変圧器の直列共振耐圧試験に関するよくある問題

長ケーブル線路、コンデンサ、大型発電機、変圧器などの電気容量が大きい被験品の交流耐圧試験には、大容量の試験設備と電源が必要であり、現場では容易にできないことが多い。この場合、具体的な状況に応じて、試験設備の容量不足の問題をそれぞれ直列、並列共振または直列並列共振（直列並列補償とも呼ばれる）の方法で解決することができる。

（1）直列共振（電圧共振）法。試験トランスの定格電圧が所望の試験電圧を満たすことができないが、電流が被試験品の試験電流を満たすことができる場合、試験電圧の不足を直列共振の方法で解決することができる。

（2）並列共振（電流共振）法。試験変圧器の定格電圧が試験電圧の要求を満たすことができるが、電流が被試験品に必要な試験電流に達しない場合、並列共振を用いて電流を補償し、試験電源容量不足の問題を解決することができる。

（3）直列並列共振法。以上の直列、並列共振のほか、試験変圧器の定格電圧と定格電流が試験要求を満たすことができない場合、直列、並列共振回路を同時に運用することができ、直列並列補償法とも呼ばれる。
インダクタンスコイル（使用可能なインダクタンスL列抵抗Rシミュレーション）と容量素子（電気容量C）とが直列に接続された回路において、インダクションがリアクタンスに等しい場合に電圧共振が発生し、以下のように深く分析する：

（1）L、Cが一定である場合、電源の周波数fはちょうど回路の固有発振周波数、すなわちf＝1／（2π√LC）に等しい。

（2）電源周波数が一定である場合、L＝1／［（2πf）2 C］となるようにインダクタンス量Lを調整する。

（3）電源周波数が一定の場合、C=1/[（2πf）2 L]となるように電気容量Cを調整する。インダクタンスコイル（インダクタンスL直列抵抗Rシミュレーション可能）と容量素子（電気容量C）が並列に構成された回路では、以下の条件の1つを満たすと電流共振が発生する。

（1）電源周波数f=1/2π√1/LC-R/L

（2）C＝L／［R 2＋（2πfL）2］になるように電気容量を調整する

（3）2πfCR≦1の場合、インダクタンスLを調整することによっても電流共振が発生する可能性がある。

変圧器の直列共振耐圧試験を行う場合、注意：

（1）まず同調してから昇圧すべきである。直列共振試験装置を採用する場合、試験電圧の周波数は40 Hzを下回らず、全電圧下での耐用時間は60 sであるべきである。試験時、比較的低い励磁電圧下でインダクタンスまたは周波数を調整して共振点を探し、被試験品上の電圧が高い場合、すなわち試験回路の共振点に達し、昇圧を開始して試験を行うことができる。

（2）共振試験回路の品質係数Q値の高低は試験設備、試料絶縁表面の乾燥清浄度及び高圧リード線の直径の大きさ、長さと関係があるので、試験は天気が晴れた場合に行うことが望ましい。試験設備、試作品の絶縁表面は乾燥し、清潔にしなければならない。高圧リードの長さをできるだけ短くし、大径の高圧リードを採用し、コロナ損失を低減する。試験回路の品質係数Q値を高める。

耐圧試験時に、電力設備の絶縁不良の原因は次のとおりである可能性がある：

（1）絶縁性が悪くなる。例えば変圧器油中に水分が入ったり、固体絶縁が湿ったり、絶縁が老化したりすると、絶縁性能が低下し、耐圧試験時に不合格になる可能性がある。

（2）試験方法と電圧測定方法が正しくない。例えば、変圧器試験を行う場合、非被試験巻線を短接地せず、非被試験巻線は地に対して放電する可能性があり、不合格と誤審した。また、大容量試料を試験した場合も低圧側で電圧を測定し、容積上昇効果により実際に被試料に印加された電圧が試験電圧を超え、被試料が破壊され、不合格と誤審した。

（3）絶縁特性に影響する大気条件を正確に考慮していない。気圧、温度、湿度は火花放電電圧及び破壊電圧に一定の影響を与えるため、これらの要素を考慮しないと設備不良を引き起こす可能性があるという結論を下した。