高圧ケーブルの耐電圧試験

耐電圧試験は絶縁試験の一種ですが、非破壊試験では発見が難しい絶縁欠陥を明らかにする破壊試験です。

高圧ケーブルの試験周期は3年で、これは非破壊試験の後に実施される必要があります。つまり、すべての非破壊試験が合格した後に行われます。

現在使用されているほとんどの高圧ケーブルは交連ポリエチレン（XLPE）ケーブルであり、大きな断面積を持ち、広い電圧範囲をカバーすることができます。そのため、その応用がますます広まると期待されています。

この記事では最も一般的な10 kVの高圧ケーブルを例に挙げています。実際にはそれほど詳しく説明する必要はありません—試験方法は単純で、絶縁試験と似ていますが、試験装置が異なります。

絶縁抵抗は絶縁抵抗計（メガー）を使用して測定し、耐電圧試験には直列共振試験セットが必要です。

直列共振試験の原理と配線も非常に単純です。直列共振装置は何か新しいものではなく、長年使用されてきました。

直列共振は理解しやすく、基本的な電気工学の講義で具体的に説明されています。高圧ケーブルは容量性の試験対象であり、電圧を印加する過程で電荷を蓄積することができます。

したがって、高圧ケーブルは通電しているかどうかに関わらず、手で触れようとしないようにしてください。通電していない場合でも、その容量からの放電だけで危険なことがあります！

個人的な経験がない場合は、軽率な結論を出すべきではありません。経験がない人は決して軽々しく試すべきではありません。

試験対象が容量性であるため、試験回路内にインダクタを直列に接続します。インダクタンス（XL）とキャパシタンス（XC）が等しくなる原理を利用して共鳴を達成します。

この共鳴条件は、インダクタンス値を調整するか、または電源周波数を変更することで達成できます。インダクタンスはどのように調整するのでしょうか？当然のことながら、キャパシタンスに基づいて決定されます。なぜならXLはXCと等しくなければなりません。

特定のケーブルについて、モデルと長さ（メートル）がわかれば、参照表やケーブル製造業者からキャパシタンスを得ることができます。

電源周波数を変更する場合、古典的な式f₀ = 1/(2π√LC)を使用します。ここでf₀は共振周波数です。

共振周波数においてXL = XCとなり、インダクタと試験対象のキャパシタンスにかかる電圧は等しくなります。この電圧はQ倍の電源電圧となります。ここでQは品質係数、または電圧増幅係数とも呼ばれます。

Q値は非常に高く、120に達することもあります（具体的な値については個別の装置マニュアルを参照）。これにより必要な電源容量が大幅に削減され、これが直列共振装置が広く採用されている理由です。

通常の直列共振装置は、30-300 Hzの可変周波数範囲を提供でき、共振点を見つけやすくしています。

最後に試験電圧について説明します。10 kVの高圧ケーブルの場合、予防試験電圧は2U₀を選択し、持続時間は5分です。放電、ブレイクダウン、発熱、煙、異常な臭いがなければ試験は合格となります。

10 kVケーブルには6/10 kVと8.7/15 kVの2種類があります。適切な試験電圧は具体的なケーブルモデルに応じて選択する必要があります。