誘導過電圧耐性試験は、変圧器の縦方向絶縁を検証するために実施されます。この試験の原理は、定格低電圧（LV）側電圧の2倍の電圧（GB 1094.3またはIEC 60076-3による）をLV側に印加することです。印加される電圧は三相で、周波数は100Hz～200Hz（商用周波数の2～4倍）の範囲であり、3倍または4倍の周波数が最も一般的です。これに伴い、一次側（高電圧、HV）側の定格電圧と同じ倍数の電圧がHV側に誘導されます。この誘導されたHV側電圧を監視するために、3つの分圧器を使用できます。
試験原理に基づくと、必要な試験装置には、2倍のレベルで多周波電圧を印加できる計測器が含まれる。選択肢は以下のとおりである。
周波数倍増発電機セット（通常、出力電圧は800V）
周波数倍増電源（通常、出力電圧は400V）
最も一般的な電力変圧器の仕様は、10kV/400V、35kV/400V、35kV/10kV、110kV/10kVなどです。
低圧側が400Vの場合、800Vの三相入力電圧が必要です。これは、発電機セットまたは周波数倍増電源（出力が400Vであるため、別途400V/800V昇圧トランスが必要になります）を使用することで実現できます。
低圧側電圧が400Vを超える場合は、発電機セットを使用する場合でも、周波数倍増電源を使用する場合でも、追加の昇圧トランスが必要となる。
これらが主要機器です。主要機器の定格電力は、試験対象の変圧器の容量によって決まります。主要機器の他に、発電機セットまたは周波数倍増電源の制御ユニット、および高電圧側の高電圧を測定するための3つの分圧器も必要です。
これは基本的な誘導過電圧耐性試験について説明しています。部分放電（PD）試験が含まれる場合は、PDフリー機器の使用やPD測定の実施など、追加の考慮事項が必要となり、セットアップが著しく複雑になります。
この試験システムは単独で購入されることはほとんどなく、通常は他の変圧器試験システムと統合され、包括的な変圧器試験システムとして使用されます。
試験前の準備
誘導過電圧耐性試験の安全性と精度を確保するためには、徹底した事前準備が不可欠です。準備は、機器の点検、試験対象物の事前調整、環境および安全性の確保という3つの側面において厳密に実施する必要があります。
（A）機器の点検および校正
主要機器の性能検証
周波数倍増発電機セットまたは電源装置については、出力電圧の安定性（定格負荷時の電圧変動が±2%を超えないこと）、周波数調整範囲（100Hz～200Hzの範囲内で目標周波数が安定して出力されること、例えば150Hz、200Hz）、および過負荷保護機能（出力電流が定格値の1.2倍を超えた場合に3秒以内に自動的に電源が遮断されること）を確認してください。発電機セットの場合は、オイルレベルと冷却システムの状態も確認してください。起動後、10～15分間無負荷運転を行い、速度が安定しているかどうか（定格速度の±1%を超えないこと）を確認してください。
昇圧変圧器を使用する場合は、巻数比の精度（例えば、400V/800V変圧器の場合、比誤差は1%以下であること）、絶縁抵抗（2500Vメガオーム計で測定し、高圧側から接地までの絶縁抵抗は1000MΩ以上であること）、および巻線直流抵抗（三相不平衡は2%以下であること）を確認してください。これにより、昇圧変圧器自体の欠陥による試験結果の不正確さを回避できます。
補助機器の校正
3つの分圧器は、試験実施前12ヶ月以内に計量校正を受けている必要があります。校正証明書には、試験電圧範囲（例：0～110kV、0～220kV）および目標周波数における誤差値（±0.5%以下）が明記されている必要があります。試験前に、分圧器の容量性または抵抗性素子が損傷していないか、接続ケーブルに損傷や経年劣化がないかを確認し、安定した信号伝送を確保してください。
電圧調整、周波数調整、および緊急停止機能における制御ユニットの応答速度をテストします。電圧調整ステップは微調整の要件を満たす必要があります（例：最小ステップは10Vを超えないこと）。緊急停止ボタンが押されたら、主装置は1秒以内に出力を遮断し、同時にアラームが作動する必要があります。
