雷は自然現象であり、さまざまな電気システムに対する重大な脅威として長い間認識されており、油入変圧器も例外ではありません。油入変圧器のサプライヤーとして、これらの重要な電気コンポーネントに対する雷の影響を理解することは最も重要です。この知識は、製品の信頼性を確保するのに役立つだけでなく、お客様により良いソリューションを提供することも可能にします。
雷が油に及ぼす物理的および電気的影響 - 浸漬変圧器
雷は、雷雨の際に突然発生する静電気の放電です。非常に短時間に非常に高い電圧と電流を生成することができます。油入変圧器の近くまたは直接に落雷が発生した場合、いくつかの悪影響が予想されます。
主な影響の 1 つは、落雷によって引き起こされる過電圧です。稲妻は、変圧器の通常の動作電圧をはるかに超えるサージ電圧を引き起こす可能性があります。これらの高電圧サージは、変圧器内で絶縁破壊を引き起こす可能性があります。油入変圧器の絶縁材料（巻線周囲の紙絶縁や絶縁油自体など）は、一定レベルの電圧に耐えるように設計されています。ただし、雷によって引き起こされる過電圧は、絶縁体の電気的破壊に耐える能力を超える可能性があります。絶縁が破壊されると、電気アークが発生し、変圧器の巻線に深刻な損傷を引き起こす可能性があります。これにより短絡が発生し、電源供給が中断され、最悪の場合、火災や爆発が発生する可能性があります。
雷の高電流の性質も大きな懸念事項です。落雷により変圧器の巻線に大量の電流が流れると、過剰な発熱が発生する可能性があります。発生する熱は非常に激しく、巻線内の導体が溶ける可能性があります。導体がすぐに溶けない場合でも、一時的な雷電流によって加熱と冷却のサイクルが繰り返されると、コンポーネントに熱応力が生じ、時間の経過とともに機械的損傷が生じる可能性があります。たとえば、巻線の膨張と収縮により絶縁体に亀裂が生じ、変圧器の絶縁性能がさらに低下する可能性があります。
変圧器の絶縁への影響
油入変圧器の絶縁システムは重要な保護メカニズムです。絶縁油にはさまざまな目的があります。電気絶縁を提供するだけでなく、変圧器の動作中に発生する熱の放散にも役立ちます。ただし、雷は絶縁油に重大な影響を与える可能性があります。
雷による過電圧によって変圧器内に電気アークが発生すると、そのアークによって絶縁油が分解される可能性があります。石油の分解により、水素、メタン、エタン、エチレン、アセチレンなどのガスが生成されます。これらのガスは変圧器内に蓄積し、内部圧力の上昇を引き起こす可能性があります。変圧器の圧力解放装置が適切に動作しない場合、過剰な圧力により変圧器タンクが破裂し、大規模な油流出や環境被害の可能性が生じる可能性があります。
変圧器内の紙絶縁も脆弱です。高エネルギーの電気アークにより、紙の絶縁体が焦げたり炭化したりして、絶縁特性が大幅に低下する可能性があります。紙絶縁体が損傷すると、さらなる絶縁破壊のリスクが高まり、変圧器の全体的な寿命が短くなります。
雷に対する保護戦略
油浸変圧器に対する雷の影響を軽減するには、いくつかの保護戦略を採用できます。最も一般的な方法の 1 つは、避雷器の使用です。避雷器は、変圧器の端子と地面の間に設置される機器です。これらは、落雷によって引き起こされる高電圧および高電流サージを安全に地面にそらすように設計されています。避雷器は、雷電流に低抵抗の経路を提供することにより、過剰な電圧が変圧器の巻線に到達するのを防ぎます。
もう 1 つの重要な保護手段は、適切な接地です。適切に設計された接地システムは、雷電流が大地に流れる信頼性の高い経路を提供します。雷電流が効果的に消散できるように、接地抵抗は可能な限り低く保つ必要があります。長期にわたる接地システムの完全性を確保するには、接地システムの定期的な検査とメンテナンスが必要です。
外部保護装置に加えて、変圧器の内部設計を改善して耐雷性を高めることもできます。たとえば、より優れた絶縁耐力を持つ高品質の絶縁材料を使用すると、変圧器がより高い電圧サージに耐えることができます。巻線の機械的構造を強化すると、落雷時の熱的および機械的ストレスによって引き起こされる損傷のリスクも軽減できます。
油入変圧器サプライヤーとしての私たちの役割
当社は油入変圧器のサプライヤーとして、耐雷性の高い製品の提供に努めています。当社は、変圧器の設計と製造プロセスを改善するために研究開発に多額の投資を行っています。当社の製品は、油入電源変圧器、10 KV 油浸型配電変圧器、 そして35 KV 油浸型配電変圧器は、落雷保護に関する最高の業界標準を満たすように設計されています。
また、お客様に包括的な技術サポートも提供します。当社は、避雷装置の適切な設置と接地システムの設計を支援します。当社の専門家チームは、落雷からの変圧器の保護に関してお客様が抱くあらゆる質問に答えることができます。
雷による問題にも耐えられる高品質の油入変圧器をお探しの場合は、当社がお手伝いいたします。当社の製品およびサービスの詳細については、お問い合わせください。お客様の具体的な要件について話し合い、ニーズを満たすカスタマイズされたソリューションを提供できることを楽しみにしています。
参考文献
- ＪＬブラックバーン（1993年）。保護リレー: 原理と応用。マルセル・デッカー。
- グローバー、FW (1973)。インダクタンスの計算: 実際の公式と表。ドーバー出版。
- アンダーライターズラボラトリー。 （2020年）。 UL 1562: 乾式配電および電力変圧器の規格。