定格インパルス耐電圧（Uimp）：完全エンジニアリングガイド

一般的な400V配電盤は、実際にわずか400ボルトで動作しています。それにもかかわらず、その配電盤に取り付けられているすべての回路ブレーカーは、一見すると途方もなく高い耐電圧値、Uimp 8 kVを規定しています。8000ボルトを20倍したものが、1.2マイクロ秒の電圧インパルスとして規定されているのです。いいえ、これはタイプミスではありません。これは、私たちの電気システムの具体的な実用的構造です。落雷やスイッチング事故によって発生する変化率は非常に速く、非常に厳しいため、電力線、ケーブルネットワーク、配電機器の動作電圧に対して安全な通常の動作レベルよりも高いレベルの電気保護が必要となるのです。

定格インパルス耐電圧（Uimp）とは、絶縁破壊を起こさずに機器が耐えなければならない最大耐電圧であり、機器の仕様を満たします。これにより、230Vの住宅用中電圧回路ブレーカーから400kVの海底XLPE変圧器まで、用途に合った機器を選択でき、ユーザーは関連規格の定義を満たすことができます。MDF開閉装置から765kV XLPE/HVケーブル接続地点まで、IEC絶縁試験のすべての試験カテゴリにおいて、機器は定義されたインパルス耐電圧プロファイルで動作する必要があります。電気設計でこの定義を厳密に指定し、試験を実施した場合、サージが設備全体に伝播するとすぐに機器が故障する可能性があります。

本稿では、IEC 60060-1およびIEC 60664-1における絶縁試験のインパルス耐電圧の定義、IECが規定する過電圧カテゴリと関連する試験波形、雷インパルス試験と開閉インパルス試験の違い、マルクス回路によるインパルス波形の生成方法など、幅広い技術的概要を解説します。また、近年の電気製品故障の原因と、2025年版IEC 60060-1試験所における最新の手順についても重点的に取り上げます。

定格インパルス耐電圧（Uimp）とは何ですか？

IEC 60664-1および特定の開閉装置プロトコルでは、定格インパルス耐電圧（Uimp）は、規定された方法に従って試験した場合に、機器が絶縁破壊を起こすことなく印加できる、規定された形式および極性の障害電圧インパルスのピーク値に相当します。この表現の4つの単語、「ピーク」および「規定された形式」が、その意味の大部分を伝えています。

ピーク値を示すUimpは、実効電圧ではなく、キロボルトピーク値（kVp、実効値ではない）で表されます。8 kVのインパルスとは、電気機器が8000ボルトの瞬間的なスパイクに耐えなければならないことを意味し、平均実効電圧で表されているわけではありません。インパルス耐電圧を、実効値で指定される動作電圧（Ue）や絶縁電圧（Ui）と比較すると、この違いは明らかです。

規定された形式とは、試験によって使用される波形として、立ち上がり時間1.2マイクロ秒から立ち下がり時間1.2kVまでの雷インパルス波形（IEC 60060-2）を指します。一方、インパルス波形全体の半分までの立ち下がり時間50マイクロ秒は、IECが参照する標準形式の電気インパルスです。

Uimpが動作電圧をはるかに上回る理由

Uimp は、機器が通常動作する電圧ではありません。雷やスイッチング過渡現象による過渡過電圧は、システムピークから 1 μs ～ 数ミリ秒低い値で発生します。これらの過渡過電圧は、システムの公称電圧をはるかに上回る値になります。近くに落雷があった 230 V 回路では、配電盤の端子で 4 kV 以上の過渡スパイクが発生する可能性があります。これは公称電圧の約 18 倍です。230 V に安全マージンを加えた定格の通常の動作絶縁は、このような瞬間的なストレスを吸収するようには設計されていません。

IECの電圧定格階層は、これを明確に示している。

• Ue（定格動作電圧）とは、通常のシステム電圧（例：400V）のことです。これは、機器が定格スイッチング動作を行う際の電圧です。
• Ui-（定格絶縁電圧）は、交流持続絶縁基準電圧（例：690V）です。これは、機器が耐えられるように設計されている最大電圧（耐久試験の基準電圧）です。60秒間の商用周波数絶縁試験に適用される試験電圧です。
• Uimp（定格インパルス耐電圧）とは、機器が耐えなければならない過渡的なピーク電圧のことで、例えば8kVなどです。これは1.2/50μsのインパルス耐電圧試験によって検証されます。