（B）試験対象物の前処理
目視検査および状態検査
変圧器の表面から埃や油を取り除いてください。巻線端子の接続部の緩みや酸化、磁器製ブッシングのひび割れや損傷、タンクからの油漏れがないか確認してください。端子に酸化が見られる場合は、金属光沢が出るまで目の細かいサンドペーパーで磨き、導電性ペーストを塗布してください。油漏れがある場合は、まずシール面を修理し、漏れが止まるまで待ってからテストを進めてください。
変圧器のタップ切替器の位置を確認してください。タップ設定の誤りによる試験電圧計算エラーを避けるため、定格タップ位置に設定されている必要があります。同時に、変圧器の冷却システム（ファン、オイルポンプなど）が正常に機能しているかどうかも確認してください。試験中に冷却を作動させる必要がある場合は、事前に動作確認を行ってください。
絶縁抵抗および誘電損失試験
2500Vメガオームメーターを使用して、変圧器の高電圧側と接地間、低電圧側と接地間、および高電圧側と低電圧側の間の絶縁抵抗を測定します。測定結果は過去のデータと比較する必要があります（新しい機器の場合は、工場の技術要件を満たす必要があります。例えば、110kV変圧器の絶縁抵抗は通常1000MΩ以上です）。吸収比（R60s/R15s）は1.3以上、分極指数（R10min/R1min）は1.5以上である必要があります。値が異常な場合は、吸湿や絶縁体の劣化などの問題を調査し、対処してください。
誘電損失試験器を使用して、巻線の誘電正接（tanδ）を測定します。定格試験温度において、tanδ値は標準要件（例えば、10kV変圧器の場合はtanδ ≤ 0.005、110kV変圧器の場合はtanδ ≤ 0.003）を満たし、相間のtanδ値の差は0.001を超えてはなりません。tanδが過剰な場合は、乾燥処理を行うか、絶縁構造を点検してください。
（C）環境および安全保証
環境条件制御
試験環境の温度は5℃～40℃、相対湿度は80%以下に維持してください。湿度が高すぎる場合は、除湿機を使用して湿度を下げ、高湿度による表面フラッシュオーバーを防いでください。同時に、試験エリアは強力な電磁干渉（例えば、高出力モーターや高圧線など）から離れた場所（磁場強度≤0.5mT）に設置し、分圧器などの測定機器の精度に影響を与えないようにしてください。
試験区域から不要な破片を取り除き、警告テープで安全区域を区画してください。安全距離は規定の要件を満たす必要があります（例：110kVの試験電圧では1.5m以上、220kVでは3m以上）。「危険 - 高電圧 - 立ち入り禁止」などの標識を明確に掲示してください。
安全保護対策
試験担当者は、絶縁手袋（耐電圧定格が最大試験電圧以上）および絶縁靴（耐電圧定格が6kV以上）を着用しなければなりません。操作コンソールと試験対象物の間には、絶縁バリア（厚さ10mm以上、耐電圧定格が最大試験電圧以上）を設置しなければなりません。試験対象物を詳細に検査する必要がある場合は、絶縁操作棒を使用し、活電部への直接接触は厳禁です。
試験区域には、絶縁棒（安全距離要件を満たす長さのもの）、接地線（断面積が25mm²以上、接地抵抗が4Ω以下のもの）、消火器（粉末消火器またはCO2消火器、電気火災に適したもの）などの緊急設備を装備してください。試験区域には非常用照明と、幅1.2m以上の障害物のない避難経路を確保してください。
- 試運転手順
（A）機器接続
主回路接続
低圧側電源接続：試験対象物の定格低圧側電圧に基づいて電源供給方法を決定します。低圧側が400Vで、周波数倍増電源を使用する場合は、まず電源出力（400V）を400V/800V昇圧トランスの低圧側に接続し、次に昇圧トランスの高圧側を試験対象物の低圧側に接続します。周波数倍増発電機（出力800V）を使用する場合は、その出力を試験対象物の低圧側に直接接続できます。接続時には、三相の位相が一致していることを確認してください（A相はA相、B相はB相、C相はC相）。ケーブルの断面積は、電流要件を満たす必要があります（例：試験電流50Aの場合、16mm²以上）。
