絶縁子試験 | 絶縁子の故障原因
電気絶縁体が所望の性能を発揮するためには、不要な絶縁体の故障を避けるために、各絶縁体は多数の絶縁体試験を受けなければなりません。
絶縁体の試験を行う前に、絶縁体の故障のさまざまな原因について理解しようとしてみましょう。絶縁体試験は絶縁体の品質を確保し、絶縁の故障の可能性は絶縁体の品質に依存します。
絶縁体の故障の原因
異なる要因により、電力システムにおいて絶縁の故障が生じることがあります。それらを一つずつ見てみましょう。
絶縁体の亀裂
ポーセリン絶縁体は主に3つの異なる材料で構成されています。本体のポーセリン、鋼製の取り付け部品、そしてポーセリンと鋼を固定するセメントです。気候条件の変化により、これらの異なる材料は異なる速度で膨張と収縮します。ポーセリン、鋼、およびセメントの不均一な膨張と収縮が、絶縁体の亀裂の主な原因となります。
不良な絶縁材
絶縁体に使用される絶縁材にどこかに欠陥がある場合、その場所から絶縁体が破損する可能性が高いです。
絶縁材の多孔性
ポーセリン絶縁体が低温で製造された場合、多孔性になり、空気中の湿気を吸収し、その結果絶縁性が低下し、絶縁体を通る漏れ電流が流れ始め、これが絶縁体の故障につながります。
絶縁体表面の不適切な釉薬
ポーセリン絶縁体の表面が適切に釉薬されていない場合、湿気が付着します。この湿気と絶縁体表面に堆積した塵が導電路を作り出し、結果として絶縁体のフラッシュオーバー距離が減少します。フラッシュオーバー距離が減少すると、フラッシュオーバーによる絶縁体の故障の可能性が高くなります。
絶縁体全体のフラッシュオーバー
フラッシュオーバーが発生すると、絶縁体が過熱し、最終的に割れる可能性があります。
絶縁体への機械的ストレス
製造上の欠陥により弱い部分がある場合、導体によって機械的なストレスが加わると、その弱い部分から割れる可能性があります。これらが主な絶縁体の故障の原因です。次に、絶縁体試験の手続きについて説明し、絶縁の故障の可能性を最小限に抑える方法を議論します。
絶縁体試験
英国標準によれば、電気絶縁体は以下の試験を受けなければなりません。
絶縁体のフラッシュオーバー試験
性能試験
定期試験
それらを順番に見ていきましょう。
フラッシュオーバー試験
絶縁体に対して主に行われるフラッシュオーバー試験は主に3種類あります。
電源周波数乾燥フラッシュオーバー試験
まず試験対象の絶縁体を実際の使用状況と同じように設置します。
次に可変電源周波数の電圧源の端子を絶縁体の両極に接続します。
その後、電源周波数の電圧を適用し、徐々に指定値まで増加させます。この指定値は最低フラッシュオーバー電圧以下です。
この電圧を1分間維持し、フラッシュオーバーやパンチャーが発生しないことを確認します。
絶縁体は、指定された最小電圧を1分間維持してフラッシュオーバーが発生しない能力を持つ必要があります。
電源周波数湿潤フラッシュオーバー試験または雨試験
この試験でも、試験対象の絶縁体は実際の使用状況と同じように設置します。
次に可変電源周波数電圧源の端子を絶縁体の両極に接続します。
その後、絶縁体に45oの角度で水を散布し、降水量が1分間に5.08 mmを超えないようにします。使用する水の抵抗は常温常圧下で9 kΩ〜11 kΩ/cm3の範囲内である必要があります。この方法で人工的な降雨条件を作ります。
次に電源周波数の電圧を適用し、徐々に指定値まで増加させます。
この電圧を1分間または30秒間（指定により）維持し、フラッシュオーバーやパンチャーが発生しないことを確認します。絶縁体は、指定された期間内に指定された最小電源周波数電圧を維持してフラッシュオーバーが発生しない能力を持つ必要があります。
電源周波数フラッシュオーバー電圧試験
絶縁体は以前の試験と同様の方法で設置されます。
この試験では、以前の試験と同様に適用電圧を徐々に増加させます。
しかし、その場合、周囲の空気が電離する電圧が記録されます。
インパルス周波数フラッシュオーバー電圧試験
屋外の空中絶縁体は、落雷などによる高電圧サージに耐えられる必要があります。そのため、高電圧サージに対する試験が必要です。
絶縁体は以前の試験と同様の方法で設置されます。
その後、数百千ヘルツの非常に高いインパルス電圧発生装置を絶縁体に接続します。
このような電圧を絶縁体に適用し、スパークオーバー電圧を記録します。
この記録された電圧と電源周波数フラッシュオーバー電圧試験から得られた電圧読み取り値の比を、絶縁体のインパルス比と呼びます。
この比率はピン型絶縁体で約1.4、サスペンション型絶縁体で約1.3であるべきです。
絶縁体の性能試験
次に、絶縁体の性能試験について一つずつ説明します。
温度サイクル試験
絶縁体を70oCの水に1時間加熱します。
その後、この絶縁体をすぐに7oCの水に1時間冷却します。
このサイクルを3回繰り返します。
3回の温度サイクルが完了したら、絶縁体を乾燥させ、絶縁体の釉薬を徹底的に観察します。
この試験後、絶縁体表面の釉薬に損傷や劣化がないことを確認します。
パンクチャ電圧試験
絶縁体をまず絶縁油に吊るします。
次に電圧をフラッシュオーバー電圧の1.3倍に設定し、絶縁体に適用します。
良い絶縁体は、この条件下でパンクチャしないはずです。
多孔性試験
絶縁体をまず破砕します。
その後、これらの破片を約140.7 kg/cm2の圧力下でフキシン染料の0.5%アルコール溶液に24時間浸漬します。
その後、サンプルを取り出し、観察します。
材料にわずかな多孔性がある場合は、染料が深く浸透していることが示されます。
機械強度試験
絶縁体には最大作業強度の2.5倍の荷重を約1分間適用します。
絶縁体は、この程度の機械的なストレスを1分間維持して何らかの損傷がない能力を持つ必要があります。
定期試験
各絶縁体は、現場で使用される前に以下の定期試験を受けなければなりません。
証明負荷試験
証明負荷試験では、各絶縁体に指定された最大作業負荷の20%超過の負荷を約1分間適用します。
腐食試験
絶縁体の腐食試験では、
