高圧絶縁耐力試験｜試験電圧10,350Vの求め方と充電電流・試験容量の計算

この記事を読み終えると、公称電圧6.6kVの電路の絶縁耐力試験の電圧（交流10,350V・直流20,700V）を自分で求め、ケーブルの充電電流と、試験に要る電源の容量を計算できるようになります。

第一種電気工事士の学科では、絶縁耐力試験の電圧と時間の組み合わせや、ケーブルを直流で試験するときの計算式が繰り返し出ています。10,350Vという数値を丸ごと覚えるより、公称電圧から順に掛けていく道すじで覚えると、選択肢の数値がどの掛け忘れで出たものかまで見分けられます。この記事は試験の学習用で、実際の設備で試験をする手順を示すものではありません。

絶縁耐力試験は、決められた電圧を10分間加えて耐えるかを見る

高圧の電路は、ふだんの電圧だけでなく、事故や開閉のときに生じる高い電圧にも耐えなければなりません。電気設備の技術基準の解釈 第15条は、高圧の電路について、試験電圧を電路と大地との間に「連続して10分間加えたとき、これに耐える性能を有すること」と定めています。これを確かめるのが絶縁耐力試験です。

図1の①の試験用変圧器で電圧を上げ、図1の②のように3線をまとめた電路と、大地との間に加えます。電路と大地の間には図1の③の対地静電容量があるので、交流を加えると図1の④の充電電流が流れます。この電流の大きさが、記事の後半で計算する電源の容量を決めます。

低圧の電路の絶縁は絶縁抵抗の値で定められていますが、高圧の電路は「どの電圧に耐えるか」で定められています。絶縁抵抗が高くても、高い電圧に耐えるとは限らないからです。絶縁抵抗測定との違いは高圧受電設備の検査方法で比べています。

試験電圧は「公称電圧→最大使用電圧→試験電圧」の順に求める

図2の①の公称電圧は、6.6kVのように電路を代表する線間電圧です。図2の②の最大使用電圧は、ふだんの使用で電路に加わる最大の線間電圧で、公称電圧に係数を掛けて求めます。図2の③の交流の試験電圧は、最大使用電圧の1.5倍です。ケーブルを直流で試験するときは、図2の④のようにさらに2倍します。

この順番のどこかを飛ばすと、値が変わります。公称電圧にそのまま1.5を掛けると9,900Vになり、正しい値より小さくなります。試験では、1.5の代わりに1.25を掛けた8,625Vが、誤りの選択肢として出ています。

最大使用電圧は、公称電圧に1.15÷1.1を掛ける（例題1）

解釈 第1条は、最大使用電圧を「通常の使用状態において電路に加わる最大の線間電圧」と定め、公称電圧に次の係数を掛けて求めるとしています。

電路の電圧は、負荷が軽いときなどに公称電圧より少し高くなります。その上がりぶんを見込んだ電圧が最大使用電圧です。試験電圧は最大使用電圧を基準に決められているので、計算の最初に、公称電圧を最大使用電圧へ直します。

7,000V以下の電路は1.5倍、ケーブルを直流で試験するなら2倍（例題2）

解釈 第15条の表では、最大使用電圧が7,000V以下の交流の電路の試験電圧は「最大使用電圧の1.5倍の交流電圧」です。

試験では、最大使用電圧6,900Vの高圧電路を一括して交流で試験するときの組み合わせとして、「10,350V・連続10分間」が正解になっています。時間を1分間とした選択肢は誤りです。

電線にケーブルを使う交流の電路は、交流の試験電圧の2倍の直流電圧を加える方法でもよいと定められています（第15条第二号）。試験では、公称電圧6.6kVの電路のケーブルを直流で試験するときの式として「6,600 × 1.15/1.1 × 1.5 × 2」が正解です。公称電圧に直接1.5と2を掛けた式や、1.5の代わりに2を掛けた式が、誤りの選択肢になっています。正解の式は、図2の①から④までを1行につないだものです。

最大使用電圧が7,000Vを超える電路は、倍率が変わります（60,000V以下は原則1.25倍で、10,500V未満になるときは10,500V）。6.6kVの受電設備で使うのは1.5倍です。

変圧器や開閉器は、第16条の決まりで試験する

第15条は電路の決まりで、変圧器・回転機・開閉器などの機器の電路は第16条が定めています。倍率は同じ1.5倍でも、電圧を加える場所が違います。

どれも、加える時間は連続して10分間です。回転機は巻線と大地の間に加え、交流の回転機は1.6倍の直流電圧でもよいと定められています。

交流で試験すると、ケーブルの静電容量に充電電流が流れる

高圧のケーブルは、図3の①の導体のまわりを図3の②の絶縁体が包み、その外側に図3の③の遮へい層があります。遮へい層は接地するので、導体と大地の間に絶縁体をはさんだ形になり、図3の④のように1つのコンデンサとして働きます。3線を一括して試験すると、図3の⑤のように3本ぶんが並列になります。

コンデンサに交流の電圧を加えると、絶縁が良好でも電流が流れます。これが充電電流です。ケーブルが長いほど静電容量が大きく、充電電流も大きくなります。

充電電流は I＝2πfCV で求める（例題3）

コンデンサが交流の電流を妨げる大きさ（容量性リアクタンス）は 1 ÷ (2πfC) です。電流は電圧をこれで割った値なので、充電電流は I ＝ 2πfCV になります。fは周波数〔Hz〕、Cは静電容量〔F〕、Vは加える電圧〔V〕です。