高電圧側モニタリング接続：3つの分圧器を、試験対象の高電圧側A相と接地、B相と接地、C相と接地の間にそれぞれ並列に接続します。分圧器の出力は、シールドケーブルを介して測定機器（オシロスコープ、電圧計など）に接続します。測定回路への干渉信号の混入を防ぐため、シールド層の一端は接地する必要があります（接地抵抗≦4Ω）。
制御回路および保護回路の接続
制御ユニット（操作コンソールなど）を制御ケーブルで主機器（周波数倍増電源、発電機セットなど）に接続し、電圧と周波数の遠隔調整を可能にする。同時に、過電流保護回路と過電圧保護回路を接続し、保護閾値（過電流閾値は定格試験電流の1.2倍、過電圧閾値は定格試験電圧の1.1倍）を設定することで、試験中の機器および試験対象の安全性を確保する。
接地回路を接続し、接地線を介して試験対象筐体、主機器筐体、および制御機器筐体を確実に接地して、接地抵抗が4Ω以下の複合接地ネットワークを形成し、機器からの漏電による感電を防止する。
（B）電圧昇圧および耐電圧プロセス
電圧昇圧動作
無負荷昇圧チェック：まず、試験対象の低圧側接続を外し、主機器を起動して無負荷昇圧を行います。分圧器の測定値と主機器の出力電圧との一致性を確認します。偏差が±1%を超える場合は、誤差が要件を満たすまで分圧器の校正状態とケーブル接続を調査します。
負荷昇圧：無負荷昇圧が正常に行われたことを確認した後、試験対象物の低圧側を接続します。電圧を一定の速度（1kV/sを超えない速度）で昇圧します。昇圧中は、分圧器に表示される高圧側電圧、試験電流、および試験対象物の状態（異音、煙、油漏れなど）を注意深く監視します。電圧が定格試験電圧の50%に達したら、1分間保持し、異常がないことを確認してから昇圧を続けます。80%に達したら、さらに1分間保持し、確認後、定格試験電圧まで昇圧します。
耐電圧保持
定格試験電圧に達したら、計測を開始します。耐電圧時間は、規格の要件に従って測定します（例えば、GB 1094.3では、電力変圧器の場合、誘導耐電圧時間は一般的に60秒と規定されています）。容量の大きい試験対象（例えば、1000kVA以上）の場合は、絶縁が完全に試験されるように、耐電圧時間を120秒まで適切に延長することができます。
耐電圧試験期間中は、10秒ごとに高電圧側電圧、試験電流、周囲温度、湿度を記録し、データの傾向を観察してください。電圧降下が著しい場合、電流が急激に増加した場合、または試験対象物に異常なノイズ、火花、または異常な油色が見られた場合は、直ちに緊急停止ボタンを押して電源を遮断してください。機器の放電が完了したら、故障の原因を調査してください。
（C）電圧降下および放電
電圧降下動作
耐電圧時間が経過したら、急激な電圧低下による電圧ショックを避けるため、電圧を一定の速度（2kV/秒を超えない速度）で低下させる。電圧が定格試験電圧の50%を下回ったら、低下速度を適切に上げてもよいが、分圧器の測定値が変動なくスムーズに低下するように注意する。
電圧が0に達したら、主機器の出力をオフにし、制御回路の電源を切断しますが、試験対象物への残留電荷を避けるため、接地回路は接続したままにしてください。
残留電荷の放電
試験対象物の高電圧側を放電するには、専用の放電棒（耐電圧定格が最大試験電圧以上であること）を使用してください。放電棒の一端を接地し、もう一端を試験対象物の高電圧端子にゆっくりと近づけ、完全に接触させます。巻線に残留する電荷を完全に放電させるため、放電時間は5分以上としてください。
放電後、試験対象物の絶縁抵抗をメガオーム計で再度測定し、事前試験データと比較する。絶縁抵抗が10%以上低下した場合は、絶縁損傷の有無を分析し、必要に応じて再試験を行う。
III．試験結果の判定と分析
（A）資格基準
視覚判断
試験中および試験後、試験対象物は、絶縁破壊やフラッシュオーバー（例えば、高電圧側巻線から接地または巻線間の火花放電がない）、異常なノイズ（例えば、「シュー」という放電音、「ブーン」というノイズ）、油漏れ、煙、または巻線の異常な温度上昇（温度上昇が10℃を超えない）を示さなければなりません。
