高電圧試験とは何か

高電圧試験とは何か

高電圧試験の定義

高電圧試験は、電気設備がその運用寿命中に様々な電圧ストレスに耐えられるようにするための手順を含みます。

トランスフォーマー試験方法

電気システムの健全性を評価するために不可欠であり、絶縁強度、静電容量、および破壊電圧の試験を含みます。

試験種類

主に4つの種類の高電圧試験方法が高電圧設備に適用され、これらは以下の通りです。

持続低周波試験

この試験は通常、電力周波数（中国では50 Hz、アメリカでは60 Hz）で行われます。これは最も一般的に使用される高電圧試験であり、高電圧設備で実施されます。この試験、つまり持続低周波試験は、絶縁材料のサンプルに対して行われ、絶縁強度と絶縁損失を決定し、確保します。この試験はまた、高電圧設備や高電圧電気絶縁体に対して行われ、これらの設備や絶縁体の絶縁強度と損失を確認します。

持続低周波試験手順

試験手順は非常に単純です。高電圧変圧器を使用して、試験中の絶縁または設備のサンプルに高電圧を適用します。試験対象の装置でブレークダウンが発生した場合の短絡電流を制限するために、変圧器と直列に抵抗を接続します。抵抗は、試験対象の装置に適用される高電圧と同じオーム数で評価されます。

つまり、抵抗は1オーム/ボルトで評価される必要があります。例えば、試験中に200 kVを適用する場合、抵抗は200 kΩでなければならず、最終的な短絡状態で故障電流が1 Aに制限されるようにします。この試験では、試験対象のサンプルまたは設備に長時間特定の期間、電力周波数の高電圧を適用し、装置の連続的な高電圧耐えられる能力を確認します。

N. B. : このタイプの高電圧試験手順で使用される追加の高電圧を生成するための変圧器は、高電力レーティングである必要はありません。出力電圧が非常に高いものの、最大電流はこの変圧器で1 Aに制限されています。必要な場合、カスケード変圧器を使用して非常に高い電圧を得ることがあります。

高電圧DC試験

高電圧DC試験は通常、高電圧DC送電システムで使用される装置に適用されます。しかし、高電圧AC試験が避けられない状況下では不可能な場合、高電圧AC装置にも適用されます。

例えば、現場での装置設置後、高電圧交流電源を手配するのは非常に困難であり、高電圧変圧器が現場にない可能性があります。そのため、装置設置後の現場で高電圧交流試験を行うことは不可能です。このような状況では、高電圧DC試験が最も適しています。

高電圧直流試験では、試験対象のAC装置に通常の定格電圧の約2倍の直流電圧を15分から1.5時間適用します。高電圧DC試験は高電圧AC試験の完全な代替ではありませんが、HVAC試験が全く不可能な場合でも適用されます。

高周波試験

高電圧送電システムで使用される絶縁体は、高周波障害時にブレークダウンまたはフラッシュオーバーを起こす可能性があります。高周波障害は、スイッチング操作や他の外部要因によりHVシステムで発生します。高周波電力は、比較的低い電圧でも高絶縁損失と加熱により絶縁体の故障を引き起こす可能性があります。

したがって、すべての高電圧設備の絶縁は、その正常な寿命中に高周波電圧への耐えられる能力を確保する必要があります。主にスイッチング時のライン電流の突然の遮断や開路障害により、システム内の電圧波形の周波数が上昇します。

各パワーサイクルの絶縁損失はほぼ一定であることがわかります。したがって、高周波では、絶縁損失は秒当たりで通常の電力周波数よりも大幅に高くなります。この速い大きな絶縁損失は、絶縁体の過度の加熱を引き起こします。過度の加熱は最終的に絶縁体の破裂などによる絶縁故障につながります。そのため、高周波電圧への耐えられる能力を確保するために、高電圧設備に対して高周波試験が行われます。

サージまたはインパルス試験

送電線路上には、サージまたは落雷の大きな影響があるかもしれません。これらの現象は送電線絶縁体を破壊し、送電線の末端に接続された電力変圧器を攻撃する可能性があります。サージ試験またはインパルス試験は、送電設備に対するサージまたは落雷の影響を調査するために行われる非常に高電圧または超高電圧試験です。

通常、送電線路上での直接の落雷ストロークは非常に稀です。しかし、帯電雲が送電線に近づくと、雲内の電荷により線路は反対に帯電します。この帯電雲が近くで落雷により突然放電すると、線路の誘導電荷は光の速度で線路を伝わります。

したがって、落雷が送電導体に直接当たらない場合でも、一時的な過電圧障害が発生することが理解できます。線路またはその近くでの落雷放電により、ステップフロント電圧波が線路を伝わります。波形は以下に示します。

この波が伝わる間に、絶縁体に高電圧ストレスが発生します。これにより、しばしば絶縁体の激しい破裂が引き起こされます。したがって、高電圧試験によって絶縁体および高電圧設備の絶縁部品の適切な調査を行う必要があります。

絶縁強度と損失

これらのパラメータは、特に異なる電圧周波数下での絶縁が電気ストレスと熱にどれだけ耐えられるかを理解する上で重要です。