部分放電は目に見えません。火花も音も臭いもありません。わずかピコクーロンの電気的損傷が、何年もかけて絶縁体を徐々に劣化させていくのです。部分放電が故障を引き起こす頃には、絶縁体の劣化は数ヶ月、数年、あるいは数十年も続いており、部分放電試験装置と試験手順を用いれば、その兆候は既に把握できていたはずです。
本書は、PD（部分放電）とは何かという確かな理解、IEC 60270に基づく測定原理の概要、オンライン方式とオフライン方式のどちらを選択するか、測定機器の選定方法、そしておそらく最も重要な点として、迷走電磁ノイズを欠陥と誤認しない方法など、必要な知識をすぐに習得できるように設計されています。本書は、工場出荷前検査を初めて実施する場合でも、インフラ設備全体にPD監視システムを導入する場合でも、エンジニアにとって最適な入門書であり、現場ガイドとなるでしょう。
簡単な仕様 — 部分放電 テストの概要
| 測定単位 | ピコクーロン（pC）—見かけの電荷 |
| 統治基準 | IEC 60270:2025（第4版、2025年6月発行、IEC 60270:2000/AMD1:2015を置き換える） |
| 周波数帯域幅 | 30kHz～1MHz（IEC 60270準拠の広帯域） |
| 対象となる資産の種類 | 変圧器、高圧/中圧ケーブル、開閉装置（GISおよびAIS）、発電機、モーター |
| 検出方法 | 従来型（IEC 60270 電荷ベース）＋非従来型（HFCT、TEV、UHF、音響） |
| 合否判定基準 | IEC 60076-3（電力変圧器）・IEC 60840（高圧ケーブル）・IEC 62271-1（開閉装置） |
部分放電とは何か、そしてなぜそれが絶縁体を破壊するのか？
60270では、部分放電を「導体間の絶縁を部分的にしか通過しない放電」と定義しています。ここで重要なのは「部分的に」という点です。部分放電は、完全な接続ではなく、電気絶縁に微細な侵食現象を引き起こします。極めて短い持続時間の短い放電が繰り返され、そのうちの1つが微細絶縁層を破壊します。
高電圧機器における部分放電（PD）の発生には、主に3つのメカニズムが関与している。
- ボイド放電固体絶縁体内部に閉じ込められたガス入り介在物は、局所的に集中した電界応力によって電離する。放電が発生するたびに空洞の壁が侵食され、空洞が徐々に拡大し、時間とともに放電開始電圧が低下する。
- コロナ放電は、鋭利な金属の縁や、気体、特に空気中の突出した導体で発生します。このような場所では、局所的な電界強度が周囲の気体の絶縁破壊強度をはるかに上回るレベルに達し、全く同じ場所で繰り返し絶縁破壊放電を引き起こします。
- 表面追跡: 水分、炭素堆積物、または導電性物質によって低抵抗経路が形成され、部分的なアーク放電が持続する可能性のある、汚染された絶縁表面に沿って。
これはピコクーロン (pC) で表され、見かけの電荷の値です。これは、試験インピーダンスの両端で測定した場合に、実際の放電と同じインパルスを発生させるために、試験対象の端子に供給する必要のある電荷です。パルスの長さ (例えば、液体絶縁の場合は 1 秒未満) では、通常の電流測定をライン周波数で使用できないため、IEC 60270 で規定されているように、30 kHz ～ 1 MHz の範囲で広帯域検出を定義する代替手法を使用して測定から電力を取得します。
では、なぜこれがエンジニアにとって重要なのでしょうか？
NFPA 70Bでは、絶縁破壊と絶縁不良が電気機器の故障の最大の原因であるとされています。IEEEゴールドブック（IEEE Std 493）によると、絶縁不良による損失が最も大きい機器は、ケーブル、開閉装置、変圧器です。
PDテストプログラムは、必ずしも近い将来の故障を特定するものではありません。むしろ、診断データベースを構築するものです。例えば、ある資産が1月に50pC、7月に600pCと測定された場合、3年間800pCの値を維持している資産とは、根本的に異なるリスク判断が必要となります。
保守管理において、事後対応型ではなく予測型のアプローチを決定づけるのは、レベルではなく傾向である。
IEC 60270 ― 部分放電試験を実施する前にすべてのエンジニアが必要とする唯一の規格
IEC 60270 は、部分放電測定に関する国際規格です。1970 年に初版が発行され、2015 年に IEC 60270:2000 +AMD1 に改訂されました。2025 年に最新版が発行され、IEC 60270:2025[4](4.0.0 版)「高電圧試験技術 - 部分放電の電荷ベース測定」が 2025 年 6 月 5 日に発行され、以前のすべての版を廃止/置き換えています。
IEC 60270が実際に規定している内容（知っておくべき4つのポイント）
- 測定対象：見かけ電荷q（単位：pC）。見かけ電荷とは、放電箇所における実際の電荷ではなく、計測機器の端子において検出器が同等の反応を示す原因となる電荷のことです。
- 周波数帯域幅：広帯域測定の場合、30 kHz ～ 1 MHz。2015 AMD1では、最大帯域幅制限が500 kHzから1 MHzに引き上げられました。IEC 60270:2025では、さらに適用範囲が拡大され、最大500 Hzの交流電圧まで対応しています。