Ui と Uimp の桁数の違いは偶然ではありません。インパルス耐電圧は、絶縁体の厚さに対する耐電圧ではなく、クリアランス（空気ギャップ）に対する耐電圧に関係します。690 V AC に無期限に耐えられる 3 mm の空気でも、ギャップの形状がインパルス用に設計されていない場合、4,000 V のピークでフラッシュオーバーする可能性があります。Uimp は、形状が耐えなければならない過渡的な応力を表します。Ui は、固体絶縁体が耐えなければならない持続的な応力を表します。どちらも他方を置き換えるものではありません。

絶縁協調とは、建設現場の過渡的な暴露条件に適合するUimp値を使用することです。これは、低電圧機器の場合はIEC 60664-1、送電システムの場合はIEC 60071-1に準拠します。どちらの規格も、設置時の暴露レベルを必要なUimp値に合わせ、その後、IEC 60060-1に規定されている古典的なインパルス耐電圧試験によって検証します。

IECとIEEE：Uimp、BIL、およびインパルス試験を規定する規格

国際プロジェクトでは、同じ現象を表すのに2つの用語が用いられます。IEC規格ではUimp、IEEE/北米規格ではBIL（基本インパルスレベル）です。どちらも、定義された1.2/50μsの雷インパルスに対するデバイスの耐衝撃性を、ショットごとに測定するものです。基本的な物理法則は同じですが、試験手順と大気補正の方法が異なります。

空気温度基準の差（IECでは20℃、IEEEでは30℃）は、実際に大きな影響を及ぼします。大気補正係数は、実験室の温度、圧力、湿度が基準と異なる場合に、印加される試験電圧を標準条件に調整します。20℃の基準で検証された機器は、30℃ではわずかに異なる補正係数を示す可能性があります。これは、規格地域をまたいで部品を調達する際に、見かけ上の不一致の原因となります。国際的なプロジェクトでは、どの規格が適用されるかを確認し、作成された型式試験報告書が正しい基準を使用していることを確認してください。

インパルス耐電圧に関するIEC規格階層

U imp の図は、それぞれシステムの異なる層をカバーする 3 つの IEC 規格によって描かれています。

• IEC 60664-1 (2020年、第3版) - 1.000 V AC / 1500 V DCまでの低電圧システムにおける機器の絶縁協調。システム電圧と設置位置を必要なU impに関連付ける過電圧カテゴリ表が含まれています。これは、MCCB、端子台、またはコンタクタのU impを選択する際に機器設計者が参照する規格です。
• IEC 60060-1 (2025年、第4版) – 高電圧試験技術、第1部。1.2/50μs波形、許容誤差、および大気補正係数を規定しています。試験所におけるインパルス耐圧試験の合否判定基準を定めています。2025年第4版では、適用範囲を超高電圧機器に拡大し、デジタル波形評価技術を明示的に追加しています。試験手順を策定する際には、試験所はこの規格を参照します。
• IEC 62271-100 (2021) – 交流遮断器。必要な定格雷インパルス耐電圧と推奨定格雷インパルス耐電圧を規定する。約72.5 kVを超える機器については、雷インパルス試験に加えて、認可された開閉インパルス試験が必要となる。

DEMIKS社製高電圧機器に関連する雷インパルス耐電圧に関する詳細な説明については、「雷インパルス耐電圧の概要」をご覧ください。

システム電圧別の過電圧カテゴリとUimp値

IEC 60664-1では、低電圧設備を、電源入口に対する機器の設置位置に基づいて、4つの過電圧カテゴリ（OVC I～IV）に分類しています。電源に近い機器は、雷やスイッチングによる過渡エネルギーをより多く受けるため、より高いUimp値が規定されています。セキュリティ対策が施された設備の奥深くでは、電圧はケーブルインピーダンスやサージ保護装置などの減衰段階を経て現れます。

