絶縁設計 — トラブルシューティングガイド

絶縁設計FEMで実機の放電位置がシミュレーションと違う——電界緩和の見落とし

絶縁設計FEMで「シミュレーションでは電界集中が最大の箇所Aに放電するはずが、実機ではB点で放電した」という問題は、モデルの単純化による「局所電界緩和の見落とし」が典型的な原因だ。モデル化でよく起きる単純化ミス：①曲率半径Rの小さい角部（R<0.5mm）を図面値でなく製造公差でモデル化していない——実際のR=0.3mmを仮定したが実品はR=0.15mmで電界が2倍集中していた。②表面汚損（水膜・粉塵）の効果を考慮していない——高湿度環境では絶縁体表面の沿面電界が乾燥時より30〜50%増加する場合がある。③熱膨張による電極-絶縁体間ギャップ変化——運転温度で実機のギャップが設計値から0.1mm縮小して電界集中が生じる。模型電極試験で電界分布を実測と比較することが根本的な精度向上の道だ。