- 校正標準：既知の電荷qを注入する校正器は、測定回路における既知の減衰を補正するために、被測定機器（DUT）の高電圧機器端子（検出器入力ではない）に接続する必要があります。
- 測定回路の形式：IEC 60270では、直列Zm、並列Zm、ブリッジ、ブッシングタップの4種類の測定回路形式が規定されており、これらには試験対象と高電圧源のすべての組み合わせが含まれます。
エンジニアリングノート：IEC 60270で定義されていないこと
IEC 60270は部分放電の測定方法を規定しているが、許容基準値については何も規定していない。合否判定基準は、各資産タイプごとに製品規格で規定されている。
- 電源トランス: IEC 60076-3 / IEEE C57.12.91
- 高圧ケーブル（30kV以上）: IEC 60840 / IEC 62067
- スイッチギヤ：IEC62271-1
- 回転機械：IEC60034-27
試験報告書は、PDレベルに関して「IEC 60270準拠」または「非準拠」と表記されることはありません。測定は規格によってのみ規定され、許容限界によって規定されるわけではありません。
試験前校正手順（IEC 60270）
- キャリブレータを被試験機器の高電圧端子と接地端子の間に接続します。
- 既知の電荷q（予想される部分放電の大きさに応じて、通常は100pCまたは1,000pC）を注入する。
- 検出器から適用されたスケールファクター k を読み取る: 見かけの電荷 q = k Vdetector
- テストレポートにkの値を記録してください。これがキャリブレーションの基準値となります。
- kが安定していることを確認するため、テスト直後に再度校正を行ってください。
- 事後テストのk値が事前テストのk値と10%以上異なる場合：先に進む前にテスト回路を調査してください。
プロのアドバイス — IEC 60270:2025 が発行されました
IEC 60270:2025 (Ed. 4.0) は、25年ぶりの新版として2025年6月に発行されました。次回の受入試験プロジェクトを開始する前に、クライアントの仕様書が2015年統合版を使用しているか、2025年改訂版を使用しているかを確認してください。版によって回路パラメータが異なります。主要な競合他社のハンドブックは、まだこの版に対応していません。
IEC 60270に準拠したPD試験装置については、以下をご覧ください。 DEMIKS部分放電試験装置 — 中電圧から超高圧までの広帯域従来型計測用に設計されています。
オンラインとオフラインのPDテスト ― あなたの状況に合った選び方
遠隔部分放電診断システムを導入するか、スタンドアロン型の計測機器を導入するかという議論は、PDプログラムにおいて最も重要な決定事項であり続けている。どちらも有効だが、それぞれ異なるニーズを満たすものである。
オンライン部分放電モニターは、稼働中の設備を動作電圧で分析するために使用されます。停電は不要で、HFCTクランプやTEVピックアップなどのセンサーは電源を切断することなく接続されます。オンラインテストは、どの設備で部分放電が発生しているか、またその進行状況を把握するなど、傾向分析に最適なツールです。
オフライン試験では、対象機器の電源を遮断し、外部の高電圧電源を投入する必要があります。これにより電圧を制御し、部分放電開始電圧（PDIV）（部分放電が顕在化する最小電圧）と部分放電消滅電圧（PDEV）（この電圧を下げると部分放電が発生しなくなる電圧）を測定できます。PDIVとPDEVはオンライン試験では測定できません。
| 基準 | オンラインPDテスト | オフラインPDテスト |
|---|---|---|
| 資産状況 | 稼働中（通電中） | 電源が切れた |
| ダウンタイムが必要 | なし | はい、計画停電です |
| 電圧制御 | いいえ（動作電圧のみ） | はい（変数） |
| PDIV / PDEV 測定可能 | ✗ いいえ | ✓ はい |
| 受け入れ試験 | 適切ではありません | IEC規格で要求される |
| 主な使用例 | トレンドモニタリング、車両調査 | 受入、試運転、故障調査 |
意思決定フレームワーク：あなたのシナリオに最適な方法は？
- Whenassetinサービスとオンラインでのトレンドデータが必要な
- Si資産は新規、修理後、またはIECのオフライン承認が必要な場合（必須）
- If PDIV/PDEV特性評価が必要です → オフライン
- PDが高い？調査結果は「はい」です。完全なPD特性評価のために、オフラインで停電期間が利用可能かどうか確認してください。
オフラインPDテストとは何ですか？