避雷器および第2部サージ保護装置（SPD）は、機器の安全マージンを確保し、供給業者のばらつきに対応するため、最大8kVのUimpを必要とすることがよくあります。このマージンは、機器の安全が配電装置に切り替わる配電盤において特に重要であり、単一の配電盤は、同等のOVC IV構成よりもはるかに多くの分散した下流負荷に電力を供給することがよくあります。

中電圧Uimp要件（IEC 62271-100）

主配電開閉装置および変圧器への主フィーダーについては、中電圧MCCBおよび開閉装置を10～12kV Uimpで指定できます。一般的に、産業用グレードのMCCBを指定することは、8kV以上の高電圧範囲、つまりOVC III機器の最小4kVを超える電圧範囲として受け入れられています。

1 kV以上の開閉装置および遮断器については、IEC 62271-100で定格電圧Urの関数として必要な雷インパルス耐電圧（LIWV）が規定されています。これらの値は長年の現場データと故障統計に基づいており、各電圧カテゴリには下限値と上限値が設定されています。

11 kV 開閉装置（英国および英連邦諸国の配電網で一般的な定格電圧クラス Ur=12 kV）の場合、LIWV 要件は 75 kV です。つまり、定格 12 kV の機器は 75 kV のピークインパルス試験に合格する必要があります。この試験では、遮断器は定格の 6 倍を超える単一の開閉インパルスまたは雷インパルスに耐えられる必要があります。電圧が高いほど、物理的に広い空間がサージに耐えられるため、比率が高くなります。

雷インパルスとスイッチングインパルス：2つの波形、1つの目標

衝動テストに加えて、 部分放電 型式試験中の活動は、通常、インパルス試験によってフラッシュオーバー未満の絶縁応力が検出されたかどうかを確認するために検証されます。

IEC 60060-1では、類似した2つの波形が使用されています。それぞれが電力系統における異なる物理プロセスを表し、それぞれ異なる種類の機器に適用されます。試験要件に適用できない標準波形を選択することは、仕様上の誤りです。

雷インパルス（LI）波形は、雷から発生するサージの電気的形状をモデル化したものです。電圧ステップへの急激な上昇に続き、長い下降テールが続きます。この標準波形は1.2/50 μsと規定されています。T1 = 1.2 μs（30%）の波面時間を考慮すると、実際の波面測定値は0.84 μsから1.56 μsの範囲であっても試験に合格します。T2 = 50 μs（20%）の半値電圧到達時間であれば、実際の時間は40～60 μsであっても合格となります。これらの試験は、400V真空開閉装置から765 kV変圧器ブッシングまで、ほぼすべての高電圧機器に必要です。

スイッチングインパルス（SI）は、電力系統のスイッチングによって発生する過渡過電圧イベントを再現します。これは、長距離送電線の通電、コンデンサバンクの遮断、負荷がかかった状態での高電圧遮断器の開放などです。これらのイベントはすべて、高速な過渡雷インパルスと比較して、遅延が遅く、持続時間が長いスパイクを生成します。スイッチングインパルスの典型的な波形は、250/2500 μs で、立ち上がり時間 250 μs (20%)、半値までの時間 2,500 秒 (60%) です。スイッチング過渡現象は大きく変動する可能性があるため、スイッチングインパルス波形にはより広い許容範囲が使用されます。

定格電圧が約 72.5 kV を超える場合、IEC 62271-100 では、一般的に雷インパルスと開閉インパルスの両方の耐電圧試験の使用が義務付けられています。これは逆のように思えます。長い外部エアギャップ (架空線、屋外表面ポスト碍子、屋外機器の長い沿面経路) では、立ち上がりの遅い開閉インパルスを受けると、破壊電圧が雷インパルスを超えます。これが、放電伝播が完全に発達するのに時間がかかる長いエアギャップでは、立ち上がりの遅い開閉インパルスの方が雷インパルスよりもフラッシュオーバー電圧が低い理由です。250/2500 μs の波形 2 は、完全な遷移プロセスに必要な時間をシミュレートするため、この試験に適していますが、1.2/50 μs の波形 2 では適していません。

インパルス耐電圧試験の仕組み：ステップバイステップ

IEC 60060-1によると、インパルス耐電圧試験は、適切に実施される場合、波形、大気補正、およびショットシーケンスが有効であることを確認するなど、すべての証明試験の詳細を組み合わせる必要がある。

