が高い絶縁体）から静電容量は架空線の20～40倍。
パターン③：ケーブルの種類の入れ替え
問題文：「CVケーブルは、絶縁体に油浸紙を使用したケーブルである」
→ ✕：油浸紙を使うのはOFケーブル。CVケーブルの絶縁体は架橋ポリエチレン（XLPE）。
パターン④：OFケーブルの油の役割
問題文：「OFケーブルは、絶縁油を加圧して絶縁体内の空隙を埋め、部分放電を防止する」
→ ○：OFケーブルの最大の特徴。油の加圧によるボイド（空隙）抑制。
パターン⑤：事故頻度と復旧
問題文：「地中送電は架空送電に比べて事故頻度が低いが、事故時の復旧も早い」
→ ✕：事故頻度は低いが、事故時は掘削が必要で復旧には長時間を要する。「事故が少ないが、起きたら大変」が地中送電の特徴。
パターン⑥：布設方式
問題文：「直接埋設式は保守・増設が最も容易で、都市部の超高圧送電に多用される」
→ ✕：保守・増設が最も容易なのは暗きょ式（洞道式）。直接埋設式は建設費が安いが保守は困難。
STEP 1：架空 vs 地中の比較 → 地中は「C大きい・放熱困難・送電容量小さい・事故少ないが復旧遅い」
STEP 2：ケーブルの種類 → OF＝油浸紙＋油加圧、CV＝架橋ポリエチレン＝主流
STEP 3：布設方式 → 管路式＝最も一般的、暗きょ式＝保守最良、直接埋設＝安いが保守困難
まとめ｜この記事の要点を30秒で振り返る
| 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） |
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。
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