オフラインPD試験は、外部高電圧電源を用いて電源が遮断された機器に対して実施される部分放電測定です。オフライン試験対象はネットワークから切り離され、IEC 60270に準拠した標準ランプを用いて制御された方法で電圧が上昇され、ランプ全体を通して様々なポイントでPDIVとPDEVが測定されます。IEC 60076-3では、電力変圧器は承認を得るためにこの方法で試験されなければならないと規定されており、対象機器がネットワークから物理的に分離されているため、ノイズ条件はオンライン試験よりも大幅に改善されます。
132kV都市変電所 – ハイブリッド（オフライン/オンライン）決定フィールドシナリオ
132kVの都市変電所の保守エンジニアは、3つの変圧器ベイそれぞれについて4時間の停止時間枠を持っています。3つの変圧器すべてに対してIEC 60270の受入相当の完全なオフライン試験を実施するには2日以上かかり、長時間の停止時間が必要になります。そこで彼女は、代わりにハイブリッド方式を選択しました。午後に完全なオフライン部分放電測定を行い、その前に、安定した健全なオンライン部分放電の履歴がある2つの変圧器ベイ（#1と#2）について2時間のオンライン試験を実施しました。
彼女はまた、3か月前にオンラインPD活動に著しい変化が見られたベイ#3のオンライントレンドを2時間分選択した。オフライン作業のために現場へ移動する時間も含めた4時間のテストスケジュール全体で、彼女は80kV変圧器#3がPDIV（部分放電開始電圧）である68kVまで低下したことを確認する時間を得た。修復用樹脂は割り当てられた停止時間内に塗布され、新しい交換ユニットにかかる推定20万ドルの費用を節約した。
PDテスト機器 ― 実際に必要なものとセットアップ方法
適切に機能する建物を構築する 部分放電試験 回路は見た目よりも難しい。ユニットを過剰にテストするか、テスト設定が不適切で検出されないかのどちらかになる。どちらの場合も、テストレポートに署名すれば収益の損失につながる。PDテストにはどのようなハードウェアが必要か？
従来とは異なるPD試験の場合、異なるサプライヤーからハードウェアのセットアップを依頼することができます。
従来のIEC 60270測定回路
完全な従来型回路には、6つの構成要素が必要です。
- ソース HV - 調整と出力周波数 (50/60 Hz) または VLF (0.1 Hz)
- ブロッキングインピーダンスZは、高電圧が測定ブランチに伝送されるのを防ぐためのもので、通常は高電圧フィルタチョークです。
- テスト対象 ca – テスト対象 DUT (変圧器の巻線、ケーブル、開閉装置)
- Ck カップリングコンデンサ – この部品は試験対象物に接続され、PDパルスが測定分岐に入力されるように低インピーダンス経路として機能します。中電圧（6～36kV）の機器の場合、IEC 60270回路図に準拠した回路では、通常、試験電圧の1.5倍で100～1000pFのカップリングコンデンサが選択されます。
- インピーダンスZmの測定は、Ckの接地接続部に配置され、PD電荷パルスを検出器で測定可能な電圧に変換します。
- PD検出器M – IEC 60270に準拠した30kHz～1MHzの帯域幅を持つ広帯域アンプおよびディスプレイ。
キャリブレータ（必須）：各テストの前後で回路に既知の電荷を注入する電荷注入器。キャリブレーションを行わないと、pC値は意味をなさず、異なる機器やテスト設定間で比較することができません。
非従来型センサー ― 資産タイプによる選択
非従来型センサーは接地電位（通電中の機器にとって安全）で動作し、高電圧回路とのガルバニック結合ではなく、容量結合、誘導結合、または電磁結合を利用します。これらは、オンライン部分放電調査の主要なツールです。
| センサータイプ | 検出原理 | プライマリアプリケーション |
|---|---|---|
| HFCTセンサー | 誘導結合 ― アース導体を挟み込む | ケーブルシステム、ケーブル接続部、変圧器のアース線 |
| TEVセンサー | 過渡的な接地電圧パルスの容量結合 | 開閉装置（GIS、RMU、配電盤）、中電圧筐体 |
| UHFセンサー | 電磁波（300MHz～3GHz） | GIS、大型電力変圧器、ケーブルシーリングエンド |
| 空中音響 | 放電地点からの40kHz超音波放射 | 油入変圧器、リアクトルタンク、架空母線 |
探る DEMIKS部分放電検出器 ハンドヘルドTEV/HFCT調査の範囲、または DEMIKS自動部分放電試験システム 実験室レベルのIEC 60270規格に準拠した従来型の測定用。
ステップバイステップ：PDテストの実施方法 ― 工場および現場での手順
部分放電試験は、設定ミスが測定誤差だけでなく、誤った結果を直接引き起こす数少ない高電圧試験方法の一つです。以下の手順はIEC 60270の要件に準拠し、現場での経験から特定された最も一般的な不具合箇所を組み込んでいます。
✅ DEMIKS 5ステップPDテストチェックリスト
オフラインのIEC 60270試験（変圧器の工場受入試験、ケーブルの試運転、開閉装置の型式試験）に適用可能です。
☐ ステップ1 — 安全事前点検
- 試験対象物が電源オフ状態であり、絶縁され、接地されている（すべての端子が接地されている）ことを確認してください。
- 全ての作業員が高電圧区域から離れていること、および安全柵が設置されていることを確認してください。