フェーズ1：テスト前の準備

1. 測定システムを校正してください。デジタル測定システムと分圧器は、各テストの前に精度を確認し、IEC 60060-2の要件に従って再校正する必要があります。許容範囲外の機器は、故障を隠蔽したり、望ましくない不良品を生み出したりする可能性があります。
2. 大気補正。IEC 60060-1では、すべての試験セッションの前に温度、気圧、絶対湿度を記録することが義務付けられています。大気補正比kに基づき、IEC 60060-2の方法を用いてkを乗じたプログラムされたUimpは、実際に発射に使用された電圧よりも高くなる可能性があります。高地や高湿度の条件下で試験を行う場合、結果として数パーセントの差が生じる可能性があります。
3. 試験片を点検してください。表面の汚染、湿潤、機械的損傷がないか確認してください。汚染された試験片から得られた結果は、機器の衝撃耐性能力を正確に反映しないため、不合格となる可能性があります。
4. 低電圧波形チェックを実行します。試験片に目標値 Uimp の 50～75% のインパルスを印加し、波形形状の T1 点と T2 点を記録します (IEC 60060-1)。T1 が (1.2 μs ± 30%) の範囲内、T2 が (50 μs ± 20%) の範囲内にあることを確認します。低電圧での形状チェックが確認されたら、以降のインパルス照射では電圧を最大レベルまで上げます。

フェーズ2：耐荷重試験シーケンス

基本的な試験プロトコルでは、指定されたUimpに対して一連のパルス照射を行う。

• ショット数：製品規格の指示に従い、型式試験における標準的なインパルス耐圧試験範囲は、通常、極性ごとに15回のインパルスショットです。一般的に、低電圧のルーチン試験では、完全な型式試験手順を再実行することなく製品の一貫性を確保するために、より少ないショット数が適用されます。
• 極性シーケンス：正負のパルスが印加されます。絶縁体の形状によっては、極性の影響が異なる場合があります。例えば、75kVの正パルスに耐える非対称電極システムの場合、負パルスはより低い電圧でフラッシュオーバーを引き起こす可能性があります。
• ショット間隔：ショット照射の間隔は少なくとも1秒とする。これは、その間にエアギャップ内の過渡的な電離が減衰によって減少するためである。
• 評価基準: 破壊的でユニークな評価、フラッシュオーバーまたは穿孔、テストでの不十分な機会、決定的な評価。劣化の危険性をテストするために検討してください。

チョップドウェーブインパルステスト

規定されている全波試験に加えて、一部の製品規格（最も一般的なのは電力変圧器に関するIEC 60076-4と、IEEE BILプロトコルの各種規格）では、チョップド波試験も要求されています。この試験では、波形が所定の過電圧レベル（通常は全波ピークの約1.1～1.15倍）まで上昇した後、スパークギャップによって波形が「チョップ」され、2～6μsの期間で電圧が急激に低下します。チョップド波形は巻線絶縁体に独特の応力パターンを与え、全波波形では分かりにくい弱点を特定できる場合があります。

モータおよび変圧器巻線の絶縁性能のインターターン検査、DEMIKS インターターン衝撃耐電圧試験器 巻線試験において、巻線間絶縁の損傷をより早期に検出するための特殊なインパルスを導入します。これは、機器レベルのインパルス耐圧試験全体と連携して機能します。

インパルス電圧発生器の内部：マルクス回路から測定まで

40 kV～7200 kVの試験電圧で1.2/50 μsの波形を、どのような回路構成であっても単一の高電圧電源から直接生成することは不可能です。その解決策は、1923年にエルヴィン・マルクスが発明した、現在でも従来のインパルス電圧発生器の設計を支配している回路構成に遡りますが、複数のコンデンサを並列に充電し、それらを直列に放電してカスケード状のスパークギャップを通して放電するというものです。

マルクス・サーキットの仕組み

マルクス回路はn個の同一の段から構成される。各段にはコンデンサC、充電用抵抗、およびスパークギャップがある。高電圧直流電源は、充電フェーズ中にすべてのコンデンサを同時に電圧Vcまで充電する。