試験後に測定された絶縁抵抗は、試験前と比較して10%以上低下してはならない。誘電正接tanδは、著しい増加（変化が0.001を超えない）を示してはならず、規格要件を満たさなければならない。
データ判断
高電圧側の誘導電圧は、定格試験電圧の±2%以内で安定していなければなりません。試験電流は、大きな変動（変動範囲が±5%を超えない）があってはならず、また、電流値は、試験対象物の計算された容量性電流（巻線容量と試験周波数に基づいて計算）から10%以内のずれでなければなりません。これは、巻線の絶縁状態が良好で、局所的な欠陥がないことを示しています。
（B）一般的な故障解析と対処
電圧が定格値に達しません
原因：主装置の出力電力不足（例えば、周波数倍増電源の容量が試験対象の励磁容量を下回っている）、昇圧トランスの巻数比の誤り、試験対象巻線の短絡、または絶縁体の吸湿による励磁電流の過大。
取り扱い：まず、主装置の容量が試験対象物の励磁容量の1.2倍以上であるかどうかを確認します。容量が不足している場合は、より容量の大きい主装置に交換します。昇圧トランスの巻数比を確認し、誤りがあれば配線を修正します。試験対象物の絶縁抵抗と誘電損失を測定します。絶縁体が湿っている場合は、乾燥処理（真空乾燥など）を行います。巻線に短絡がある場合は、トランスを分解して巻線を修理します。
耐荷重試験中の電流の急激な増加
原因：試験対象巻線の絶縁破壊、分圧回路の故障による測定誤差、接地回路の不良。
対処方法：直ちに試験を中止し、放電してください。分圧器の接続状態を確認し、予備の分圧器と交換して試験を行い、分圧器の故障を除外してください。試験対象の絶縁抵抗を測定し、0に近い場合は、巻線の絶縁破壊を示しています。変圧器を分解して破壊箇所を特定し、絶縁を修復してください（例：絶縁紙の交換、絶縁ワニスの塗布）。接地回路を確認し、接地線を締め付け、接地抵抗が4Ω以下であることを確認してください。
- 部分放電（PD）検査に関する関連要件
（A）PDフリー機器構成
主要機器に対するPDフリー要件
周波数倍増電源および発電機セットは、PDフリータイプでなければならず、定格出力電圧時におけるPDレベルが5pC以下でなければなりません。これは、主機器から発生するPD信号が試験対象物のPD測定に干渉するのを避けるためです。通常の主機器を使用する場合は、PD信号を5pC以下に抑制するために、主機器出力にPDフィルタ（PDフリーフィルタなど）を設置する必要があります。
昇圧トランス（使用する場合）は、定格出力電圧時における部分放電レベルが3pC以下の部分放電フリー昇圧トランスでなければなりません。巻線の絶縁には高純度絶縁材料（例：ノーメックス紙）を使用し、タンクは空気や湿気の侵入を防ぎ、部分放電の増加を防止するために完全密閉構造を採用する必要があります。
測定システムに対するPDフリー要件
分圧器は部分放電（PD）のないタイプ（例えば、容量性PDフリー分圧器）で、PDレベルが2pC以下である必要があります。測定ケーブルは、外部干渉信号が測定回路に入り込むのを防ぐため、シールドの一端が接地されたPDフリーのシールドケーブルを使用する必要があります。
部分放電（PD）測定器（例えば、PD検出器）は、試験対象物からのPD信号を正確に捉えるため、最小検出可能PDレベルが1pC以下、周波数応答範囲が10kHz～300kHzである必要がある。また、測定結果が測定器自身のノイズによって影響を受けることを避けるため、測定器自身のPDレベルも1pC以下である必要がある。
（B）補足的なPD試験手順
背景PD測定
試験対象物を接続する前に、主装置を起動し、定格試験電圧まで昇圧した後、バックグラウンドPD値（主装置、測定システム、接地回路からのPDを含む）を測定します。バックグラウンドPD値は5pC以下である必要があります。5pCを超える場合は、バックグラウンドPD値が要件を満たすまで、装置内のPD発生源（主装置の絶縁不良、ケーブル接続部の緩みなど）を調査してください。
