法規
電験三種 令和7年度下期 法規 問13(a)
問題・正答・学習用解説
問題
図のように高圧架空電線と低圧架空電線を併架する A 種鉄筋コンクリート柱がある。この電線路の引留箇所において下記の条件で支線を設けるものとする。(ア) 高低圧電線間の離隔距離を 2 m とし，高圧電線の取り付け高さを 10 m，低圧電線と支線の取り付け高さをそれぞれ 8 m とする。(イ) 高圧電線の水平張力は 9 kN，低圧電線の水平張力は 4 kN とし，これらの全荷重を支線で支えるものとする。このとき，次の(a)及び(b)に答えよ。(a) 支線に生じる引張荷重[kN]の値として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。(図：支線の水平距離6 m，支線長10 m，取付高さ8 m，高圧電線9 kN(高さ10 m)，低圧電線4 kN(高さ8 m))
選択肢
正答と解説
正答：（4）
正答の考え方
正解は(4)の25.4です。電柱の根元（基部）まわりのモーメントのつり合いで支線張力を求めます。電線張力による倒れモーメントは、高圧電線9kN×取付高さ10m＋低圧電線4kN×取付高さ［kN·m］。支線は高さ8mに取り付けられ、図より水平距離6m・支線長10mなので、支線張力Tの水平分力は T×(水平距離支線長)＝。この水平分力が高さ8mで戻しモーメントを生むので、つり合い式は 。よって 、 ［kN］。したがって支線に生じる引張荷重は(4)の25.4kNです。
各選択肢の解説
選択肢1
13.0kNは電線の水平張力の単純和（をそのまま支線張力とした誤りです。取付高さの違いによるモーメントや支線の傾き（水平分力）を考慮していません。
選択肢2
15.3kNは支線の水平分力（必要な水平分力15.25kN）をそのまま支線張力Tとしてしまった値です。支線が傾いているため、実際のTは水平分力を(支線長水平距離)倍した値になります。
選択肢3
19.1kNは取付高さや支線角度の取り扱いを誤った場合の値で、モーメントのつり合い式の代入に誤りがあります。正しくはからT≒25.4kNです。
選択肢5
38.1kNは支線張力25.4kNに安全率1.5を掛けた所要強度（＝(b)で使う値）であり、設問が問う『支線に実際に生じる引張荷重』そのものではありません。問題の区別に注意が必要です。
周辺知識
支線（支柱）は、引留柱や角度柱で電線張力により電柱が倒れるのを防ぐために設けます。設計の基本は、電線張力による倒れモーメント（張力×取付高さの和）を、支線張力の水平分力による戻しモーメント（水平分力×支線取付高さ）でつり合わせることです。支線と鉛直方向のなす角をθとすると、支線張力Tの水平分力は水平距離支線こう長)で表され、支線が地面に対して寝ている（地面との角度が小さい＝水平距離が大きい）ほど水平分力の割合は増えますが、必要なTそのものは支線取付高さや張力配置で決まります。逆に支線が立っている（垂直に近い）ほど同じ水平分力を得るのに大きなTが必要です。複数の電線が異なる高さに取り付く場合は、各電線について『張力×取付高さ』を合計して倒れモーメントを求めます。本問のように高圧（高い位置）と低圧（低い位置）が併架される場合、高い位置の張力ほどモーメントへの寄与が大きい点に注意します。実際の設計では、ここで求めた支線張力に安全率（解釈第61条では原則2.5以上、第62条及び第70条第3項による支線は1.5以上）を掛けた所要強度を満たすよう、(b)のように素線本数・直径を選定します。