充電回路では、抵抗器によって全ての部品が並列接続された状態が維持され、各段階が分離されます。

トリップによって最初のスパークギャップが点火されると、瞬時に連鎖反応が始まります。最初のコンデンサの電圧は、2番目のコンデンサに既に存在する電荷と加算され、2番目のスパークギャップに2Vcの電圧がかかります。これによりギャップが短絡し、3番目のコンデンサに3Vcの電圧がかかると電子の流れが生じます。この連鎖反応はn個のステージすべてにナノ秒で伝わり、コンデンサは実質的に直列接続され、出力電圧はnVcとなります。

波形整形：前段抵抗と後段抵抗

1.2/50μsの形状は、マルクスバンクの外側にある2つのRCネットワークによって決定される。

• フロント抵抗（Rf）は、発生器とテスト対象物の間にある抵抗器です。この回路要素は、立ち上がり時間（T1）を制御する役割を担います。Rfを大きくすると立ち上がりが遅くなり、Rfを小さくすると立ち上がりが急になります。
• テール抵抗（Rt）は、試験対象物と並列に接続されます。減衰時間（T2）を設定します。Rtの値が大きいほど、減衰に要する時間が長くなります。

発電機メーカーは、IEC 60060-1の許容範囲内で所望の波形が得られるようにRfとRtの値を選択します。試験対象の静電容量の変動（例えば、短いケーブルを試験する場合と、大きな変圧器のブッシングを試験する場合）によって実効波形が異なるため、許容範囲内に収まるようにフロント/テール抵抗を微調整する必要がある場合があります。

測定チェーン

100キロボルトの短絡電流（マイクロ秒単位の持続時間）を測定するには、3つの重要な構成要素からなる専用の測定チェーンが必要です。

1. 高電圧インパルス分圧器 – インパルス電圧を、1000:1以上などの正確に決定された比率で分割し、測定機器が許容可能な信号スケールを認識できるようにします。DEMIKS AC/DC電圧分圧器 IEC 60060-2で規定された比率と精度で利用可能です。十分な帯域幅が利用可能であれば、分周器はインパルス波面を正確に再現します（例：1.2μsの波面時間）。
2. 低損失同軸ケーブルは、分周器出力から記録装置へ、波形を歪ませることなくスケーリングされた信号を伝送します。ケーブルの長さとインピーダンスは、分周器出力のインピーダンスに適合するように調整されています。
3. デジタルインパルスレコーダーは、ナノ秒単位の時間分解能で波形をキャプチャし、記録および後続の波形解析に使用します。IEEE Std 1122-2024では、測定されたインパルス結果を信頼できる試験報告書に使用するために、インパルスレコーダーが使用すべき帯域幅、サンプリングレート、および全体的な精度が規定されています。

デジタル時代において、インパルス測定システムでは、校正済みの分圧器と高帯域幅デジタル記録器の組み合わせが、IEC 60060-1:2025 が提唱する標準システムとしてアナログ電圧計に取って代わり、主波形とともにコロナ放電活動を記録することで、フラッシュオーバー前の活動に関する追加的な洞察が得られるようになった。

誘電耐力と衝撃耐力：どちらの試験が何を証明するのか？

耐電圧試験（ハイポット試験）とインパルス耐電圧試験はどちらも絶縁システムの絶縁性能を評価する試験ですが、負荷条件のかけ方が異なるため、検出される故障の種類も異なります。これら2つの試験を混同すると、いずれか一方または両方の試験において最適とは言えない機器設計につながります。各試験がどのような条件で行われるかを深く理解することで、設計仕様を策定し、どちらの試験が重要かを判断することができます。

一方のテストに合格したからといって、もう一方のテストにも合格するとは限らない理由

低電圧機器（約 2Ui + 1,000V、IEC 60947-1）の場合、絶縁耐力試験電圧の大きさは、同じ機器の Uimp 値とほぼ同じです。たとえば、Ui 定格 690V MCCB の場合、絶縁試験は約 2,380V AC であり、8,000V のピーク Uimp よりはるかに低くなっています。ストレスの変化により、2 つの試験は絶縁性能のまったく異なる側面を評価します。一方は、ゆっくりと徐々に増加するストレスに対するバルク絶縁を調べ、もう一方は、瞬間的なオーバーシュート中のターゲットのクリアランス形状を調べます。