試験対象物部分放電測定
試験対象物を接続した後、誘導過電圧耐圧試験手順に従って電圧を昇圧します。電圧が定格試験電圧の50%に達したらPD値の測定を開始し、定格電圧が10%上昇するごとにPD値を記録します。定格試験電圧に達した後は、耐圧時間を維持し、PD値を連続的に測定します。測定されたPD値は、規格の要件を満たす必要があります（例：110kV変圧器の場合、定格試験電圧におけるPD値は10pC以下）。
耐電圧試験後の電圧降下段階においても部分放電（PD）値の測定を継続し、PD値の推移を観察します。定格試験電圧の50%まで電圧が低下した時点でPD値が5pCを超える場合は、試験対象物に絶縁欠陥（局所的な電界集中、絶縁不純物など）が存在するかどうかを分析します。必要に応じて、PD位置検出（超音波位置検出法、パルス電流位置検出法など）を実施し、欠陥位置を特定して対処します。
- 総合変圧器試験システムの構成と応用
（A）システム構成
コアテストモジュール
誘導過電圧耐性試験モジュール：周波数倍増電源／発生器セット、部分放電（PD）フリー昇圧トランス、PDフリー分圧器、および制御ユニットで構成されています。各種仕様（10kV～220kV）のトランスに対する誘導過電圧耐性試験要件を満たし、100Hz～200Hzの周波数調整に対応、出力電圧範囲は0～500kVです。
直流抵抗試験モジュール：変圧器巻線の直流抵抗を測定し、巻線の溶接品質やタップチェンジャーの接点状態を判定するための直流抵抗テスター（測定範囲0.01mΩ～100Ω、精度±0.2%）を搭載しています。
巻数比テストモジュール：巻数比テスター（巻数比範囲1～1000、精度±0.1%）を搭載し、変圧器の各タップ位置の巻数比と極性を自動的に測定して、巻線巻数の偏差を検出します。
絶縁抵抗および誘電損失試験モジュール：変圧器の絶縁状態を評価するための2500V/5000Vメガオーム計（精度±5%）と誘電損失試験器（tanδ測定範囲0～0.1、精度±0.0001）が含まれています。
部分放電（PD）試験モジュール：PD信号の測定、分析、位置特定のための、PDフリー測定機器、超音波PD検出器、パルス電流PD位置特定装置で構成されています。
補助モジュール
データ取得・分析モジュール：産業用コンピュータとデータ取得カードを搭載し、各モジュールから試験データをリアルタイムで収集します。試験パラメータ、データ曲線、認定結果などの試験レポートを自動的に生成し、データの保存、照会、エクスポート（Excel、PDF形式）をサポートします。
安全保護モジュール：過電流保護、過電圧保護、漏電保護、および緊急停止システムを搭載し、閾値は試験要件に応じて設定可能です。また、試験エリアの状態をリアルタイムで監視し、試験の安全性を確保するためのビデオ監視システムも備えています。
（B）システムアプリケーションシナリオ
変圧器工場受入試験
新しく製造された電力変圧器については、出荷前に総合試験システムを用いて、誘導過電圧耐性、直流抵抗、巻数比、絶縁抵抗、誘電損失、部分放電試験などを含む一連の試験を実施します。これにより、製品が設計要件および国家規格（例：GB 1094シリーズ規格）を満たしているかどうかを確認し、工場製品の品質が保証されます。
変圧器の運転および保守試験
稼働中の変圧器については、総合試験システムを用いて1～3年ごと（耐用年数や運転状況に応じて調整）に予防試験を実施します。これらの試験では、絶縁状態、巻線性能、タップ切換器の状態などを検査し、絶縁劣化、巻線短絡、タップ切換器の接触不良などの潜在的な故障を早期に発見することで、変圧器の突然の故障による停電を未然に防ぎます。
変圧器修理後テスト
変圧器が故障（絶縁破壊、巻線焼損など）し修理された後、システムを用いて包括的な試験を実施し、修理の有効性を検証します。これにより、変圧器を運転再開する前に、絶縁状態と電気的性能が正常レベルに回復していることが確認され、不完全な修理による故障の再発を防ぎます。