- 周囲の温度と湿度を確認し、試験報告書に記録してください（誘電特性とノイズフロアに影響します）。
- テスト回路に目に見える損傷、汚染、または以前の分解の痕跡がないか点検してください。
☐ ステップ2 — テスト回路の組み立て
- 結合コンデンサCkを試験対象物と並列に接続します。
- 高電圧電源と被試験デバイス（DUT）の間にブロッキングインピーダンスZを取り付けてください。
- 測定インピーダンスZmをCkの接地接続部に配置します。
- すべての接続部が機械的にしっかりと固定されていることを確認してください。接続部の緩みは、実際の放電を模倣した誤った部分放電測定値の主な原因となります。
- ノイズの混入を減らすため、測定ケーブルは高電圧導体から離して配線してください（最低300mmの距離を確保）。
☐ ステップ3 — 事前テスト校正
- 校正器は、被試験機器（DUT）の高電圧端子に接続してください。検出器の入力端子には接続しないでください。
- 既知の電荷qを注入する（高感度測定の場合は通常100 pC、高レベルテストの場合は1,000 pC）。
- 検出器の表示からスケールファクターkを記録してください。これが校正済みの基準値となります。
- 校正は必須事項です。校正がなければ、pC値の測定値を機器間や試験設定間で比較することはできません。
☐ ステップ4 — 電圧印加と部分放電記録
- 高電圧源を上げる前に、試験電圧の25%から開始してください。
- IEC 60270規格に従い、15秒以内に最大試験電圧まで昇圧する。
- 該当する製品規格に規定された時間、試験電圧を保持してください。
- 各電圧レベルにおけるPRPDパターンデータとピークpC値を記録する。
- 試験期間終了後、5秒かけて徐々に電圧を下げてください。電圧を急激に下げないでください。
☐ ステップ 5 — テスト後のキャリブレーションチェックと報告
- テスト直後に校正注入を繰り返す
- 事後テストのスケールファクターkが事前テストのkと10%以上異なる場合：結果にフラグを付け、報告書を提出する前に回路を調査してください。
- レポートに記載する内容：テスト電圧、キャリブレータ電荷、周囲環境条件、PRPDパターンのスクリーンショット、ピークpC（フェーズごと）、前後スケールファクター。Zegbrk_0026。
💡 プロのヒント — 電圧上昇速度は重要です
IEC 60270では、0から試験電圧への昇圧に15秒以内しか許容されていません。昇圧速度が速すぎると電圧ショックによる偽PDが発生し、遅すぎると油紙の熱クリープによってノイズフロアが上昇します。昇圧速度はスムーズかつ制御された状態で行い、その速度をレポートに記録してください。
警告 – キャリブレータの配置はセットアップエラーの第一位です
校正器は、DUTのHV端子に接続してください。検出器の入力端子や測定インピーダンスには接続しないでください。検出器側で校正を行う場合、校正器信号は信号経路に並列に注入され、結合コンデンサや回路インピーダンスによる減衰が回避されます。スケールファクターが高くなり、報告されるpC値は実際の電荷移動量を系統的に過小評価することになります。これは目視検査では合格しますが、機器や基準器との比較では、測定値が著しく高いことが判明します。
変圧器の場合 ― 印加電圧と誘導電圧による部分放電試験
電力変圧器の受入試験については、IEC 60076-3 に従って、それぞれ異なる絶縁ゾーンを対象とした 2 つの明確な試験構成が認められています。
- 印加電圧試験 – この試験では、高圧巻線と低圧巻線の全ての端子を並列に接続し、一定時間外部の高圧電源を印加します。この試験方法は、主巻線と接地間の絶縁不良を特定することに重点を置いています。この試験における標準的な電圧は、定格電圧の1.0～1.75倍で、一定時間印加されます。
- PD測定を伴う誘導過電圧試験低圧巻線に高周波（100～400Hz）の交流電圧を印加してコアの飽和を抑制します。部分放電は、高電圧（通常、定格Um/√3の1.5～1.8倍、5分間）で測定されます。 IEC 60076-3に基づく部分放電（PD）の許容基準：通常、220kV+変圧器では≤300pC、低電圧クラスでは拡張電圧レベルで≤500pC。
ケーブル向け — VLFベースのPDコミッショニングテスト
高電圧ケーブル試験。定格電圧が30kVを超える新規高電圧ケーブルについては、IEC 60840に準拠した試験手順が適用されます。通常、超低周波（VLF）試験電圧源（0.1Hz）が長時間（1.7Uで60分）印加されるか、敷設後の試運転試験（1.4Uで60～180分）に印加されます。新規で正しく設置されたケーブルおよび付属品（接続部、終端部）は、試験電圧を超える部分放電（PD）を示しません。有意な測定値は絶縁欠陥を示しており、通電前に欠陥箇所を特定する必要があります。VLFは高電圧電源の電力要求を低減するため、現場での適用が可能です。
機器の選び方？ガイドをご覧ください 最適な部分放電試験装置の選択、そして私たちの概要は 工場出荷時のPD試験手順.
