電圧変換器にはどのようなテストを行う必要がありますか

現場の電気技術者からの実践的な経験共有
オリバー、電力業界8年目

皆さん、こんにちは。オリバーです。私は電力業界で8年間働いています。

変電所の試運転や設備検査から始まり、現在は全電力システムのメンテナンスと故障分析を管理していますが、私の仕事で最も頻繁に遭遇する装置の一つが電圧変換器（VT / PT）です。

最近、始めたばかりの友人が私に尋ねました：

「電圧変換器にはどのようなテストが必要ですか？また、問題があるかどうかはどうやってわかりますか？」

素晴らしい質問です！多くの現場作業者は配線が接続されているかどうか、または電圧があるかどうかだけを知っていますが、PTの健康状態を本当に理解するためには、一連の専門的なテストが必要です。

今日は、過去数年の実践的な経験に基づいて、簡潔な言葉で、電圧変換器に通常行われるテストの種類、それらがなぜ重要なのか、そしてどのように実施するのかをお伝えします。

複雑な専門用語や無限の規格はありません。ただ、実生活で使える実用的な知識だけです。

1. テストを行う理由

電圧変換器は見た目はシンプルですが、測定、計量、保護という3つの重要な役割を果たしています。

何か問題が起こると、以下のような問題につながります：

• 誤ったメーター表示；

• 保護の誤動作または失敗；

• システム全体での電圧監視の喪失。

そのため、定期的なテストは非常に重要です。それはあなたのPTに全身検査を与えるようなものです。早期に問題を発見し、重大な事故を避けることができます。

2. 電圧変換器の最も一般的な5つのテスト

私の8年間の現場経験に基づいて、ここでは最もよく使用され、重要な5つのテストを紹介します：

テスト1：絶縁抵抗テスト

目的：巻線間および巻線と接地間の絶縁をチェックする。

これは最も基本的かつ重要なテストの一つです。

不良な絶縁は信号干渉、ショート回路、さらには爆発を引き起こす可能性があります。

実施方法：

• 一次側から二次側及び接地へ2500Vのメガオームメータを使用する；

• 二次側から接地へ1000Vのメガオームメータを使用する；

• 一次と二次、一次と接地、二次と接地間の絶縁抵抗を測定する；

• 歴史データと比較する — 明らかな低下はさらに調査が必要。

私のアドバイス：

• 新設時には必ず行うべき；

• 年次予防メンテナンスの一環として行う；

• 湿気、落雷、トリップイベント後にテストを行う。

テスト2：比率テスト

目的：実際の電圧比がネームプレートの値と一致することを確認し、正確な測定と保護を確保する。

例えば、10kV/100VのPTは許容範囲内で出力しなければなりません。そうでないと保護リレーが誤動作する可能性があります。

実施方法：

• 一次側に既知の低電圧（例：100V〜400V）を適用する；

• 二次電圧を測定し、実際の比率を計算する；

• ネームプレートと比較する — 許容誤差は通常±2%。

私の経験：

• 比率の不一致は巻線間のショートを示す可能性がある；

• 時々は単に配線が間違っているだけであり、例えば極性が逆になっている場合もある；

• 端子の変更や修理後は常に再テストを行う。

テスト3：励磁特性テスト（電圧アンペア曲線）

目的：コアが飽和しているか、または老化や水分侵入の兆候がないかを確認する。

このテストは特に電磁式VTに対して重要であり、特にフェロレゾナンスが発生しやすいシステムにおいては特に重要です。

実施方法：

• 二次巻線に交流電圧を適用する；

• 徐々に電圧を上げて電流値を記録する；

• U-I曲線をプロットして膝点を観察する。

重要な解釈：

• 正常な曲線は明確な膝点を持つ；

• 滑らかで折れ曲がっていない曲線はコアの飽和を示す；

• 急激な初期勾配は水分損傷を示す可能性がある。

実際のケース： 私は一度、PTの異常な励磁特性を見つけましたが、それは密封不良による水分侵入でした。乾燥させると正常に戻りました。

テスト4：直流抵抗テスト

目的：巻線内の断線、巻線間のショート、または不良な接続をチェックする。

直流抵抗テストは巻線内の隠れた欠陥を明らかにします。

実施方法：

• 直流抵抗テスターを使用する；

• 一次巻線と二次巻線の抵抗を測定する；

• 工場値または以前の測定結果と比較する — 偏差は±2%を超えてはならない。

重要な注意点：

• 温度は結果に影響を与える — 同じ条件で比較するのが最善；

• 大型のPTでは、テスト前に放電時間を設けて残存電荷の誤差を避ける。

テスト5：誘電損失係数（tanδ）テスト

目的：絶縁材料の劣化または水分状況を評価する。

この高度なテストは高電圧VT、特に容量型電圧変換器（CVT）によく使用されます。

実施方法：

• tanδテスターを使用する；

• 設定電圧を適用し、誘電損失係数を測定する；

• 通常の許容値はtanδ ≦ 2%（デバイスにより異なる）。

一般的な問題：

• 高い値は絶縁劣化または水分を示す；

• 標準を満たしていない場合は乾燥または交換を考慮する。

3. 追加の補助テスト方法

5つの主要なテストに加えて、これらの補助的な方法も有用です：

赤外線熱画像法

• 接続部での過熱を検出する；

• 早期にホットスポットを特定する；

• 稼働中の機器の監視に特に有用。

部分放電検出

• 内部の弱い放電を検出する；

• 絶縁劣化の有効な早期警告；

• 重要な用途の高電圧PTに推奨される。

配線検査 + 極性テスト

• 正しい配線と一貫した極性を確認する；

• 計量の不正確さや保護の誤動作を防ぐ。

4. 最後の提案

8年間の現場経験を持つ者として、すべての専門家に以下のことを思い出させておきたいと思います：

「電圧変換器が故障するまで待ってからテストを考えるのではなく、定期的に包括的なチェックを行うこと。」

毎年の定期的なチェックは、システムの安定した動作を確保するとともに、設備の寿命を大幅に延ばすことができます。

以下は、異なる役割に対する私の推奨です：

メンテナンス担当者向け：

• 基本的な計測器（メガオームメータ、マルチメータ、比率テスタ）の使用を学ぶ；

• 各テスト手順と基準を理解する；

• 定期的にテストデータを記録し、比較記録を作成する。

技術スタッフ向け：

• 励磁曲線やtanδなどの高度なテストを習得する；

• 赤外線と部分放電検出を組み合わせて診断を改善する；

• システムにおけるPTの役割を理解し、盲目的な操作を避ける。

管理者または購買チーム向け：

• 機器選定時にテスト要件を明確にする；

• サプライヤーから完全な工場テスト報告書を要求する；

• ライフサイクル管理を確立し、定期的な点検をスケジュールする。

5. 結びの言葉

電圧変換器は小さく見えますが、電力システム全体において重要な役割を果たしています。

電圧を下げるだけでなく、システムの目となり、保護の耳となり、計量の心となるのです。

電力業界で8年間働いた後、私はよく言うことがあります：

「詳細が成功や失敗を決める。テストが安全を確保する。」

もし異常なPTの動作、異常なテスト結果、または問題の診断方法がわからない場合、気軽にお問い合わせください。私は喜んでより多くの実践的な経験と解決策を共有します。

すべての電圧変換器が安定して安全に動作し、私たちの電力網の正確性と信頼性を守ることを願っています！

— オリバー