高電圧試験 | 低周波定直流高周波サージまたはインパルス試験

電力需要は急速に増加しています。現在では、この増加する電力需要を満たすために、大量の電力を一箇所から別の場所へ送ることが必要です。大量の電力送電は、高電圧電力送電システムを通じて最も効率的に行うことができます。そのため、高電圧システムは、電力送電にとって最も重要な要件となります。これらの高電圧送電システムで使用される設備は、この高電圧ストレスに耐える能力を持つ必要があります。

しかし、通常の高電圧耐えられる能力だけでなく、高電圧設備は、その運用寿命中に異なる過電圧にも耐えられる能力を持つ必要があります。これらの異なる過電圧は、様々な異常条件下で発生する可能性があります。

これらの異常な過電圧は避けられませんので、設備の絶縁レベルは、これらの異常条件に耐えられるように設計および製造されています。
これらの異常な過電圧に耐えられる能力を確保するために、設備はさまざまな高電圧試験手続きを経なければなりません。

これらの試験のいくつかは、絶縁材料の誘電体損失単位体積当たりと誘電強度を確認するために使用されます。これらの試験は一般に絶縁材料の試料に対して行われます。他のいくつかの高電圧試験は、完全な設備に対して行われます。これらの試験は、設備全体の静電容量、誘電体損失、破壊電圧、フラッシュオーバー電圧などを測定し確認するために行われます。

高電圧試験の種類

主に4つ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。

1. 持続低周波試験。

2. 一定DC試験。

3. 高周波試験。

4. サージまたはインパルス試験。

持続低周波試験

この試験は一般的に電力周波数（インドでは50Hz、アメリカでは60Hz）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、H.V.設備で実施されます。この試験、つまり持続低周波試験は、絶縁材料の試料に対して行われ、絶縁材料の誘電強度と誘電体損失を決定し確認します。この試験はまた、高電圧設備と高電圧電気絶縁体に対して行われ、これらの設備と絶縁体の誘電強度と損失を確認します。

持続低周波試験手順

試験手順は非常に簡単です。高電圧は、高電圧変圧器によって絶縁または試験中の設備の試料に適用されます。抵抗は、試験中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、変圧器と直列に接続されます。抵抗は、試験中の装置に適用される高電圧と同じだけのオームで評価されます。

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200KVを適用する場合、抵抗は200KΩでなければならず、最終的なショート回路状態では故障電流が1Aに制限されるべきです。この試験では、電力周波数の高電圧が特定の長期間にわたって試験中の試料または設備に適用され、装置の連続的な高電圧耐えられる能力を確認します。

注： このタイプの高電圧試験手順で使用される変圧器は、高出力評価である必要はありません。出力電圧は非常に高いですが、この変圧器での最大電流は1Aに制限されています。必要な場合は、カスケード型変圧器を使用して非常に高い電圧を得ることもあります。

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設備に適用されます。ただし、高電圧AC試験が不可避な条件下で不可能な場合、高電圧AC設備にも適用されます。

例えば、主に現場では、設備の設置後、高電圧変圧器が現場にないため、高電圧交流電源を準備するのは非常に困難です。そのため、設備の設置後の現場では、高電圧交流試験は不可能です。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、試験中の設備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、それでもHVAC試験が全く不可能な場合に適用されます。

高周波試験

高電圧送電システムで使用される絶縁体は、高周波干渉中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。高周波干渉は、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。電力の高周波は、比較的低い電圧でも、高誘電体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。

従って、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耐えられる能力を確保しなければなりません。主にスイッチング時のライン電流の突然の遮断とオープン回路障害により、システム内の電圧波形の周波数が上昇します。

各サイクルの電力に対する誘電体損失はほぼ一定であることがわかりました。そのため、高周波では誘電体損失が秒あたり通常の電力周波数よりも大幅に高くなります。この速い且つ大きな誘電体損失により、絶縁体の過熱が引き起こされます。過熱は最終的に絶縁体の爆裂などにより絶縁不良を引き起こす可能性があります。従って、この高周波電圧耐えられる能力を確認するために、高電圧設備に対して高周波試験が行われます。

サージ試験またはインパルス試験

サージまたは雷による送電線への影響は大きいかもしれません。これらの現象は送電線の絶縁体をブレークダウンさせ、また送電線の端に接続された電力変圧器にも影響を与え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、非常に高いまたは超極端な電圧試験であり、サージや雷による送電設備への影響を調査するために行われます。

通常、送電線への直接的な雷の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、雲内の電荷により送電線は反対に帯電します。この帯電雲が近くで雷によって突然放電すると、線路上の誘導電荷は束縛されなくなり、光の速度で線路を伝わります。

従って、雷が送電導体に直接的に当たらない場合でも、一時的な過電圧の干渉が発生することが理解できます。
線路上または線路近くでの雷の放電により、ステップフロント電圧波が線路を伝わります。波形は以下の通りです。

この波が伝播する際に、絶縁体に高電圧ストレスが発生します。これにより、雷インパルスにより絶縁体の激しい破裂がしばしば引き起こされます。従って、高電圧試験により、高電圧設備の絶縁体と絶縁部品について適切に調査を行う必要があります。

雷インパルスは完全に自然現象なので、急峻なフロント電圧には予め定義された形状やサイズはありません。従って、この高電圧試験を行う際には、標準電圧波が適用されます。この標準電圧は、雷やサージによる実際のインパルス電圧との高さや形状に類似性はありません。

イギリスのBSS 923 : 1940では、標準試験波は1/50 νsecとして表現されており、これは電圧が1マイクロ秒以内にピークに達し、50マイクロ秒以内にピーク値の50%まで下がることを意味します。インド標準では、インパルス電圧は12/50 νsecとして表現されています。これは電圧が12マイクロ秒でピークに達し、50マイクロ秒でピーク値の50%に下がることを示しています。

声明：尊重原文，好文章值得分享，如有侵犯版权请联系删除。