部分放電とは（部分放電試験について）

IEC 60270-2000 規格における部分放電の定義は、「導体間の絶縁を部分的にのみ架橋し、導体に隣接して発生することも、発生しないこともある局所的な放電」であり、液体および固体絶縁システムに不可逆的な損傷を与える可能性があります。

部分放電とは、導体間の絶縁を部分的にのみ橋絡（キョウラク）する放電をいい、導体間を完全に橋絡する放電は含まない（JEC-0401-1990より）と定義されています。絶縁材料が部分放電にさらされると、放電によって直接的に侵食されるばかりでなく、放電が原因で生じる活性酸素・オゾン・酸化窒素・酸などによって材料が物理的化学的に変化し、劣化していく(※1)ことが知られています。https://kikusui.co.jp/%E9%83%A8%E5%88%86%E6%94%BE%E9%9B%BB%E3%81%A8%E3%81%AF/

部分放電の発生原因

• 電界強度の増加（脆弱な設計または過大応力）
• 局所的な過加熱（空隙や気泡の発生）
• 絶縁材料の欠陥または脆弱性
• 鋳造樹脂の剥離摩耗機械的ストレス（振動）
• 水のツリー化

PD解析により、重大な欠陥の検出や絶縁システムの状態を評価することができます。多くの場合、PD現象は完全な絶縁破壊の前段階であり、その結果、電力変圧器、発電機、計器用変圧器、ケーブルシステム、スイッチギアなどは長年にわたってPDのチェックを行ってきました。

一般に、部分放電は内部部分放電と外部部分放電に分類されます。

ボイド放電とツリー化は、資産の絶縁システムにとって最も危険なタイプの部分放電である。次の例は、単純化された固体絶縁システムで、端子Aに通電した後、ボイド（コンデンサCF）に局所的な放電が発生する様子を示しています。健全な」誘電体は、並列キャパシタンスCpと直列キャパシタンスCsとして示されている。

コンデンサの誘電体にはガスの空隙があり（左上図）、この誘電体の等価回路図（左下図）。コンデンサCSとCFは容量分圧器を形成している。したがって、CFのU1降下電圧は印加電圧Utより低くなる（右図）。

絶縁体の空隙の電界強度が内部のガスの絶縁耐力より高くなると、空隙の内部に放電-小アーク-が現れる。この瞬間はスイッチ “S “が閉じられ、空隙容量（CF）にかかる電圧 “U₁”が低下するため、等価回路に反映される。

アークによって故障CFの容量が放電され，電流I₁(t)が導かれる。さらに，並列容量CP（および，端子Aに接続されたCKなど他の容量の可能性もある）からある量の電荷がCSおよびアークを介して放電される（左下図に示すスイッチS）。

放電が完了すると、空隙内のガスの弁証強度が戻り、印加電圧Utの勾配により故障CFの容量が再充電を開始する。

この例で示されるPD過程（固体絶縁体中の空隙）は、同等の高電圧勾配により、Utのゼロクロスの位相位置付近に現れる。この放電の位相相関は、いわゆる位相分解部分放電（PRPD）パターンとして表示される。

故障の種類、絶縁システム、資産の設計によって、試験電圧の位相位置に対する放電はそれぞれ異なり、 PDソースの種類を示す指標となる。IEC 60270 規格では、部分放電は電荷 Q[Coulomb]として示され、被測定機器の端子における見かけの電荷として測定される（上図 3 の A または B 参照）。