現場シナリオ – 820 pC、工場品質管理校正のずれが判明
110kV電力変圧器メーカーの工場出荷前検査において、品質検査員が誘導過電圧部分放電（PD）試験中に820pCを検出しました。これは顧客の仕様である≤500pCを大幅に上回っています。検査員は不合格通知を発行する前に、DEMIKSチェックリストのステップ5である試験後校正を実行しました。試験後のスケールファクターは、試験前の基準値から18%ずれていました。調査の結果、測定インピーダンス入力のケーブル接続が緩んでいることが判明しました。電圧印加中に接続が緩んでいたのです。接続を再度固定し、再校正を行ったところ、PDレベルは310pCとなり、仕様値の範囲内となりました。根本原因は、接続の緩みによって測定入力のインピーダンスが増加し、見かけ上の電荷値が人為的に約2倍に膨らんでいたことです。試験後校正チェックを行わなければ、310pCの変圧器でも不合格と判定されていたでしょう。DEMIKSの5ステップチェックリストには、この不具合モードを検出するためにステップ5が設けられています。
PD試験結果の読み方 ― pC値、PRPDパターン、合否判定
検出器のpC値は合否判定ではなく、トリガーです。つまり、処理すべき作業があることを示す信号です。その診断ツールはPRPDパターン（位相分解部分放電）で、印加電圧の位相に対して電荷振幅と発生率をプロットします。
pC値が同一の2つの物質でも、そのパターンが異なるため、全く異なる診断結果を示す可能性がある。
「PRPDパターンは、印加電圧の振幅と繰り返し周波数に位相角を重ね合わせることで、損傷の種類と程度に関するデータを提供する。」
– チャールズ・ナイベック博士、メガー社変電所アプリケーションエンジニア
PRPDパターン指紋採取ガイド
| PRPDパターン | 位相位置 | 放電源 | 重大度 |
|---|---|---|---|
| 対称クラスター | 0～90°および180～270°（いずれも半サイクル） | 固体断熱材内の空隙／空洞 | 高 — 構造的欠陥 |
| 極性効果を伴う90°または270°付近のピーク | 電圧ピーク付近（半サイクルが支配的） | 鋭利な電極または先端からのコロナ放電 | 媒体 — 電極の状態を調査する |
| 非対称で広範囲に散らばる | 不規則 — 複数の位相ウィンドウにわたって存在する | 表面追跡または汚染物質の排出 | 変動あり ― 退院率と傾向によって異なる |
| ランダム散乱、位相相関なし | 0～360°の範囲で均一に分布 | 電気ノイズ／外部EMI | PDではない — ノイズ源を特定する |
警告 – 高いpC値は資産の故障を意味するものではありません
電気ノイズやシールドが不十分な回路では、200～2,000 pCの測定値が見られることはよくあります。位相が一致する放電を示すPRPDパターンが見られない場合、それはほぼ間違いなく外部EMIであり、内部部分放電ではありません。PRPDパターンは診断ツールであり、pC値はパターンを確認すべきであるというシグナルです。
合格/不合格基準 - あなたの資産に適用される基準はどれですか
技術ノート：IEC 60076-3 電力変圧器の受入基準
IEC 60076-3に従って実施される誘導過電圧PD試験では、PDレベルは、高電圧（一般的に1.5～1.8μm/3）で5分間測定されます。
通常の受入基準は以下のとおりです。
- 定格電圧300kVの変圧器：PD < 500 pC（Um/3時）（最小値であり、例として記載。契約仕様書を参照のこと）
- 定格電圧220kV以上の変圧器：PD < 300 pC（Um/3の場合、超高圧クラスではより高い要件）
- 高電圧ケーブル（IEC 60840）：試験電圧では部分放電は検出されない。新品のケーブルは部分放電がゼロであることが期待される。
注：正確なしきい値は変圧器のクラスに応じて設定されます。
該当するIEC 60076-3文書を参照し、変圧器クラスの最低基準よりも厳しい追加の契約仕様要件がないか確認してください。
部分放電を確認するにはどうすればいいですか？
部分放電の検出は、常に発生する電磁パルスの測定によって行われます。標準のIEC 60270試験では、結合コンデンサと測定インピーダンスによって検出経路が形成され、30 kHz～1 MHzの周波数領域の電荷パルスを捕捉します。非標準試験では、HFCTクランプ、TEVプローブ、UHFアンテナなどのセンサを使用して、各放電/強化イベントによってアース電位で放出される磁気、容量性、および電磁エネルギーを検出します。主な診断出力は、印加電圧の位相角に対してプロットされた放電振幅と繰り返しレートを相関させるPRPDパターンです。ノイズ弁別（実際のPDと電気的活動を区別する）は、生のpC値を記録するのではなく、検出器パルスをPRPDパターンに渡すことによって行われます。最も一般的な解釈の落とし穴を回避するためのアドバイスについては、ガイドを参照してください。 オンサイトPDテストにおけるよくある間違い.
