ボックス型変電所ではなぜ部分放電制御が重要なのでしょうか?

住宅街に設置された小型ボックス型変電所では、高圧室付近で「パチパチ」というかすかな音が聞こえることがあります。ほとんどの通行人はそれに気付かないでしょう。しかし、訓練を受けたメンテナンスエンジニアにとって、その音は部分放電という警告です。部分放電は、導体間の絶縁を完全にブリッジしない局所的な放電です。これは絶縁劣化の症状であり、放っておくと徐々に絶縁が侵食され、完全に破壊されてしまいます。でボックス型変電所、機器がコンパクトな密閉された筐体に密閉されている場合、部分放電は特に危険です。狭い空間では検査が難しく、火災、爆発、近隣全体の停電など、障害が発生した場合の影響は深刻です。

この記事では、ボックス型変電所において部分放電制御が重要である理由を説明します。部分放電の原因、ボックス型変電所を特に脆弱にする条件、部分放電の検出と監視に使用される方法、部分放電を防止する設計と製造方法を検討します。また、ボックス型変電所製品の詳細な仕様は、当社の工場から提供されます。鹿皓電力株式会社信頼性の高い断熱性能を保証する機能を強調します。あなたがユーティリティ エンジニア、施設管理者、または調達専門家であっても、この記事は、コンパクトな変電所環境における部分放電の課題を理解し、対処するために必要な技術的知識を提供します。

目次

• 1. 部分放電とは何ですか?なぜ発生するのですか?
• 2. ボックス型変電所が特に脆弱なのはなぜですか?
• 3. 制御されていない部分放電の結果は何ですか?
• 4. 部分放電はどのように検出および監視されますか?
• 5. 部分放電を防ぐ設計および製造方法は何ですか?
• 6. ボックス型変電所の主な仕様は何ですか?
• 7. よくある質問（FAQ）
• 8. 結論

1. 部分放電とは何ですか?なぜ発生するのですか?

部分放電は、絶縁システム内で発生する局所的な放電ですが、2 つの導体間のギャップを完全に埋めることはできません。これは断熱材の部分的な破壊であり、脆弱な部分で発生します。放電は通常、絶縁体内の空隙、亀裂、または表面に沿って発生する小さな火花または一連の火花です。部分放電は、固体絶縁体、液体絶縁体、またはガス絶縁体で発生する可能性があります。これは、断熱システムの欠陥または応力集中の症状です。放電自体は直ちに故障を引き起こすわけではありませんが、熱、化学副生成物、機械的侵食を発生させ、絶縁体を徐々に劣化させます。時間の経過とともに、絶縁は完全に破壊されるまで弱まります。

部分放電の原因は、絶縁材料の欠陥、製造プロセスの欠陥、動作中に発生する欠陥の 3 つに分類できます。絶縁材料の欠陥には、空隙、汚染物質、誘電特性の不一致などが含まれます。製造工程における欠陥としては、含浸不良、硬化不完全、組み立て時の破損などが挙げられます。動作中に発生する欠陥には、熱老化、機械的ストレス、湿気の侵入などが含まれます。ボックス型変電所では、3 つのカテゴリすべての欠陥が発生する可能性があります。コンパクトな設計、密閉された筐体、および狭いスペースでの高い電気的ストレスにより、部分放電に有利な条件が生み出されます。以下の表は、部分放電の一般的な原因とそれを促進する条件をまとめたものです。

Lugao Power Co.,Ltd では、部分放電の原因を理解し、リスクを最小限に抑えるようにボックス型変電所製品を設計しています。当社は高品質の断熱材を使用し、厳格な製造プロセスに従い、工場から出荷される前にすべてのユニットの部分放電をテストします。

2. ボックス型変電所が特に脆弱なのはなぜですか?

ボックス型変電所は、変圧器、高電圧開閉装置、低電圧配電機器、制御システムを 1 つの筐体内に収容したコンパクトなプレハブユニットです。コンパクトで設置が簡単で見た目にも目立たないため、住宅地、商業開発、工業団地で広く使用されています。ただし、コンパクトな設計と密閉構造により、部分放電制御に特有の課題が生じます。最初の課題は、高い電気的ストレスです。コンパクトな変電所では、導体と接地部分の間の距離が短くなり、電界強度が増加します。電界強度が高くなると、特に鋭利なエッジ、角、突起などの幾何学的不連続点で部分放電が発生する可能性が高くなります。 2 番目の課題は、閉鎖された環境です。密閉された筐体は熱と湿気を閉じ込めるため、絶縁体の劣化が促進され、部分放電が促進される可能性があります。 3つ目の課題は、点検・整備の難しさです。機器は密閉されているため、断熱材の劣化の兆候を目視で検査することは困難です。つまり、部分放電が長期間検出されず、予期せぬ故障につながる可能性があります。

