絶縁耐力試験の試験電圧の計算及び範囲

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高圧受電設備
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絶縁耐力試験とは?

どうもじんでんです。今回は高圧受電設備設備の新設時の竣工検査で実施する、絶縁耐力試験についてお話しします。絶縁耐力試験絶縁耐圧試験絶縁耐電圧試験とも言ったりします。今回の絶縁耐力試験とは、主に現地にて実施する試験のことを指しています。



絶縁耐力試験は電気技術基準にて実施が定められています。具体的には「電気設備技術基準の解釈」の13条〜16条に記載されており、それらに適合するように試験しなければいけません。条文に事細かに書かれていますが、高圧受電設備に必要な項目のみ抜粋して説明していきます。

※今回の内容は「電気設備技術基準の解釈」の平成28年5月25日付けで改正されたものに基づき説明しています。記事作成日において最新版です。改正があれば順次、内容の確認及び修正をしますが追いつかない場合もあります。参考にされる場合はいつの改正分かを確認下さい。

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絶縁耐力試験の範囲

絶縁耐力試験とは、「電気設備技術基準の解釈」に適合する絶縁性能を有しているかを確かめる試験のことを言います。

低圧回路については絶縁抵抗測定にて、絶縁性能の適合を確認できます。しかし高圧回路については絶縁抵抗測定ではなく、規定の試験電圧を10分間印加して耐える事で絶縁性能が適合していると認められます。

高圧機器の殆どがこの試験に該当し、新設時には現地にて試験が必要になってきます。しかし一部の機器は除外の規定があり、誤って試験を実施すると最悪の場合は機器を損傷させてしまうので注意しましょう。

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現地で試験が不要な機器

現地での試験が除外できる機器は「接地型計器用変圧器(EVT)」、「避雷器(LA)」です。細かく言えば他にもありますが、今回の高圧受電設備の絶縁耐力試験に関係するものだけ抜粋しています。

これら2つの機器は「日本工業規格(JIS)」もしくは「電気学会電気規格調査会標準規格(JEC)」に適合している機器であれば、現地での試験が不要です。避雷器についてはメーカーや機種により、現地の絶縁耐力試験をしても良いとされているものと、試験をしてはいけないものなど様々あります。

先ほどの規格への適合が確認できれば、現地の試験時には回路より切り離して電圧が印加されないようにするのが安全でしょう。

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試験電圧の計算

これより試験電圧について書いていきます。まず前提として今回お話しする高圧受電設備とは6600Vで受電し、100V及び200Vへ変電する設備の事を指しています。

計算にあたり重要な言葉があり、それらの意味を説明します。

  1. 使用電圧(公称電圧)…電路を代表する線間電圧。これは6600Vを指しています。
  2. 最大使用電圧…使用電圧に規定された係数を乗じたもの。6600Vでは係数は「1.15/1.1」となっています。つまり最大使用電圧=使用電圧×1.15/1.1と言うことです。

さて規定では「最大使用電圧が7000V以下の交流電路については、最大使用電圧の1.5倍の交流電圧」となっています。言葉ばかりで分かりにくいので計算式にしてみます。

  • 最大使用電圧 = 使用電圧×1.15/1.1 = 6600V×1.15/1.1 = 6900V
  • 試験電圧 = 最大使用電圧×1.5 = 6900V×1.5 = 10350V

このようにして試験電圧=10350Vとなるのです。

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高圧ケーブルだけ直流電圧で試験可能!

試験電圧でもう一つ大事なことがあります。交流回路の機器の中で高圧ケーブルだけが、直流電圧での試験でも良いと規定されています。それは高圧ケーブルは多くの静電容量と言うものがあり、サイズ及び長さに比例して増加します。そうすると交流電圧では試験器の容量不足になり、試験ができません。その為の救済処置と言えるでしょう。詳しくはこちらの記事をご覧ください。

直流電圧で試験する場合は、

  • 直流電圧での試験電圧 = 交流電圧での試験電圧×2 = 10350V×2 = 20700V

となり直流電圧での試験電圧=20700Vとなります。

直流電圧で試験する場合は高圧ケーブルにのみ電圧が印加されるように、回路より切り離した状態で試験しましょう。

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試験の時間

試験の時間については交流、直流に関わらず同じで「連続して10分間」となっています。ここで大事なのは「連続して」という部分です。万が一に試験途中に試験器の電源が切れたなどがあると、また最初からのやり直しになります。残った時間だけを再度、試験するというのはダメです。



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まとめ

  • 交流回路の試験電圧は10350V。
  • 高圧ケーブルは直流電圧で試験可能。
  • その場合の試験電圧は20700V。
  • 試験時間は連続して10分間。
  • 接地型計器用変圧器や避雷器などは現地試験が不要。

今回は高圧受電設備の絶縁耐力試験の試験電圧の計算について記事にしました。今回は基本的な高圧受電設備に関わる部分のみ抜粋しています。最近は太陽光発電所の普及により、それらの絶縁耐力試験を実施することも増えてきたと思います。これらについては試験電圧が変わってくる部分がありますので、また今度記事にしたいと思います。

この記事が皆さまのお役に立てれば幸いです。

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