一定の空気間隔を持つ機器に対して60秒間の絶縁耐圧試験に合格したとしても、絶縁システムが同じであっても、同じ大きさのUimp（インパルス電圧）を受けた場合に合格するとは限りません。逆に、Uimp試験のために十分な間隔が確保されている機器でも、短時間のインパルスフラッシュオーバーには影響しないような汚染があると、商用周波数絶縁耐圧試験に合格しない可能性があります。抵抗値を確実に判定するには、両方の試験が必要です。

最適な用途 誘電試験 生産ラインや現場での試運転において、DEMIKSの商用周波数耐電圧試験装置は、製造から試運転までのあらゆるルーチン耐電圧試験をサポートします。絶縁抵抗値が高い場合は、弊社のガイドをご覧ください。 絶縁抵抗試験機の仕組みを理解する.

インパルステストの失敗の本当の原因と、その読み方

インパルス試験の失敗は、単なる合否判定データではなく、診断シグナルです。試験ラボや現場調査で典型的な4つのインパルス試験失敗パターンを把握することで、不合格となった試験片を貴重な設計情報へと変えることができます。

故障モード1：地表フラッシュオーバー

表面フラッシュオーバーは、インパルス試験で最もよく発生する故障です。電圧は固体絶縁体の内部を貫通するのではなく、表面上の抵抗が最も少ない経路、つまりブッシング、プリント基板、または絶縁体の沿面距離に沿って流れます。結果として生じるアークは、インパルスが減衰すると消滅し、表面に炭素の痕跡を残します。

表面フラッシュオーバーの原因としては、汚染度と電圧レベルに対して沿面距離が不十分な場合、導電性の粉塵や水膜による表面汚染、または特定の絶縁体の端や角に電界が集中する形状上の問題、の3つが考えられます。沿面距離を長くしたり、コンフォーマルコーティングを施したり、電極形状を変更したりすることで、絶縁材を部品から取り除くことなく、ほとんどの表面フラッシュオーバーによる故障を解消できます。

故障モード2：バルク断熱材の穿孔

貫通は、インパルス電圧が固体絶縁材料本体を貫通し、永久的な導電経路を形成することで発生します。表面フラッシュオーバーとは異なり、貫通は修復不可能です。試験片は破壊され、使用を再開することはできません。定格インパルス耐電圧以下での貫通故障は、設計が公表されている定格を満たしていないことを示しています。絶縁体の厚さが不十分であるか、材料に空隙、介在物、剥離などの製造上の欠陥があるかのいずれかです。

インパルス試験の最後に穿孔不良が発生した場合、それは製造上の欠陥ではなく、設計上の欠陥を示しています。認証試験を続行するには、機器の設計を改訂する必要があります。

故障モード3：漸進的部分放電（フラッシュオーバー未満劣化）

内部の低エネルギー空隙、放電電極の端部、または絶縁体間の界面では、即座にフラッシュオーバーは発生しない。代わりに、繰り返し放電することで徐々に損傷が進行する。 部分放電 複数の上昇するインパルスによる活動は、絶縁体を徐々に脆化させます。機器は最初の使用時にはインパルス耐性試験に合格する可能性がありますが、抵抗絶縁における部分放電の長期的な影響は、長期間の使用後に徐々に劣化を引き起こします。特に、頻繁なスイッチング過渡現象が発生し、インパルスフラッシング閾値以下のレベルで絶縁体に繰り返しストレスがかかる設備では顕著です。

CIGREで行われた分析によると、使用電圧における遮断器の故障の20%以上が絶縁関連であることが判明した。その多くは、インパルス耐電圧試験で検出されるような単一の絶縁破壊ではなく、部分放電活動によって引き起こされる累積的な損傷によるものである。短期的には 部分放電試験 型式試験中のインパルス試験と並行して実施することで、潜在的な部分放電故障モードとその前兆を公表日前に特定できる。これは、合否判定基準だけでは得られないレベルの洞察である。

