現場における絶縁耐力試験時の注意点まとめ

絶縁耐力試験（＝耐電圧試験）は、電気機器や電線などの絶縁部分が
予期せぬ異常電圧（雷サージや開閉サージなど）に耐えられるかどうかを
直接確認するための非常に重要な試験。

絶縁耐力試験の目的

電気設備が通常の使用状態だけでなく、事故や異常時にも絶縁破壊を起こさず
火災や感電を防げるかを確認するために行われる。

●絶縁破壊の確認
絶縁体に高い電圧をかけ、火花が飛んだり
電流が急増したりしないかを確認する。

●信頼性の証明
製造時や保守点検時に行い、機器の健全性を担保する。

絶縁耐力試験時の注意点

絶縁耐力試験での充電電流値の想定

試験を実施するにあたっては、充電電流を流せるだけの容量を持つ試験器が必要となる。
いざ試験を実施しようとしたら、容量不足のために規定電圧まで
上昇させることができなかった場合、試験ができない。

よって試験前に、充電電流値を算出しておき想定しておかなければならない。

下記図に、高圧受電設備の絶縁耐力試験時の等価回路図を示す。

※R[MΩ]は、高圧受電設備の絶縁抵抗値

竣工検査の「高圧受電設備の絶縁耐力試験」を行う機器はほとんどが新品であるため
通常、絶縁抵抗値は数千～数万MΩとなる。

これを充電電流に換算すると1mA未満であり
ほぼ無視できる値となる。
C[mu F]は高圧ケーブル、C'[mu F]は高圧受電設備の静電容量で
通常は、C ＞＞ C’の関係にあり、充電電流値を想定する上でC'[mu ]は無視できる。
充電電流値を算出するためには、高圧ケーブルの静電容量を知る必要がある。
下記に高圧ケーブルの静電容量を示す。

6600 V CVT ケーブルの1線あたりの静電容量 （JIS C 3606 : 2003 より）

簡易的な計算方法として
架空ケーブル：2.448×ケーブル長さ
地中埋設：2.5×ケーブル長さ
で現地で確認用として使用可能。

充電電流値の計算方法

充電電流は以下の計算方法で求められる

また、電技解釈第15条より
試験電圧 [V] は最大使用電圧 の1.5倍の電圧であるため、

6900[V] ×1.5 = 10350[V]

となる。

計算例

60Hzの地域で6600V
CVTケーブル38mm^2を30m布設した場合の充電電流は

となる。

よって、現場へ持ちこむ試験器の容量は、

10350[V] ×0.1124[A] ＝ 1.16[kVA]

となり、最低でも1.2kVA以上の容量がなければ試験ができない。

高圧ケーブルのこう長が長く、交流耐圧試験器の容量が不足する場合

交流耐圧試験器の容量が不足している場合は
高圧ケーブルのみ単体で直流耐圧試験器による試験を実施する。
試験電圧は解釈第15条第二号より、

10350[V] × 2 = 20700[V]

となる。

また、そのほかの高圧受電設備は、交流耐圧試験器で実施することになる。

試験器の容量不足で試験ができない場合

上記の状況で、下記図のように「リアクトル」を試験回路に並列に接続し
無効電流を補償させる。
※リアクトルは充電電流の大きさに応じて、台数を調整する。

充電電流はそのままであるが、上記図のようにリアクトルの台数を調整すれば
以下の計算より、試験器から出力される電流を抑制することができる。

高圧側の合成電流

静電容量に流れる電流

リアクトルに流れる電流

よって、ベクトル合成された

は小さくなる。

ちなみに、低圧側の電流I1は、

となる。

参考資料

新電気2020年７月号　「現場の電気保安実務　第172回」

自家用電気工作物における 高圧受電設備の絶縁耐力試験　より一部引用

電気設備基準解釈　第１５条を引用