————————————電気材料——————————————————
1
(1)電線に用いられる銅は、
　　・電気分解によって 精錬した 電気銅である。
　　・純度は 99.96％である
　　・この銅
銅を常温で加工したものは 硬銅である
　用途→ 整流子片、 開閉器、送電線路

(2)硬銅を400～600℃で焼きなましたものを 軟銅という。
　　・電気機器の 巻線や、普通の 電線・ コードなどに使われている。

(3)電気用アルミニウムは、軟銅に比べて 61％の誘電率しかない。
　　・密度は銅の 1/3
　　・電気抵抗が等しい場合アルミニウムの重量は銅の約 半分となる
　　・細いアルミニウム電線を 多数束ね、 断面を太くすると、
　　　 表皮効果からの点でも有利に。
　　　　用途→超高圧や特別高圧の 送電線路

　　　※ 表皮効果
　　　　・ 直流の時は導体断面に 均等に流れる
　　　　・ 交流の時は導体内部には流れにくい

(4)電気機器に用いられる絶縁電線は、
　　・ 巻線または マグネットワイヤと呼ばれる。
　　・材質は、 軟銅線が多い。
　　・断面形状が細いものは 丸線
　　・太いものは 平角線

　　※巻線の種類
　　・ エナメル線：
　　　軟銅線の表面に 絶縁性の塗料を焼き付けたもの

　　・ ホルマール線：
　　　 合成樹脂の被膜を施したもの

　　・ ボリエステル線および ポリエステルイミド線：
　　　 耐熱性の合成樹脂の被膜を施したもの

　　・ ガラス巻線：
　　　軟銅線の表面に ガラスを細い繊維状にした糸を 一・ 二重に
　　　横巻にし、 耐熱性の 絶縁塗料を塗って焼き付けたもの

　　・ 紙巻線：
　　　軟銅線の表面に クラフト紙、 マニラ紙を数層以上巻いたもの
　　　→導体としては 平角線が多い


(5)金属が一般に温度が低下すると、
　　・ 電気抵抗は減少するが、0Ωにはならない
　　・ 絶対温度が 100k以下の低温まで下げると、 臨界温度で、
　　　 電気抵抗が 急激に減少していく。
　　・この現象を 超電導という
　　・この材料を電線として利用すると 大電流が流がせる
　　　　利用例→超電導 ケーブル、 磁石、 発電機、 リニアモーターカー

2
(1)純鉄は 透磁率が大きく 飽和密度も大きい、
→機械的に強くない
そこで、微量の 炭素を含有させることで機械的に強くなる。
用途→ 直流機の 磁極の 軟銅など
　　　　また、直流機の 継鉄などには 鋳鋼が利用されている

(2)電磁鋼板は、
鉄に けい素を入れて 透磁率を大きくし、 鉄損を少なくするために、
薄盤上にして、その両面に 積層を施してある
　　
　　※補足
　　
　　・ 渦電流損を少なくするために
　　　→薄板上にし、両面に 絶縁を施している
　　　→ ケイ素を含有させる

　　・ ヒステリシス損を少なくするために、
　　　→圧延方法を工夫して内部の ひずみを少なくする
　　　
　　・ケイ素の含有量は基本的に ４．５％以下
　　　・回転機： １～ ３．５％
　　　・変圧器： ４～ ４．５％
　　　


(3)電磁鋼板には、 無方向性電磁鋼帯と 方向性がある。

・ 無方向性電磁鋼帯
　→ 冷間圧延によって作られる
　　　　・ 鉄結晶粒子が任意に
　・ケイ素の含有量は 1〜 3.5％
　・ 回転機に用いられている

・ 方向性電磁鋼板
　→ 製造方法はおなじ
　・磁化しやすい結晶粒子が圧延方向の 向きに
　・ケイ素の含有量は、 4〜 4.5％程度
　・ 変圧器の鉄心に用いられている。


————————————絶縁材料——————————————————

1
(1)運転中の機器は導体に流れる電流による、
ジュール熱、絶縁材料中の 誘電損、 漏れ電流・鉄心中の 鉄損による発熱
などによって温度が上昇する
→ そこで 絶縁材料には、その種類に応じて 最高の 使用温度が定められている。
　　　
　　※電気機器を長く使用すると、
　　　・絶縁材料が劣化し 絶縁耐力や 絶縁抵抗が減少する
　　　・なかでも、機器の 温度上昇による影響が大きい

(2)
温度上昇限度 ＜＝ 最高使用温度- 40℃


(3)