故障モード4：タイプテストとルーチンテストの混同

もう一つの故障メカニズムは、実際の物理的な故障ではなく、調達ミスによるものですが、現場での影響は同様に高額になる可能性があります。機器のデータシートに記載されている Uimp 値は、認定された試験機関が設計サンプルに対して実施した型式試験から導き出されたものです。通常、すべての機器に対して実施される通常の生産試験では、より低い電圧と短い試験時間を使用して製造品質を検証します。ルーチン試験レポートのみを機器の実証済み Uimp 値の証拠として受け入れるのは誤りです。ルーチン試験は工場内での生産の均一性を示すものであり、型式試験のみが設計の真のインパルス耐圧値を示すものです。

その後、落雷による現場故障は、調達時にルーチンテストレポートのみが検査された機器、およびそのような機器がUimpの仕様を満たしていない過電圧カテゴリに設置されていた機器に起因することが判明した。これはOEM側の過失ではなく、調達仕様書が2つのテストレベルを区別していなかったためである。

インパルス試験の未来：IEC 60060-1:2025と変更点

インパルス試験技術は停滞することなく進化を続けている。2025年に発行予定のIEC 60060-1第4版と、デジタルレコーダーに関する新しいIEEE規格は、いずれも既に一流の試験機関で顕著に見られる具体的な変化を取り入れている。

IEC 60060-1:2025（第4版）— 知っておくべき3つの変更点

• 超高電圧（UHV）領域におけるアプリケーションのニーズに対応しました。第4版は、特に1,000 kV ACまたは1,500 kV DCを超える機器を対象としています。これらの機器は、アジアや中東で急速に増加している巨大な新しいUHV送電回廊で急速に普及しており、これまでIEC規格は試験方法ではなく、試験の利便性を提供するものでした。UHV機器メーカーにサービスを提供するインパルス試験所は、プロジェクト固有の妥協を強いられることなく、正式な手順を利用できるようになりました。
• 新版では波形検証手順を更新しています。最高電圧レベルでは、テスト対象内の非常に高い容量負荷の負担により波形が歪む可能性があります。 発電機電圧 波形が測定対象パラメータの計算を狂わせる場合、その対処方法の詳細は新版で明確にされています。巨大な試験対象物を扱う電力変圧器研究所は第3版で回避策を開発していましたが、新版ではその手法が体系的にまとめられています。
• 正式なデジタル波形解析付録の追加。第4版では、第3版の付録Cに記載されている手動計算方法を補完する、専用のソフトウェアベースの波形解析フレームワークが追加されました。これにより、低電圧と全電圧の波形を自動的に比較するデジタル比較が、補助的な手法ではなく、標準的な解析方法であることが正式に認められました。

IEEE Std 1122-2024 — デジタルレコーダーの最低基準

IECのアップデートに伴い、IEEEはインパルス電圧および電流測定に使用されるデジタルレコーダーに必要な動作パラメータ（最小帯域幅、サンプリングレート、ダイナミックレンジ、精度）を規定する規格Std 1122-2024を発行しました。この規格は、すべてのデジタルオシロスコープがIEC 60060-1で規定されている1.2msのフロントタイムに対応できるほど十分な広帯域性や精度を備えているわけではないため、有用です。これにより、試験機関や調達担当者は、インパルス測定用のデジタルレコーダーを要求または評価する際に、インパルス測定に対応していない可能性のある一般的な帯域幅仕様に頼るのではなく、IEEE Std 1122-2024を直接参照できるようになります。

自動化およびオンサイトインパルステスト

衝動検査の普及に影響を与えている長期的な傾向は2つあります。

• 自動試験プラットフォームは、インパルス発生器の制御、波形キャプチャ、天候補正係数の計算、合否判定、および試験レポートの作成を1つのソフトウェアスイートに統合しています。これにより、ショットシーケンスにおける人的ミスを最小限に抑え、大量試験のスループットを向上させ、手動転記の必要なく、IEC 60060-1の文書化要件を満たす標準化されたレポートを作成できます。
• 100～500kVの小型マルクス発生器は現場に展開可能なため、配電網機器の現場での携帯型インパルス試験は実現可能です。配電開閉装置の現場での雷インパルス試験に関する最近の調査によると、試験装置の校正プロセスは製造元の工場では実施できませんが、中央研究所へ移動することが現実的に不可能な機器については、工場での校正と試験品質を維持したまま現場で実施できる可能性があります。この情報は、配電網事業者を支援するDEMIKSのお客様にとって非常に重要です。

定格インパルス耐電圧に関するよくある質問