日本電気技術者協会の表では、6.6kVのCVTケーブル（38mm²）を10.35kVで3線一括して試験するときの充電電流が、50Hzで1kmあたり3.12Aです。静電容量に直すと、1線あたり約0.32μF/kmになります。

式のとおり、充電電流は周波数にも比例します。同じケーブルを60Hzの地域で試験すると、60 ÷ 50 ＝ 1.2倍の約0.75Aです。絶縁が良好でも流れる電流なので、充電電流が流れること自体は異常ではありません。地絡したときに対地静電容量を通って流れる電流も同じ式から求められ、ZCT・ZPD・EVTの違いで扱っています。

試験容量は、試験電圧と充電電流を掛けて求める（例題4）

試験用の変圧器は、試験電圧を保ったまま充電電流を流し続けます。必要な容量は、電圧と電流の積です。単相の電源から1か所へ加えるので、三相の式のように√3は掛けません。

I ＝ 2πfCV を入れると、試験容量 ＝ 2πfCV² です。電圧の2乗と、ケーブルの長さに比例します。

例題4は図4の②です。図4の①の100mでは約3.2kVAですが、図4の③の500mで約16kVA、図4の④の1kmでは約32kVAになります。ケーブルが長い設備では、交流で試験するための電源が大きくなります。

補償リアクトルは、充電電流を打ち消して電源の容量を減らす（例題5）

充電電流は、電圧より位相が90度進んだ電流です。コイル（リアクトル）に流れる電流は90度遅れるので、2つを並列につなぐと互いに打ち消し合います。交流の試験装置にはこの性質を使った補償リアクトルがあり、日本電気技術者協会の解説は「供試物の静電容量による充電電流を補償して試験に使う電源容量を節減するためのもの」と説明しています。

図5の①がケーブルの静電容量へ流れる進みの電流、図5の②がリアクトルへ流れる遅れの電流です。電源が受け持つのは、図5の③のように2つの差だけになります。力率改善の進相コンデンサは、この逆です。負荷の遅れの無効電力を、コンデンサの進みで打ち消します（力率改善と高圧進相コンデンサの図2）。

ケーブルが長いときは直流で試験し、終わったら電荷を放電する

直流で試験すれば、交流のように充電電流が流れ続けないので、電源の容量は小さくて済みます。第15条が、ケーブルを使う電路に交流の2倍の直流電圧での試験を認めているのは、交流では電源と試験設備が大きくなり、試験が難しくなるためです。

直流の電圧を加えた後の漏れ電流は、時間とともに減って落ち着くのが正常です。試験でも、6,600VのCVTケーブルの直流漏れ電流測定で、この形のチャートが正常を示すものとして出ています。チャートの形は高圧受電設備の検査方法の図3で比べられます。

ケーブルはコンデンサなので、試験の後も電荷が残ります。労働安全衛生規則 第339条は、電力ケーブルなど残留電荷による危険のある電路について、「安全な方法により当該残留電荷を確実に放電させること」を求めています。

結果は、試験電圧を連続して10分間加えて耐えたかで判定します。完成したときの検査では、絶縁耐力試験の後に絶縁抵抗を測定して、絶縁に異常がないことも確かめます。

自己チェック｜試験電圧と充電電流を自分で計算する

解説は最初から表示しています。図2を見ないで、公称電圧から試験電圧までを順に掛けられるかを試してください。

試験電圧の倍率と、充電電流の表の出どころ

2026年10月4日に、次の資料の記載内容を確認して、本文の倍率・式・例題の数値と図を照合しました。

• 経済産業省：電気設備の技術基準の解釈（PDF。第1条・第15条・第16条）
• 電気技術者試験センター：第一種電気工事士学科試験 例題「自家用電気工作物の検査方法」（PDF。例題6-②）
• 電気技術者試験センター：令和5年度第一種学科試験（午前）の問題（PDF。問36・37）
• 電気技術者試験センター：令和5年度第一種学科試験（午後）の問題（PDF。問36）
• 電気技術者試験センター：令和7年度第一種上期学科試験（出題例）の問題（PDF。問36）
• 日本電気技術者協会：電力ケーブルの耐電圧試験（CVTケーブルの充電電流の表、直流で試験する理由）
• 日本電気技術者協会：基本的な高電圧試験（交流の試験装置と補償リアクトル）
• 日本電気技術者協会：自家用電気工作物の竣工検査（最大使用電圧の考え方、試験の後の絶縁抵抗測定）
• 厚生労働省：労働安全衛生規則（第339条）

更新履歴：2026年10月4日　図1〜図5と、最大使用電圧・試験電圧・充電電流・試験容量・補償リアクトルの例題、自己チェックを加え、公称電圧から順に計算する構成に改めた

この記事を書いた人：資格太郎電気工事士の独学合格を目指して学習中。電気設備の技術基準の解釈と試験センターの問題を照合し、絶縁耐力試験の電圧と充電電流の計算を図と例題で整理しています。運営者情報と編集方針