以下の表は、従来の屋外変電所と比較したボックス型変電所の具体的な脆弱性をまとめたものです。

当社の工場では、慎重な設計を通じてこれらの脆弱性に対処しています。当社では、最適化された電界分布、効果的な熱管理、および堅牢な水分制御を使用して、部分放電のリスクを最小限に抑えます。また、部分放電監視システムを変電所に統合して、絶縁劣化の早期警告を提供します。

3. 制御されていない部分放電の結果は何ですか?

ボックス型変電所で制御されていない部分放電が発生すると、重大な結果が生じる可能性があります。部分放電は進行性の現象です。これは小さな局所的な放電として始まり、徐々に絶縁体を侵食します。侵食により導電パスが形成され、最終的にはフラッシュオーバーとして知られる完全な破壊につながります。変電所でフラッシュオーバーが発生すると、爆発、火災、機器の全損失が発生する可能性があります。その影響は変電所自体を超えて広がります。障害が発生すると、変電所が供給するエリア全体に停電が発生し、家庭、企業、重要なインフラに影響を与える可能性があります。修理や交換のコストは多額になる可能性があり、収益と生産性の損失のコストはさらに高くなる可能性があります。以下の表は、部分放電の進行と各段階での影響をまとめたものです。

Lugao Power Co.,Ltd では、部分放電の脅威を真剣に受け止めています。当社のボックス型変電所製品は、部分放電のリスクを最小限に抑え、耐用年数全体にわたって信頼できる性能を提供するように設計およびテストされています。また、絶縁劣化を早期に警告し、故障が発生する前にメンテナンスの計画を立てることができる部分放電監視システムも提供しています。

4. 部分放電はどのように検出および監視されますか?

部分放電はさまざまな方法を使用して検出できますが、それぞれに独自の利点と制限があります。最も一般的な方法は、電気的検出、音響的検出、および化学的検出です。電気検出では、部分放電によって生成される高周波電流パルスを測定します。この方法は感度が高く、非常に小さな放電を検出できます。これは通常、センサーが機器に恒久的に取り付けられるオンライン監視に使用されます。音響検出では、超音波センサーを使用して部分放電によって発生する音波を検出します。この方法は、放電源を特定するのに役立ちます。化学検出は、機器の周囲のガスに含まれるオゾンや窒素酸化物などの部分放電の副生成物を分析します。この方法は感度は劣りますが、放電活動の簡単な指標を提供できます。以下の表は、さまざまな検出方法を比較しています。

当社の工場では、製造中に電気検出法を使用してボックス型変電所製品をテストしています。また、継続的な部分放電監視を提供するために変電所に統合できるオプションのオンライン監視システムも提供しています。これらのシステムは、HFCT センサーを使用して放電活動を検出し、レベルが事前に設定されたしきい値を超えた場合に警報を発します。これにより、オペレータは障害が発生する前に修正措置を講じることができます。

5. 部分放電を防ぐ設計および製造方法は何ですか?

ボックス型変電所における部分放電を防止するには、慎重な設計、高品質の材料、および厳格な製造プロセスを組み合わせる必要があります。設計では、電界が均一に分布し、高い応力がかかる箇所がないようにする必要があります。これは、丸い導体を使用し、鋭いエッジを避け、適切なクリアランスを維持することによって実現されます。断熱材には空隙や汚染物質があってはなりません。製造プロセスでは、絶縁体が適切に含浸および硬化されていることを確認する必要があります。以下の表は、部分放電を防止するための主要な設計および製造方法をまとめたものです。

当社の工場では、これらすべての実践をボックス型変電所製品の生産に導入しています。当社では、エポキシ部品に真空注型を使用して、空隙を排除し、均一な絶縁構造を確保しています。断熱材に湿気がこもらないように、生産エリアの湿度を管理しています。そして、工場から出荷される前に、すべての変電所で部分放電がないかテストします。当社のテストは IEC 62271-200 およびその他の関連規格に従って実施され、すべてのユニットについてテストレポートを提供します。

6. ボックス型変電所の主な仕様は何ですか?