現場シナリオ：ヨハネスブルグでの680 pC TEVの測定値—PRPDパターンによって特定されたEMI
南アフリカのヨハネスブルグの保護エンジニアは、IEC 60270 トレーニングを修了してから 3 週間後に、33 kV リング メイン ユニットで TEV センサーを使用して最初の現場 PD 調査を実施しました。検出器は 680 pC を示しました。彼は警戒し、マネージャーに連絡して、サービスからの即時撤退を推奨しました。計画停電 (約 6 時間で 2,000 人の顧客に影響) の前に、上級エンジニアが PRPD データを確認します。パターンには位相相関がなく、パルスは 360° 全体に均一に散らばり、振幅分布は不規則で、ボイド放電に典型的な 0～90° または 180～270° のウィンドウに集中していません。診断は、3 週間前に隣接する MV モータ制御センターに設置された可変周波数ドライブからの外部 EMI です。ソースとテスト回路の間に PD フィルタを取り付け、TEV センサーをドライブ パネルから 30 cm 離れた場所に移動した後、実際の PD 読み取り値は 42 pC で、許容範囲内でした。ネットワークの停止は必要ありません。教訓：PRPDパターンは、pC値よりも常に優先される。
故障を未然に防ぐPD監視プログラムの構築
部分放電（PD）検査を1回実施すれば、「その時点での断熱材の状態はどうか」という1つの疑問に答えることができます。一方、PDモニタリングプログラムを実施すれば、「断熱材の状態は改善しているのか、現状維持なのか、悪化しているのか、またその速度はどのくらいか」という、さらに重要な疑問に答えることができます。
現場調査では、変電所や工業用地において、ある時点で実際に部分放電（PD）が発生している資産は全体のわずか5～10%に過ぎないことが一貫して示されています。残りの90～95%はどうすればよいのでしょうか？敷地内のすべての資産を継続的に監視することは経済的ではありません。段階的なプログラム、つまり定期的な携帯型調査によって不具合のある資産を特定し、重点的に監視または検査を行うという方法を採用することで、最小限の監視コストで最大の効果を得ることができます。
📋 効果的なPDモニタリングプログラムの5つの要素
- ベースライン設定：最初のテストは設定のためのものであり、実行可否の判断ではありません。ベースライン設定を行わないと、傾向分析はすべて推測に過ぎません。pC値に関係なく、すべての最初のテスト結果を初期参照点データセットとして記録してください。
- 試験間隔を設定します。1年以上低レベルで安定した部分放電（PD）値を示す資産：年1回または2年に1回の停電＋携帯型測定器による調査。低レベルで安定した部分放電値を示し、負荷が大きい資産：6ヶ月ごとまたは四半期ごとの停電＋携帯型測定器による調査。部分放電値が高い、または上昇傾向にある資産：継続的な監視または30日周期の調査。
- アラームを設定して、現在の値からの偏差（例えば、基準値と現在の値の合計からの偏差）を監視します。設定は3段階で行うことができ、例えば、現在の値に対してpC値が2、5、10増加した場合にアラートを発するように設定し、しきい値3として製品仕様と照合します。
- 最新のデータにとらわれず、資産ごとに時間経過に伴うpC値をグラフ化してみましょう。これは、レベルに対する変化率を示しています。レベルが高いこと自体は問題ではなく、その傾向が重要です。着実に上昇する400 pCは、何年も続く800 pCよりも悪い状態です。
- エスカレーションパラメータを設定する：どの程度のPDレベルまたはトレンドレートでアセットを「オフライン」にして詳細なテストを実行するか？どの程度のレベルでアセットをサービスから外すか？
危機に陥る前に、これらの条件を事前に定義しておきましょう！
プロからのアドバイス – 継続的なモニタリングを選択する前に、アンケートを実施しましょう。
中電圧および高電圧設備のうち、いずれの調査においても顕著な部分放電（PD）を示すものは5～10%未満です。まず、全設備を対象に携帯型HFCT/TEVを用いた初期スキャンを実施し、PDが高い設備を特定します。その後、特定された設備にのみ、固定式の連続監視センサーを設置します。通常、この方法により、全設備にセンサーを導入する場合と比較して、総投資額を80～90%削減できます。
継続的および定期的な監視アーキテクチャの使用例をレビューします PD試験システム比較ガイド。 また、 DEMIKS自動PDモニタリングシステム これは、実現可能な統合型継続監視ソリューションです。
部分放電試験の未来 ― AI検出、スマートセンサー、そしてIEC 60270:2025
3つの技術トレンドが部分放電試験に革命を起こそうとしている。将来の見通しを知っているエンジニアは、より良い購入決定を下すことができ、5年後には時代遅れになるような旧式のアプローチのために設計された機器に縛られることがない。
1. AIと機械学習に基づくPRPDパターン分類