　1 90
　2 105
　3 120
　4 130
　5 155
　6 180
　7 200
　8 220
　9 250

　　※教科書より補足

　　　｜ 耐熱クラス：
　　　・絶縁材料の最高使用温度によって分類されたもの
　　　　→絶縁材料の種類は、 気体、 液体、 固体に分けられる
　　　　
　　　・範囲は 90( Y)から 220( R)および 250で分類される
　　　・形態としては、 気体、 液体、 固体
　　　　
　　　例）
　　　　回転機についてみると、

　　　　・直流機
　　　　　　・ 130( B)
　　　　　　・ 155 ( F)

　　　　・誘導機
　　　　　　・ 120 ( E)
　　　　　　・ 130 ( B)
　　　　　　・ 155 ( F)

　　　　・同期機
　　　　　　・ 130 ( B)
　　　　　　・ 155 ( F)
　
　　　・変圧器では、 巻線の 絶縁と冷却を兼ねて、おもに 絶縁油入りであるから
　　　　　→耐熱クラス 105( A), 180( H)などの絶縁材料
　　　・油（鉱油）による火災の拡大を極度にきらう場所では、
　　　 耐熱クラス 200( N)などの 乾式絶縁材料が用いられる
・乾式の耐熱クラス 105( A)の絶縁は、電圧の低いごく小容量の 電子機器用変圧器などに用いられる。

　　※絶縁材料（今回のテストでは出ない）
　　　
　　　｜気体絶縁材料
　　　　・放電を開始する電圧以下では絶縁抵抗は 高い
　　　　・絶縁破壊が起きても容易に 自己回復する
　　　　　材料→空気、窒素、水素、六フッ化硫黄

　　　　　・六フッ化硫黄の特性
　　　　　　・ 不燃性の気体（そりゃそうだ）
　　　　　　・ 0．２mpaにすると、鉱油と同じ絶縁耐力を持つ
　　　　　　・ アーク消弧能力にすぐれている
　　　　　　・ 遮断機、 乾式変圧器などに用いられている
　
　　　｜液体絶縁材料
　　　　・変圧器、コンデンサ、遮断機といった電気機器の 絶縁と 冷却をする
　　　　・絶縁油としては鉱油や合成絶縁油である アルキルペンゼン
　　　　・難燃性の シリコーン油が用いられる

　　　｜固体絶縁材料
　　　　・ 有機質高分子材料
　　　　　→ 熱可塑、 熱硬化材料と 繊維質材料
　　　　・ 無機質高分子材料
　　　　　→ マイカ、 セラミックス、ガラス繊維



————————————変圧器——————————————————

1　
(1)各番号の名称怒涛を書け

　① ブッシング
　② 二次巻線
　③ 一次巻線
　④ 鉄心
　⑤ タップ版

　　※教科書より補足


　　1 ブッシング
　　2 高圧端子
　　3 口出線
　　4 一次巻線（高圧）
　　5 二次巻線（低圧）
　　6 絶縁油
　　7 タップ板
　　8 口出線
　　9 ブッシング
　　10 低圧端子
　　11 一次巻線（高圧）
　　12 二次巻線（低圧）
　　13 鉄心

(2)
　1)変圧器は鉄心に コイル巻線を巻いており、
　　・電源につなぐ巻線を 一次巻線
　　・負荷につなぐ巻線を 二次巻線
　　
　　　※補足
　　　　・巻線の比によって 電圧を変更できる
　
　2)一般的に電力用の変圧器は鉄線と巻線で構成されている。
　　・この本体を容器に収め、 絶縁油に浸している
　　　役割→変圧器本体を 絶縁、 冷却をするため
　　　
　　・油入式：
　　　絶縁油で、 絶縁、 冷却を行う方式

　　・乾式：
　　　空気の 自然対流で放熱する方式
　
　3)鉄心に巻線を巻く場合、二つの巻き方がある
　　・ 内鉄形：鉄心が内側にあり、巻線をその二つの脚部に巻いたもの
　　・ 外鉄形：巻線が内側にあって、鉄心がこれを取り巻いた形のもの

2
　1)変圧器の鉄心には、 飽和磁束密度と 透磁率が大きく、
　　・ 鉄損の少ない電磁鋼板が用いられている
　　・ 渦電流損を減少させるに けい素を 4.5%含有させている
　　・電磁鋼板一枚ごとに 絶縁被膜が施されている
　　・変圧器の鉄心は一枚一枚 電磁鋼板を積み重ねて、 積層鉄心にしている
　　　　→そのため、鉄心の 過電流の発生が抑えられる
　　　　　→変圧器の 温度上昇を抑えられる
　
　2)鉄心の形状には、
　　・ 短冊鉄心
　　・ 打ち抜き鉄心
　　・ 巻鉄心　　　　　
　　　　　　　　　　　などがある

　3)巻鉄心は、 短冊鉄心と比べて、
　　・ 励磁電流や 損失が少ない
　　・鉄心を 軽くできる