始動時に保護装置がトリップするモーター、雨季を過ぎてから故障したケーブル、何か月も保管されたままの変圧器。いずれの場合も、最初の問いは同じです。絶縁の状態はどうなっているのか。絶縁抵抗（IR）試験、現場では一般に「メガー試験」と呼ばれるこの試験は、この問いに答えるための最も迅速で経済的な手段です。ただしそれは、適切な電圧を用い、温度補正を行い、回転機についてはIEEE 43を基準として、結果を傾向（トレンド）として解釈した場合に限られます。
絶縁抵抗試験が実際に測定しているもの
導体と大地の間に直流電圧を印加すると、絶縁物を流れる全電流は次の3つの成分で構成されます。
- 容量性電流：巻線やケーブルの静電容量を充電する電流で、数秒で減衰します。
- 吸収電流（成極電流）：誘電体内の双極子の配向によって生じ、数分かけてゆっくり減衰します。
- 伝導電流および表面漏れ電流：ほぼ一定で、湿気、汚損、炭化物、亀裂があると増加します。
健全な絶縁は漏れが少ないため、全電流は数分間にわたり減少し続け、見かけの抵抗は上昇します。一方、吸湿した絶縁や汚損した絶縁では漏れ電流が支配的となり、読み値は早い段階で、しかも低い値で安定してしまいます。
スポット試験、PI、DAR
スポット試験（spot test）
一定時間、通常は1分間電圧を印加し、その読み値（IR1min）を記録します。電圧、接続方法、温度が比較可能な条件であれば、最低基準値との比較、そして何より同じ設備の履歴との比較に役立ちます。
成極指数（PI）
PI = IR10min / IR1min。同じ設備を同じ温度で測定した2つの読み値の比であるため、スポット試験の読み値に比べて温度の影響をはるかに受けにくくなります。IEEE 43では、耐熱クラスAの絶縁についてPIの最小値1.5、クラスB・F・Hについて2.0を推奨しています。同ガイドは、40 °Cに補正したIR1minがおよそ5000 MΩを超える場合、PIは意味を持たないことがあり、PIだけを理由に設備を不合格としてはならないと注意を促しています。
誘電吸収比（DAR）
DARは、より短い2つの読み値、一般的にはIR60s / IR30sを比較するものです。10分間の試験を行う時間がない場合や、吸収が短時間で終わる低静電容量の小型設備で実用的です。IEEE 43はDARの限界値を定めておらず、合否判定基準は計測器メーカーや各工場の社内手順によるため、傾向管理の指標として活用することをおすすめします。
試験電圧の選定
回転機の巻線について、IEEE 43は巻線の定格電圧に応じて次の直流試験電圧を示しています。
| 巻線の定格電圧（V） | 推奨直流試験電圧（V） |
|---|---|
| 1000未満 | 500 |
| 1000～2500 | 500～1000 |
| 2501～5000 | 1000～2500 |
| 5001～12 000 | 2500～5000 |
| 12 000超 | 5000～10 000 |
ケーブルや変圧器の試験電圧は、適用される規格、メーカーの仕様、または顧客の手順によって決まります。経年劣化したXLPE絶縁の中電圧（高圧）ケーブルについて、IEEE 400は直流による耐電圧（Hipot）試験を推奨していません。その場合、より高いストレスをかける評価はIEEE 400.2に基づくVLF（超低周波）試験で行い、絶縁抵抗は低電圧での診断試験として位置付けます。傾向管理で重要なのは、常に同じ電圧で繰り返し測定することです。
温度補正
絶縁抵抗は、温度が上昇するとおおむね指数関数的に低下します。そのためIEEE 43では、回転機の読み値を40 °Cに換算することを求めています。温度が10 °C上がるごとに抵抗が半分になるという古典的な近似は目安にはなりますが、ガイド自体も材料によって異なることを認めています。最も信頼できるのは、同じ設備を複数の温度で測定して固有の曲線を求める方法です。少なくとも、周囲温度ではなく巻線温度を常に記録し、同様の条件で試験してください。変圧器の場合は、メーカーが示す係数またはIEEE C57.152ガイドに従って補正します。