従来、部分放電（PD）パターンの解釈には、熟練したPD専門家、主に数年以上の実務経験を持つ電気技師が、その性質（ボイド放電、コロナ放電、表面放電、ノイズ放電）を特定する必要がありました。しかし、最近の研究（MDPI、2026年）では、畳み込みニューラルネットワーク（CNN）ベースの分類器を用いることで、専門技術者と同等の精度で標準的なPRPDパターンデータベースを分類できることが示されています。このように、部分放電に関する知識は、電力会社などの専門知識を持たないユーザー向けにこのようなシステムが市場に出回れば、予知保全への道を開くものとなります。
2. 常設UHFスマートセンサー
300MHz～3GHz帯で動作するUHFセンサーは、GIS（ガス絶縁開閉装置）、高電圧変圧器、ケーブル終端部などに、非侵襲型の常設センサーとして設置されています。これらのセンサーは、光ファイバーやクラウド診断と組み合わせることで、点検のために計画停電を行うことなく、絶縁状態に関するリアルタイムの情報を継続的に提供します。この導入傾向の主な要因は、老朽化した送電網と、再生可能エネルギーの導入による設備利用率の向上です。
3. IEC 60270:2025 ― 次のプロジェクトで何が変わるのか
2025年6月に発行されたIEC 60270:2025（第4.0版）は、部分放電の測定に関するこの重要な規格の25年ぶりの新版です。しかし、産業用電力を扱うほぼすべてのエンジニアにとって重要な変更点があります。適用範囲が最大500Hzの交流電圧を含むように拡大されました。以前は400Hzまでしか適用範囲がなかったため、これはコンバータや整流器などの試験パラメータにとって重要です。新しい受入試験があり、入札書類が2024年後半またはそれ以前に作成されている場合は、どの規格で試験を行うことに同意したかを必ず確認してください。
顧客の仕様書で参照されていたのは、おそらく旧版の第2版だった可能性が高い。
📊 PDモニタリング市場 — 主要統計
- PDモニタリングシステムの市場規模は、2025年には世界全体で約12億4000万米ドルと推定され、2032年には約28億7000万米ドル、年平均成長率（CAGR）は約11%と予測されています（出典：ReportPrime、2025年 - 監査未実施の市場調査推定値）。
- 最も急速に成長している市場セグメントは、送電網インフラとケーブルシステムの継続的なオンライン監視です。
- 送電インフラの問題の原因は何ですか？ - システムの老朽化、再生可能エネルギー源の追加、システムの状態監視に基づく保守が年単位で対処されるアプローチであること。
データ出典に関する注記：市場規模の数値は第三者調査会社の推定値であり、独自に検証されたものではありません。あくまでも方向性を示す指標としてのみご利用ください。
💡 プロからのアドバイス — 今すぐIEC 60270:2025の準備を始めましょう
IEC 60270:2025 がリリースされました。2025 年 6 月に IEC 60270:2025 規格文書がリリースされました。2025 年後半または 2026 年に PD 試験の入札または仕様策定を行う場合は、契約書にどちらのバージョンを使用するかを明記してください。各国の標準化機関が IEC 60270:2025 を正式に採用するまでは、両方のバージョンが実際の契約書に同時に記載される可能性があるためです。
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よくある質問 — 部分放電検査
PDテストを段階的に実施するにはどうすればよいですか？
5 つの簡単な手順を見ていきましょう。(1) 事前安全チェック – 試験対象物の電源を切り、すべての外部電源から切り離し、試験対象物を接地します。(2) テスト回路の構築 – 結合コンデンサ、ブロッキングインピーダンス、測定インピーダンスで構成される IEC 60270 回路を構築します。(3) 事前テスト校正 – 校正器を DUT の HV 端子に接続し、スケール係数を測定して保存します。(4) 電源投入 (15 秒間のランプ)、電源投入ホールド、PRPD パターン、ピーク pC、最大位相 (mrad 単位) を記録します。(5) 事後テスト校正チェック – 新しいスケール係数が事前テストのスケール係数の ±10 パーセント以内に収まっていることを確認し、結果を保存します。校正を省略しないでください。有効な校正に関連付けられていない読み取り値は、合否基準で解釈できません。
部分放電試験に関するIEC規格は何ですか？
部分放電の標準測定方法は、常に国際規格であるIEC 60270に準拠しています。最新版は2025年6月発行のIEC 60270:2025（第4.0版）で、電気測定回路、校正方法、測定値（明らかに「Q」で測定される）はクーロン・ピコファラド（pC）、帯域幅（30 kHz～1 MHz）で規定されています。IEC 60270は測定方法を規定していますが、許容基準は規定していません。
