なぜ絶縁試験を行うべきなのか

Oliver Watts

フィールド: 点検と試験

China

絶縁抵抗測定の目的

電気設備に対する絶縁試験を行う主な理由は、公衆および個人の安全を確保することです。断線された導体間、接地導体、および接地用に意図された導体間で絶縁試験を行うことで、ショート回路による火災の可能性を排除することができます。

なぜ絶縁試験を行うのか？

安全性 絶縁試験を行う最も重要な理由は、公衆および個人の安全を確保することです。断線された生導体、接地導体、および接地するべき導体に対して絶縁試験を実行することで、ショート回路による火災のリスクを排除することができます。
設備寿命の延長 絶縁試験は、電気システムやモーターの保護とサービス寿命の延長にも重要です。定期的なメンテナンステストにより、分析用のデータが得られ、潜在的なシステム故障を予測することができます。また、故障が発生した場合、その原因を特定するためにも絶縁試験が必要となります。
国家基準の要件 材料や電気設備は、対応する国家基準に基づいて絶縁予防試験を受けなければなりません。これにより、製造された電気設備の品質が確認され、設備が規制および安全基準を満たしていることが保証されます。

絶縁試験の原理

絶縁試験は、水道管の漏水を探すのに似ています。一般的には、管内に高圧の水を注入して漏れ箇所を見つけます。加圧された水により、漏れ箇所がより明確になります。電気分野では、「圧力」は電圧を指します。絶縁試験では、試験対象の設備に比較的高い直流電圧を適用することで、潜在的な漏れ箇所がより明らかになります。

絶縁抵抗計は、適用された電圧下でのリーク電流を測定し、オームの法則を使用して絶縁抵抗値を計算します。このような計器の設計思想は、試験電圧を「非破壊的に」適用および制御することです。提供される電圧は高くても、電流は非常に限定されています。これにより、不良な絶縁による二次的な損傷を防止し、操作者の安全を確保することができます。

なぜマルチメータでは絶縁抵抗を測定できないのか？

マルチメータは抵抗を測定することができますが、絶縁状態を正確に示すことはできません。これは、マルチメータが測定に9Vの直流電源を使用するため、試験に必要な高電圧を提供できないからです。

絶縁試験電圧の選択

GB50150-2006「電気設備工事電気設備の引渡し試験標準」によれば：

動作電圧が100V未満の電気設備または回路については、250Vの試験電圧を使用します。
動作電圧が100V以上500V以下の電気設備または回路については、500Vの試験電圧を使用します。
動作電圧が500V以上3000V以下の電気設備または回路については、1000Vの試験電圧を使用します。
動作電圧が3000V以上10000V以下の電気設備または回路については、2500Vの試験電圧を使用します。
動作電圧が10000V以上の電気設備または回路については、5000Vまたは10000Vの試験電圧を使用します。

絶縁抵抗試験手順（絶縁抵抗計を使用した例）

a. 設備またはシステムを停止し、他のすべての回路、スイッチ、コンデンサ、ブラシ、避雷器、および遮断器から切断します。b. 試験対象のシステムを完全に接地に放電します。c. 適切な試験電圧を選択します。d. リードを接続します。測定する絶縁抵抗が大きい場合は、シールド付きリードを使用し、ブレイクダウンを防ぐために接地線を追加することをお勧めします。

試験リードは絡み合うことを避け、測定誤差を減らす必要があります。e. 試験を開始し、一定時間（通常は1分）後に計器の値を読み取り、その時点の環境温度とともにデータを記録します。f. 試験終了後、試験対象が容量性デバイスである場合は、デバイスを完全に放電します。最後に、接続リードを取り外します。

なぜ大きな抵抗を測定する際にシールド付きリードを使用するのか？

測定する絶縁抵抗が非常に大きい場合、測定電圧は固定され、導体を通る電流は比較的小さくなります。そのため、外部の影響を受けやすくなります。シールド付きリードを使用して試験を行うと、シールド付きリードが負極（-）端子と同じ電位にあるため、表面漏れ電流やその他の予期しない漏れ電流によって絶縁抵抗測定の精度が低下するのを防ぐことができます。さらに、試験中には、2つの試験プローブ以外に接地線を追加することで、ブレイクダウンを防ぎ、安全性を確保することができます。

絶縁試験ツール

絶縁抵抗試験は、特別な試験器具を使用して行われます。最も一般的に使用される器具はメガオームメータまたは絶縁抵抗計ですが、他のタイプの器具も異なる種類の絶縁の整合性をチェックするために使用することができます。

メガオームメータ（ハンドクランク式） 手動クランク駆動のメガオームメータは、1950年代と1960年代に起源を持ち、最も初期の絶縁抵抗試験器具です。250V、500V、1000Vなどのさまざまな仕様があります。ハンドルをクランクすることで直流電圧を生成し、針式ダイヤルを特徴とし、通常は2人で操作します：1人がメガオームメータを操作し、もう1人が時間を計測しデータを記録します。
デジタル絶縁抵抗計 バッテリー駆動のメガオームメータで、複数の調整可能な試験電圧範囲があります。電子ディスプレイにより、より正確な読み取りが可能です。通常、自動放電やリーク電流監視などの安全保護機能が含まれています。マルチメータ機能、極化指数、誘電吸収比など、追加のテスト機能があり、その応用範囲は広いです。コンパクトなデザインにより、単一のエンジニアがすべてのテスト手順を完了することができます。
リーク電流クランプメータ リーク電流クランプメータは、停電できない設備の絶縁状態を測定するために使用できます。負荷電流によって生成される磁場は互いに相殺されます。不均衡な電流は、導体から地へまたは他の場所へ漏れる電流から来ます。この電流を測定するには、リーク電流クランプメータは0.1mA未満の電流を検出できる能力を持つ必要があります。