次の表は、ボックス型変電所製品の主な仕様を示しています。これらの仕様は、最も要求の厳しい用途において信頼性の高い性能を確保し、部分放電のリスクを最小限に抑えるように設計されています。

Lugao Power Co.,Ltd.では、これらの仕様などを満たすボックス型変電所製品を製造しています。特殊な電圧、特殊な保護レベル、特殊な監視システムなど、特定のプロジェクト要件に合わせて変電所をカスタマイズできます。当社の工場には、最も要求の厳しい用途向けの高品質の変電所を製造するための専門知識と設備があります。

7. よくある質問（FAQ）

質問 1: ボックス型変電所の許容部分放電レベルはどれくらいですか?

回答: 許容可能な部分放電レベルは、電圧クラスと適用される規格によって異なります。 12 kV ボックス型変電所の場合、一般的な要件は定格電圧の 1.1 倍で 5 pC 未満です。より高い電圧の場合、要件は 10 pC 未満になる場合があります。 Lugao Power Co.,Ltd. では、変電所がこれらの要件を満たすかそれを超えるようにテストされており、すべてのユニットにテストレポートを提供しています。

質問 2: 部分放電試験はどのくらいの頻度で実行する必要がありますか?

回答: 部分放電試験は、製造中、試運転中、および運転中に定期的に実行する必要があります。オンライン監視の場合、重要な変電所については継続的な監視が推奨されます。定期的なテストについては、ほとんどのアプリケーションに対して年に一度のテストをお勧めします。古い変電所や部分放電の問題の履歴がある変電所では、頻度が増加する可能性があります。

質問 3: ボックス型変電所で部分放電が発生する原因は何ですか?

回答: 部分放電は、空隙、汚染物質、損傷などの絶縁システムの欠陥によって引き起こされます。これらの欠陥は、製造中に発生したり、熱老化、機械的ストレス、または湿気の侵入により動作中に発生したりする可能性があります。ボックス型変電所のコンパクトな設計と密閉された筐体により、電気的ストレスが増大し、湿気が閉じ込められるため、部分放電のリスクが高まる可能性があります。

質問 4: 部分放電は修復できますか、それとも変電所を交換する必要がありますか?

回答: 場合によっては、影響を受けた絶縁コンポーネントを交換することで部分放電を修復できる場合があります。ただし、放電によって重大な劣化が生じた場合は、変電所全体の交換が必要になる場合があります。最善のアプローチは、重大な損傷が発生する前に部分放電を早期に検出し、是正措置を講じることです。当社工場では、ボックス型変電所製品の修理・交換サービスを行っております。

質問 5: 部分放電とコロナ放電の違いは何ですか?

回答: 部分放電とコロナ放電は関連する現象です。コロナ放電は、気体または液体中の導体の表面で発生する部分放電の一種です。目に見える輝きとシューシューという音が特徴です。部分放電は、固体絶縁体の空隙内または表面に沿って発生する放電だけでなく、コロナ放電も含む広い用語です。ボックス型変電所の文脈では、部分放電には主要な懸念事項である固体絶縁体での放電が含まれるため、部分放電の方がより適切な用語となります。

8. 結論

ボックス型変電所では、コンパクトな設計と密閉された筐体が絶縁劣化に有利な条件を作り出すため、部分放電制御は非常に重要です。制御されていない部分放電は完全な故障につながり、火災、爆発、停電を引き起こす可能性があります。部分放電を防ぐには、慎重な設計、高品質の材料、厳格な製造プロセスを組み合わせる必要があります。また、劣化の初期の兆候を特定し、障害が発生する前に是正措置を講じるための効果的な検出と監視も必要です。 Lugao Power Co.,Ltd.の工場では、最高の絶縁信頼性基準を満たすボックス型変電所製品の製造に取り組んでいます。当社は、真空鋳造エポキシ絶縁、最適化された電界設計、および厳格な部分放電試験を使用して、変電所が耐用年数全体にわたって信頼性の高い性能を提供することを保証します。

新しい変電所を設計している場合でも、既存の変電所をアップグレードしている場合でも、次のプロジェクトの信頼できるパートナーをお探しの場合でも、当社の技術チームに連絡して要件について話し合うことをお勧めします。詳細な製品仕様、部分放電試験レポート、アプリケーションサポートを提供いたします。品質と顧客満足に対する当社の取り組みにより、当社は世界中の配電プロジェクトの信頼できるパートナーとなっています。

魯高電力株式会社にお問い合わせください。今日ボックス型変電所の要件について話し合い、当社の製品が配電システムの信頼性の高い部分放電のない動作をどのように確保できるかを確認してください。