乾式変圧器で油漏れリスクを解消するには？

シンガポールの病院の地下には、主配電盤の隣に変電室があります。部屋は清潔で乾燥しており、臭いはありません。格納容器、油水分離装置、標準的な煙感知器を超える消火システムはありません。これは規制上の見落としではありません。これは、乾式変圧器の使用によって可能になった意図的な設計選択です。従来の油入変圧器では、同じ部屋に漏れを防ぐための結束床、油火災のリスクを軽減するための耐火エンクロージャ、熱と煙を管理するための換気システムが必要です。乾式変圧器は油自体を使用しないことでこれらの要件をすべて解消します。これは単に便利なだけではありません。これは、電気の安全性の設計方法における根本的な変化です。

どのようにして乾式変圧器オイル漏れのリスクを排除するということは、本質的にオイルの代わりに何を使うかという問題です。油入変圧器では、油は巻線の絶縁と冷却という 2 つの重要な機能を果たします。オイルが漏れると、両方の機能が損なわれ、過熱、絶縁不良、そして潜在的に致命的な故障につながります。乾式変圧器は、固体材料と空気によって同様の絶縁および冷却機能を実現します。巻線は固体絶縁システム、通常は鋳造エポキシ樹脂または真空圧力含浸 (VPI) 材料でカプセル化されます。冷却は自然空気循環または強制空冷によって行われます。液体が漏れないため、油漏れのリスクが軽減されるだけでなく、油漏れのリスクも軽減されます。それは完全に排除されます。この記事では、乾式変圧器が油漏れのリスクが許容できない用途に優れた選択肢となるエンジニアリング、材料、設計の特徴について説明します。

目次

• 1. 油漏れの構造: 油が入った変圧器はどこで故障しますか?
• 2. キャスト樹脂断熱材: 油に代わる固体バリア
• 3. VPI テクノロジー: 巻線が絶縁体になるとき
• 4. 液体を使わない冷却: 空気がどのようにオイルの働きをするか
• 5. 乾式変圧器の安全性と環境問題
• 6. よくある質問（FAQ）
• 7. 結論

1. 油漏れの構造: 油が入った変圧器はどこで故障しますか?

乾式変圧器が優れている理由を理解するには、従来の変圧器で油漏れが発生する具体的な故障箇所を理解することが役立ちます。油入変圧器は、鋼製タンク、コア、巻線、絶縁体、ブッシング、ガスケット、バルブの複雑なアセンブリです。これらの各コンポーネントは、潜在的な漏洩経路を表します。変圧器の耐用年数にわたって、オイルは熱サイクルにさらされ、タンクとコンポーネントが膨張および収縮します。この周期的な動きによってガスケットが圧縮したり緩んだりし、最終的にはシール力が失われる可能性があります。オイル自体が劣化し、ガスケットやタンクを攻撃する酸やスラッジを形成する可能性があります。溶接継ぎ目では疲労亀裂が発生する可能性があります。バルブやブッシュが緩む可能性があります。また、特に湿気の多い環境や腐食性の環境では、タンク自体が腐食する可能性があります。以下の表は、油入変圧器で最も一般的な油漏れ箇所をまとめたものです。

オイル漏れの影響は、絶縁液や冷却液の損失に限定されません。油漏れは床で滑る危険を引き起こし、環境に到達すると土壌や地下水を汚染し、油が発火源と接触すると火災の危険性が高まります。屋内設置では、油蒸気の蓄積により作業員の健康に危険が生じる可能性があります。油流出の清掃、汚染土壌の処分、変圧器の修理には多額の費用がかかる可能性があります。一部の管轄区域では、油漏れに対する規制上の罰金が高額になる場合があります。このため、多くの施設管理者やエンジニアが、これらのリスクを完全に排除する乾式変圧器に注目しているのです。

で鹿皓電力株式会社、当社は 20 年以上にわたり変圧器を製造しており、油漏れに伴うコストとリスクを目の当たりにしてきました。当社の工場では油入変圧器と乾式変圧器の両方を生産しており、お客様が特定の用途に適した技術を選択できるよう支援することに尽力しています。屋内設置、敏感な環境、火災安全が最優先される場所では、多くの場合、乾式変圧器が優れた選択肢となります。

2. キャスト樹脂断熱材: 油に代わる固体バリア

乾式変圧器の最も一般的なタイプは注型樹脂絶縁を使用しています。この設計では、高電圧巻線と低電圧巻線が固体の注型エポキシ樹脂でカプセル化されています。樹脂はシリカ粉などの充填剤と混合され、巻線の周りの金型に注入されます。その後、樹脂が硬化され、巻線を完全に囲む硬くて固体のシェルが形成されます。このシェルは、巻線の電気絶縁と機械的保護の両方を提供します。絶縁がしっかりしているので液漏れがありません。鋳造樹脂断熱システムは、湿気、ほこり、腐食性化学物質に対する耐性も高く、過酷な環境に適しています。

