高電圧測定の技術と安全対策

産業や商業の様々な現場では、高電圧が必要とされます。高電圧を測定する技術は多岐にわたり、静電ボルテメータによる直接測定、分圧回路や変圧器を用いた間接測定、ギャップ測定などがあります。高電圧を扱う際は、適切な安全手順を遵守することが不可欠です。

直接測定

高電圧回路に直接接続して測定できる静電ボルテメータがいくつか開発されています。これらは約200 kVまで測定可能です。代表的なものに、10 kV以上の電圧を測定できる引き寄せ円盤型ボルテメータと、3 kV〜500 kVの範囲をカバーするアブラハムボルテメータがあります。ただし、200 kVを超えると記録誤差が生じることがあります。

間隙測定（ギャップ測定）

球間ギャップ法は、ボルテメータやその他の測定機器の較正手法として高い信頼性を持ちます。球間ギャップは、電圧回路上に均一な間隙を設け、そこを電圧が通過する際の電圧降下を測定します。装置は二つの金属球と、その間に設定されたガス間隙から構成され、電圧算出時にはガスの密度を考慮する必要があります。

間接測定（低電圧レベル測定）

場合によっては、実際の高電圧を直接測定せず、低いレベルの二次電圧を測定します。使用される装置には、電圧分圧回路や変圧器があります。測定電流が小さいため誤差が生じやすい点に注意が必要です。分圧回路には抵抗性・容量性のポテンシャル分圧器があり、主に実験室で使用されます。変圧器は配電系統の変電所に接続されます。

雷測定

人工的に再現できないため、雷に関するデータは限られています。その測定には、クライドノグラフが用いられます。クライドノグラフは、光感光層で覆われた誘電シートで構成され、高電圧電極と接地電極を備えます。雷の電圧が高電圧電極に到達すると、写真が記録され、リッチェンベルクパターンとして解析されます。