VT内蔵PASの耐圧試験、
つなぎ方を間違えるとどうなる？

電流はU相にもV相にも流れる。U相のケーブルの電流（青）はVTを通らずに直接大地へ、V相のケーブルの電流（赤）はVTを通らないとたどり着けない。VTの巻線に負担をかけるのは赤のほう。2つの道は試験器に並列につながっていて、どちらも同時に流れる。

① 開放した電線も「コンデンサ」
V相は開放（何もつながない）でも、V相の心線と、まわりの遮へい層（接地）のあいだはコンデンサです。電線の電圧が変わるには、このコンデンサに電荷を出し入れする電流（充電電流）が必要です。

② V相へ電荷を運べる道は、VTの巻線だけ
試験器はV相に直接つながっていません。V相につながっているのは、U相とのあいだのVTの一次巻線だけです。だから、V相のコンデンサを充電する電流は 試験器 → U相 → VTの一次巻線 → V相 → V相ケーブルのC → 大地 → 試験器 と通るしかありません。このモデルのW相には対地容量だけがあり、相互容量と残留電荷を省いているため、定常計算では0V・電流なしです。実物の開放相が無電圧であることを保証する説明ではありません。

③ 二次開放を仮定したモデル：励磁LとV相のCが直列
ここでは二次開放を仮定し、VTの励磁インダクタンス L とV相ケーブルの静電容量 C の直列回路で考えます。二次短絡時は一次から見たインピーダンスが変わるため、この励磁Lだけの式をそのまま使えません。コイルとコンデンサは電圧の向きが逆なので、分かれ方は次のようになります。

例：CV38mm²・30m なら C ≒ 9.6nF、X_C ≒ 330kΩ（50Hz）。VTの X_L を仮に 3.3MΩ（定格電圧で励磁電流2mA）とすると、
10,350 × 3.3 ÷（3.3 − 0.33）≒ 11,500V（定格6,600Vの約1.7倍。上のシミュレーターの値と同じ）
V相は試験電圧と逆向きに約1,150Vになり、VTには試験電圧より大きい電圧がかかります。

④ 過電圧や二次短絡で、過大な電流が流れるおそれ
二次開放でも、過電圧で鉄心が飽和すると励磁電流が増えるおそれがあります。飽和の始まる電圧や焼損までの時間は、励磁曲線・巻線抵抗・熱特性が未確認のため決められません。二次短絡時は、負担が一次側へ反映されることによる過電流も別に考えます。約31mAは「9.6nFのケーブル容量だけに10,350V・50Hzがかかる」とした I＝2πfCV の値です。直列L−C回路では容量にかかる電圧自体が変わるので、31mAを回路電流の上限にはできません。メーカーが一相ごとの耐電圧試験を禁止していることが、実機で守るべき条件です。

二次開放・一点接地・一括接地は、同じ？
異なります。二次開放では二次負荷電流が流れません。二次の一点接地は電位の基準を決め、健全な一次絶縁を通る直接の導通路は作りません。一方、二次両端を含む一括接地は二次短絡にもなるため、磁気結合を介して一次から見たインピーダンスや電流が変わります。「一次と二次が絶縁されている」ことは「二次の状態が一次に影響しない」ことではありません。

日本高圧電気の取扱説明書では、制御装置から制御線を外して端末を一括接地し、主回路を三相一括で試験します。三相一括なら相間VTの一次両端に電位差を作りません。二次の処置だけを変えて一相試験してよいという意味ではありません。

⑤ 交流なので、往復し続ける
電流は半周期ごとに向きが入れかわり、V相のコンデンサの充電と放電をくり返します。「一度流れて終わり」ではなく、試験のあいだずっとVTの巻線の中を往復します。

ケーブルがとても短い（Cが小さく X_C が X_L より大きい）ときは逆に、V相はU相に引っぱられて近い電圧になり、VTにかかる電圧は小さくなります（シミュレーターでケーブル長を0mにすると確かめられます）。X_L の値はメーカー資料で確認できなかった仮の値です。V相だけ・V＋W短絡などのパターンも、「VTの片側だけに電圧がかかり、反対側の相のケーブルをVT経由で充電する」という同じ仕組みです。

電圧は交流の実効値で、試験器の電圧を基準（0°）にした複素数で計算しています。VTは「励磁インダクタンス」と「損失ぶんの抵抗」の並列、各相は「ケーブルとPASの対地静電容量」で大地につながる、という線形モデルです。