鋳造樹脂断熱システムは、単なるオイルの代替品ではありません。多くの点で優れた断熱システムです。エポキシ樹脂は高い絶縁耐力を持っており、破壊することなく高電圧に耐えることができます。また、熱伝導率も高く、場合によってはオイルよりも効率的に熱を巻線から逃がすことができます。樹脂は自己消火性も備えているため、火災が発生しません。これは、可燃性のオイルに比べて、安全性において重要な利点です。下の表は、注型樹脂断熱材と油断熱材の主な特性を比較したものです。

当社の工場では、真空鋳造プロセスを使用して、エポキシ樹脂が金型に完全に充填され、空隙やエアポケットがなく巻線をカプセル化します。空隙は部分放電を引き起こす可能性があり、時間の経過とともに絶縁不良を引き起こす可能性があります。当社の真空注型プロセスにより、樹脂が緻密かつ均質になり、最高レベルの断熱完全性が実現します。また、樹脂がその機械的および電気的特性を完全に発揮できるように、制御された硬化プロセスも使用しています。その結果、油や油漏れのリスクがまったくない乾式変圧器が誕生しました。

3. VPI テクノロジー: 巻線が絶縁体になるとき

乾式変圧器の最も一般的なタイプはキャスト樹脂ですが、より大型の変圧器に使用される別の技術、真空圧力含浸 (VPI) があります。 VPI トランスでは、巻線は樹脂の固体ブロックに封入されていません。代わりに、巻線には真空と圧力下で樹脂ワニスが含浸されます。ワニスは絶縁紙と導体間の隙間に浸透し、樹脂で充填されます。含浸プロセスの後、巻線が硬化され、樹脂が硬化して、巻線全体が固着した凝集構造に結合されます。この構造は、湿気や汚染からさらに保護するために、シリコン コーティングなどの保護層で覆われます。

VPI プロセスにより、非常に堅牢な巻線が作成されます。樹脂が導体を結合し、絶縁体の摩耗の原因となる動きや振動を防ぎます。樹脂はまた、湿気や汚染物質から巻線を密閉します。鋳造樹脂と同様に、VPI トランスは完全にオイルフリーであり、オイル漏れのリスクがありません。 VPI 変圧器は、鋳造樹脂変圧器の固体ブロックが重すぎるか高価すぎる場合に、より大きな電力定格に使用されることがよくあります。以下の表は、キャスト樹脂トランスと VPI トランスの主な特性を比較しています。

Lugao では、キャスト樹脂変圧器と VPI 乾式変圧器の両方を製造しています。当社の工場には最先端の真空鋳造およびVPI装置が備えられており、当社のエンジニアは各用途に適切な技術を選択する豊富な経験を持っています。屋内分電盤用の小型軽量変圧器や産業施設用の大型高圧変圧器など、油漏れのリスクを排除した乾式変圧器ソリューションをご提供します。

4. 液体を使わない冷却: 空気がどのようにオイルの働きをするか

変圧器内の油の機能の 1 つは、巻線を冷却することです。オイルは巻線から熱を伝導してタンク表面に伝え、そこで周囲の空気に放散します。乾式変圧器では、冷却機能は空気によって行われます。巻線は、空気を循環させて熱を逃がすエアダクトと冷却チャネルを備えて設計されています。小型の変圧器では、必要な冷却を提供するには自然対流で十分です。大型の変圧器では、ファンを使用して冷却チャネルに空気を送り込み、冷却能力を高めます。以下の表は、油入変圧器と乾式変圧器の冷却方式を比較したものです。

当社の工場では、最適化された空冷システムを備えた乾式変圧器を設計しています。巻線は精密に巻かれた導体と絶縁材料で構成されており、均一な冷却チャネルを形成します。大型のユニットでは、あらゆる負荷条件下で巻線が効果的に冷却されるように、高効率のファンを使用します。また、温度センサーと制御システムを使用して、巻線温度を監視し、ファンを制御します。これにより、変圧器が最適な温度で動作し、効率と耐用年数が最大化されます。冷却システムにオイルが存在しないため、漏れのリスクがなくなり、オイルの封じ込めや廃棄の必要がなくなり、乾式変圧器はより環境に優しく、メンテナンスの手間がかからないソリューションになります。