設備の種類別および傾向による解釈
モーターおよび発電機
IEEE 43は、40 °CにおけるIR1minの最小値として次を示しています。おおむね1970年以降に製造された型巻コイルの交流巻線および直流電機子の大部分は100 MΩ、乱巻巻線および1 kV未満の型巻コイル巻線は5 MΩ、それより古い巻線はkV+1 MΩです。最小値を満たしていても、前回の測定から大きく低下している場合は調査が必要です。
ケーブル
抵抗は長さに依存する（長いほど抵抗は低くなる）ため、同じ回路の過去の測定値、またはkm当たりに正規化した値と比較します。各相について、残り2相と遮へい層を接地した状態で試験し、表面漏れを絶縁不良と取り違えないよう端末部を清掃してください。
変圧器
高圧対低圧＋大地、低圧対高圧＋大地、高圧対低圧を測定します。油入変圧器のPIは一般に回転機より低く、同じ限界値では解釈しません。結果は、力率（誘電正接）試験、絶縁油分析、変圧比試験で補完します。
傾向を読む
1回だけの読み値からわかることはわずかです。保全のたびに、同じ計測器、電圧、接続で、補正後のIRとPIをグラフ化してください。継続的な低下は湿気や汚損の進行を、急激な低下は損傷や浸水を示唆します。IRが維持されているのにPIが低下している場合は、表面汚損の可能性があります。
現場チェックリスト
- NOM-029-STPS-2011（メキシコ労働社会保障省の電気作業安全規格）に従い、ロックアウト・タグアウト（LOTO）を実施し、無電圧を確認したうえで、接続前に接地してください。
- 試験電圧を加えてはならないインバータ（VFD）、コンデンサ、避雷器、電子機器を切り離してください。
- 巻線温度、相対湿度、清掃状態を記録してください。
- 前回の試験と同じ電圧および接続構成を使用し、必要に応じてガード端子を用いて表面漏れ電流を除去してください。
- 30秒、1分、10分で読み値を取り、1回の試験でスポット値、DAR、PIを求めてください。
- 試験終了後は設備を大地に放電してください。IEEE 43では、電圧印加時間の少なくとも4倍の時間接地することを推奨しています。
- 基準温度に補正し、結果を設備の履歴に記録してください。
高電圧試験は、必ず有資格者が、設備を停止した状態で、ロックアウト・タグアウトの手順に従って実施してください。
よくある質問
PIはスポット試験の代わりになりますか。
なりません。両者は補完し合うものです。補正後のスポット読み値は絶縁の絶対的なレベルを、PIは吸収曲線の形を示します。IEEE 43は両方を評価します。
インバータ（VFD）に接続したままモーターを試験してもよいですか。
推奨しません。モーターの端子でインバータを切り離してください。試験電圧によって電子回路が損傷するおそれがあり、読み値にもインバータとケーブルの値が含まれてしまいます。
どのくらいの頻度で測定すべきですか。
設備の重要度、環境、履歴によって異なります。一般的には、定期的な予防保全のたび、保管していた設備に通電する前、そして湿気への暴露や故障の発生後に測定します。
CreativeIT Groupでは、現場または試験所でケーブルおよび巻線の絶縁抵抗試験を実施し、写真と動画で記録するとともに、ご要望に応じてお客様の立会いのもとで行います。また、メガー、耐電圧（Hipot）、VLFによる絶縁診断、10 kV絶縁抵抗計のレンタル、NISTトレーサブルな絶縁抵抗計の販売も行っています。当社のエンジニアが分析を行い、当日中にご返答します。お見積りをご依頼ください。お電話 (81) 4777 6921 またはメール info@creativeit.mx でもお問い合わせいただけます。