鉄心の飽和・二次負担・二次短絡は計算に入っていません。定格との比較は表示しますが、飽和の開始点や焼損を判定する機能ではありません。ケーブル長によってはLとCが共振に近づき、大きな計算値が出ます。実機の非線形な励磁特性を用いていないため、鉄共振の発生条件や異常電圧の大きさを予測する値には使えません。

励磁電流・損失・PAS内部の静電容量は、メーカー資料で確認できなかったため仮の値です。値を変えると、異常電圧が出やすいケーブル長が変わります。「3相一括ならVTに電圧がかからない」「他相を接地するとVTに相間で試験電圧がかかる」という結論は、これらの値によりません。

PASの内蔵VTは、SOG制御装置の制御電源用です。主要メーカーの取扱説明書では、負荷側のU相−V相の間に1台つながっています（6,600/105V・25VA の例）。2台をV結線にする場合は、VT1がU−V間、VT2がV−W間です。どちらも、つながっている2つの相の電圧の差がそのまま一次巻線にかかります。

U・V・Wを短絡して試験電圧をかけると、3本とも10,350Vで、VTの両端に差がありません。VTは励磁されず、試験されるのは3相とも「電路と大地の間」の絶縁だけになります。

U相に10,350V、V相を接地すると、VT1の両端の差は10,350V。定格6,600Vの約1.57倍です。一次に定格を超える電圧がかかり、過熱・焼損のおそれがあります。飽和開始点や焼損までの時間はこの教材では特定しません。二次開放を仮定した巻数比の計算では約165Vになりますが、二次短絡時には同じ電圧にならず過電流が問題になります。

二次開放相当の線形モデルでは、開放した相はVTの励磁インダクタンスと、その相の対地静電容量（ケーブル）の直列回路で電圧が決まります。二次負担・短絡・飽和がある実機には、下記の傾向をそのまま適用しません。

• ケーブルがない・短い：開放した相はVTに引っぱられて試験電圧に近づく。条件によっては試験電圧より少し高くなる
• ケーブルが長い：開放した相は大地側に引っぱられ、逆向きの電圧になることもある。VTに試験電圧以上がかかり、過励磁・焼損のおそれ
• その間：インダクタンスと静電容量が共振に近づき、異常な電圧になりうる

「電圧バランスが崩れて、つないでいない相に思わぬ電圧がかかる」のはこのためです。

1相ずつ・2相ずつのつなぎ方では、接地した相の対地絶縁は試験されていません。3相一括なら、3相とも一度に試験できます。

相と大地の間につながるものは、3相を短絡しても試験電圧がそのままかかります。

• EVT（接地形計器用変圧器）：一次はY結線で中性点を接地。各巻線（定格 約3,810V）に10,350Vがかかり約2.7倍。三次のオープンデルタにも約520Vが出る。切り離すか、中性点の接地を外す（上の図）
• ZPD（コンデンサ形の零相電圧検出器）：相と大地の間につながる。扱いは取扱説明書で確認
• LA内蔵形のPAS：交流10,350Vの3相一括はできる。ただし AC12kV以上・DC17kV以上はかけられない（戸上電機）、直流耐電圧試験（DC20,700V）はLAが壊れるので行わない（日本高圧電気）

どれも、扱いは機器とPASの取扱説明書で確認します。

日本高圧電気の取扱説明書では、耐電圧試験のときは全ての制御線を外し、端末部を一括接地します。制御回路は一括と大地の間でAC2,000Vの試験です。戸上電機の取扱説明書では、SOG制御装置の各端子間の絶縁抵抗測定・耐電圧試験は行わないとしています。1相だけに試験電圧をかけると、VTの二次側の電圧が上がってSOG制御装置も焼損するおそれがあります。

VTの一次側には接地する点がありません（相と相の間につながるだけ）。接地するのは二次側で、V結線なら2台の二次をつないだ共通端子にD種接地をします（電気設備技術基準の解釈 第28条）。

図の「接地」は、試験のときに電線を大地につないだ状態です。停電作業では、検電・放電のあと短絡接地器具で3相の電線を短絡接地します（労働安全衛生規則 第339条）。これを外し忘れたまま1相に試験電圧をかけると、「他相を接地」と同じ形になります。