5. 乾式変圧器の安全性と環境問題

乾式変圧器の利点は油漏れがないことだけではありません。油が存在しないため、火災の危険性、油の封じ込めの必要性、油流出に伴う環境上の危険も排除されます。これらの安全性と環境上の利点は、施設管理者、保険会社、規制当局にとってますます重要になっています。多くの管轄区域では、屋内設置および病院、学校、ショッピング センターなど公衆が存在する可能性のある場所では乾式変圧器の使用が義務付けられています。以下の表は、油入変圧器と比較した乾式変圧器の安全性と環境上の利点をまとめたものです。

Lugao では、安全で信頼性が高く、環境に優しい変圧器ソリューションをお客様に提供することに尽力しています。当社の乾式変圧器は、最も厳しい安全基準と環境基準を満たすように設計されています。当社の注型樹脂およびVPI変圧器には、高品質の自己消火性材料のみを使用しています。当社の工場は ISO 9001 および ISO 14001 の認証を取得しており、製品は IEC 60076 およびその他の国際規格に従ってテストされています。新しい施設を建設する場合でも、既存の施設をアップグレードする場合でも、当社はお客様の用途に適した乾式変圧器の選択をお手伝いします。

6. よくある質問（FAQ）

質問 1: 乾式変圧器は完全にオイルフリーですか?

回答: はい、乾式変圧器は完全にオイルフリーです。鋳造エポキシ樹脂や樹脂含浸紙などの固体絶縁材と冷却用の空気を使用します。変圧器には液体誘電体や冷却剤はありません。これが乾式変圧器の特徴であり、油漏れのリスクがない理由です。

質問 2: 乾式変圧器の主な用途は何ですか?

回答: 乾式変圧器は通常、火災安全性と環境保護が重要な用途に使用されます。一般的な用途には、病院、学校、ショッピング センター、オフィス ビルの屋内設置が含まれます。これらは、油漏れや火災のリスクが許容できない地下鉱山、トンネル、海上プラットフォームでも使用されます。風力発電や太陽光発電などの再生可能エネルギー用途にも適しています。

質問 3: 乾式変圧器は効率の点で油入変圧器とどのように比較されますか?

回答: 乾式変圧器は一般に、同じ電力定格の油入変圧器よりも効率が若干劣ります。これは、空気が油に比べて冷却媒体としての効果が低いためです。ただし、その差はわずかであり、最適化された冷却システムを備えた最新の乾式変圧器は、油入変圧器の効率に非常に近い効率を達成できます。多くのアプリケーションでは、乾式変圧器の安全性と環境上の利点が、小さな効率の差を上回ります。

質問 4: 乾式変圧器にはどのようなメンテナンスが必要ですか?

回答: 乾式変圧器は油入変圧器よりもメンテナンスが少なくて済みます。オイルをテストしたり、濾過したり、交換したりする必要はありません。主なメンテナンス作業は、エアダクトと冷却ファンを清掃して適切な空気の流れを確保することと、巻線に埃が蓄積していないか定期的にチェックすることです。環境によっては、掃除機または乾いた布で巻線を掃除する必要がある場合があります。メンテナンスの間隔は、環境に応じて、通常、年または隔年です。

質問 5: 乾式変圧器は油入変圧器より高価ですか?

回答: 乾式変圧器は一般に、同じ電力定格の油入変圧器よりも初期購入コストが高くなります。ただし、油の封じ込め、消火、メンテナンス、環境コンプライアンスのコストを考慮すると、総所有コストはより低くなる可能性があります。屋内設置の場合は、建設コストの節約 (束縛された床や防火部屋の必要がない) により、購入価格の高さを相殺できます。当社の工場では、お客様の特定の用途の詳細なコスト比較を提供できます。

7. 結論

乾式変圧器は油そのものを排除することで油漏れのリスクを排除します。乾式変圧器は、注型エポキシ樹脂やVPI含浸などの固体絶縁システムと空冷の採用により、従来の油入変圧器では実現できなかった安全性と環境保護を実現しています。そのメリットは明らかです。油漏れがなく、火災の危険がなく、封じ込め要件もなく、メンテナンスも最小限で済みます。安全性、信頼性、環境への責任が最優先される用途には、乾式変圧器が最適です。

Lugao Power Co.,Ltd では、10 年以上にわたって乾式変圧器の設計と製造を行ってきました。当社の工場では、高度な真空鋳造とVPI技術を使用して、最高の品質と性能基準を満たす変圧器を製造しています。小型配電ユニットから大型電源変圧器まで、乾式変圧器を幅広く取り揃えております。当社の技術チームは、お客様の用途に適した変圧器の選択をお手伝いいたします。油漏れのリスク、火災安全性、環境コンプライアンスなどを懸念している場合でも、当社はお客様のニーズを満たすソリューションを提供できます。

陸皓電力株式会社にお問い合わせください。今日当社の乾式変圧器製品と、それらが施設内の油漏れリスクをどのように排除できるかについて詳しくご覧ください。