地絡電流(過去問にチャレンジ)

図に示すような,相電圧$\dot{E}_R$[V],$\dot{E}_S$[V],$\dot{E}_T$[V],角周波数ω[rad/s]の対称三相3 線式高圧電路があり,変圧器の中性点は非接地方式とする。電路の一相当たりの対地静電容量C[F]とする。
この電路のR 相のみが絶縁抵抗値$R_G$[Ω]に低下した。このとき,次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし,上記以外のインピーダンスは無視するものとする。

(a) 次の文章は,絶縁抵抗$R_G$[Ω]を流れる電流$\dot{I}_G$[A]を求める記述である。

$R_G$を取り除いた場合
a-b 間の電圧$\dot{V}_{ab}$=(ア)
a-b 間より見たインピーダンス$\dot{Z}_{ab}$は,変圧器の内部インピーダンスを無視すれば,$\dot{Z}_{ab}$=(イ)となる。

ゆえに,$R_G$を接続したとき,$R_G$に流れる電流$\dot{I}_G$は,次式となる。
$\dot{I}_G=\frac{\dot{V}_{ab}}{\dot{Z}_{ab}+R_G}$=(ウ)

上記の記述中の空白箇所(ア)~(ウ)に当てはまる組合せとして,正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

 
(1)$\dot{E}_R$$\frac{1}{j3ωC}$$\frac{j3ωC\dot{E}_R}{1+j3ωCR_G}$
(2)$\sqrt{3}\dot{E}_R$$-j3ωC$$\frac{-j3ωC\dot{E}_R}{1-j3ωCR_G}$
(3)$\dot{E}_R$$\frac{3}{jωC}$$\frac{jωC\dot{E}_R}{3+jωCR_G}$
(4)$\sqrt{3}\dot{E}_R$$\frac{1}{j3ωC}$$\frac{\dot{E}_R}{1-j3ωCR_G}$
(5)$\dot{E}_R$$j3ωC$$\frac{\dot{E}_R}{1+j3ωCR_G}$

(b) 次の文章は,変圧器の中性点O 点に現れる電圧$\dot{V}_O$[V]を求める記述である。

$\dot{V}_O$=(エ)+$R_G\dot{I}_G$

ゆえに$\dot{V}_O$=(オ)

上記の記述中の空白箇所(エ)及び(オ)に当てはまる組合せとして,正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

 
(1)$-\dot{E}_R$$\frac{-\dot{E}_R}{1+j3ωCR_G}$
(2)$\dot{E}_R$$\frac{\dot{E}_R}{1-j3ωCR_G}$
(3)$-\dot{E}_R$$\frac{-\dot{E}_R}{1-j3ωCR_G}$
(4)$\dot{E}_R$$\frac{\dot{E}_R}{1+j3ωCR_G}$
(5)$\dot{E}_R$$\frac{-\dot{E}_R}{1-j3ωCR_G}$

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