許容限界については、機器の種類に応じた規格を使用する必要があります。例えば、電力変圧器にはIEC 60076-3、ケーブルにはIEC 60840、開閉装置にはIEC 62271-1などです。
PDテスター（検出器）とは何ですか？
1. 部分放電検出器は、測定回路で検出された部分放電パルスを表示および定量化するために使用される装置です。一般的なIEC 60270 部分放電検出器は、広帯域増幅器（30 kHz～1 MHz）、ピーク電荷計、およびPRPD表示装置（放電振幅/位相角）で構成されています。
一部の高度な計測機器は、パターンデータを保存して後で分析および処理します。屋外の通電機器の現場検査では、TEV計測器とHFCTベースの計測器が個人用フィールドPD検出器として機能し、標準的なIEC 60270試験回路に接続する必要がありません。
部分放電における許容可能なpC値はどれくらいですか？
許容されるpCレベルは、IEC 60270ではなく、資産固有の規格によって定義されます。IEC 60076-3に準拠した電力変圧器の場合、誘導過電圧試験中に測定された、定格220 kV未満の変圧器では≤500 pC、220 kV以上の超高圧変圧器では≤300 pCが一般的な合格基準です。IEC 60840に準拠した新しい高圧ケーブルの場合、基準は試験電圧で検出可能な部分放電がゼロであることです。現場の状態監視においては、普遍的な合否判定のpCレベルは存在しません。結果は、資産自身の過去のベースラインと傾向変化率と比較して評価する必要があります。PRPDパターン分析とベースラインコンテキストのない単一の絶対pC値では、保守の決定には不十分です。
PD試験は耐圧試験（耐圧試験）に取って代わるものですか？
これらの検査は同じことをしているのではないですか？
いいえ。部分放電試験の診断的、あるいは予測的な目的は、耐電圧試験や印加電圧試験が提供する構造的、あるいは予測的な健全性試験の目的とは全く異なり、補完的なものです。IEC 60076-3（電力変圧器）などの規格によれば、新品の電力変圧器に対しては、印加電圧（耐電圧）試験と誘導電圧部分放電試験の両方が実施されます。
1つ目の試験（印加電圧試験）は絶縁耐力試験であり、絶縁破壊が発生した場合は、その機器が正常ではないことがわかり、さらに詳細な診断試験が必要になる可能性があります。2つ目の試験である部分放電（PD）試験は、非破壊診断試験であり、動作電圧または動作電圧よりやや高い電圧における絶縁品質を定量化します。PD試験は、絶縁破壊や機器の故障が発生する*前に*絶縁劣化の状態を特定しますが、HIPOT試験ではそれができません。
耐電圧試験が失敗した後に部分放電試験を実行すると、装置は故障した部品に関する診断情報を提供しますが、これは正常に動作しているユニットの状態を正確に反映しない可能性があります。
参考情報
- IEC 60270:2025（第4.0版） —「高電圧試験技術 — 部分放電の電荷ベース測定」国際電気標準会議、ジュネーブ、2025年。入手可能： IECウェブストア
- IEC 60076-3：2013 —「電力変圧器 — 第3部：絶縁レベル、誘電試験および空気中の外部離隔距離」国際電気標準会議、ジュネーブ。入手可能： IECウェブストア
- IEC 60840：2020 —「押出成形絶縁体を用いた電力ケーブル及びその付属品（定格電圧30kV超150kV以下）－試験方法及び要求事項」国際電気標準会議（ジュネーブ）。入手可能： IECウェブストア
- NFPA 70B:2023 —「電気機器保守に関する推奨実施基準」。全米防火協会、マサチューセッツ州クインシー。入手可能： NFPA.org
- IEEE Std 493-2007 (IEEE Gold Book) – 「信頼性の高い産業用および商業用電力システムの設計に関するIEEE推奨実施基準」。電気電子学会、ニューヨーク。
- ナイベック、C. (2021). 「Q&A：部分放電検査」 メガー電気テスターオンライン2021年10月。入手可能： Megger.com
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DEMIKSのエンジニアは、日常的な試験プログラム（工場出荷前検査、試運転、オンライン部分放電監視など）向けに、IEC 60270規格に準拠した部分放電試験システムを提供できます。
経験豊富な当社のチームが、お客様のニーズに最適なソリューション選びをお手伝いいたします。
著者について
この記事はDEMIKSエンジニアリングチームによって執筆および校閲されました。
DEMIKSは、登録済みの高電圧試験装置メーカーおよびサプライヤーです。本稿で規定するすべての試験は、現在有効なIEC 60270規格（2026年5月以降）に準拠しています。受入試験を実施する際は、お住まいの地域で有効な規格の適切な版を使用するようにしてください。
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