ガス絶縁開閉装置 (GIS) のサプライヤーとして、私はこれらのシステムが現代の電気インフラストラクチャーで重要な役割を果たしているのを直接目撃してきました。 GIS は、コンパクトな設計、高い信頼性、優れた絶縁特性で知られており、発電所から都市部の変電所まで、さまざまな用途で人気があります。ただし、他の複雑な電気機器と同様に、GIS も障害の影響を受けないわけではありません。このブログでは、ガス絶縁開閉装置の故障診断方法について詳しく説明し、現場での経験に基づいた洞察を共有します。
ガス絶縁開閉装置を理解する
故障診断方法を検討する前に、ガス絶縁開閉装置とは何かを理解することが重要です。 GIS は、回路遮断器、断路器、接地スイッチ、変流器、電圧変圧器、バスバーなどの高電圧コンポーネントで構成されており、これらはすべて、絶縁ガス (通常は六フッ化硫黄 (SF6)) で満たされた接地された金属タンク内に密閉されています。 SF6 は優れた絶縁および消弧媒体であるため、GIS の設置面積は空気絶縁開閉装置に比べてはるかに小さくなります。
従来の SF6 充填 GIS に加えて、他のタイプのガス絶縁開閉装置も市場で入手可能です。例えば、乾燥空気絶縁開閉装置乾燥空気を断熱媒体として使用し、環境に優しい代替手段を提供します。SF6 インフレータブル開閉装置SF6 ガスを封入するように設計されており、信頼性の高い絶縁性とスイッチング性能を実現します。そしてSF6 フリースイッチギヤSF6 の使用を排除し、この温室効果ガスに関連する環境問題に対処します。
ガス絶縁開閉装置によくある故障
GIS ではさまざまなタイプの障害が発生する可能性があり、電気的、機械的、絶縁関連の障害に大別できます。
電気的故障
GIS の電気的障害には主に、短絡、開回路、異常な電流または電圧状態が含まれます。短絡は絶縁破壊によって発生する可能性があり、汚染、経年劣化、機械的損傷などの要因によって引き起こされる可能性があります。開回路 - 接続の緩み、導体の断線、またはスイッチング デバイスの誤動作が原因で発生する可能性があります。
機械的故障
機械的故障には、回路ブレーカーや断路器などの開閉装置の可動部品の問題が含まれます。これらの故障には、操作機構の不適切な動作、機械コンポーネントの磨耗、部品の位置ずれなどが含まれる場合があります。機械的な故障によりスイッチング機能が故障し、電気システムの通常の動作が中断される可能性があります。
絶縁 - 関連する障害
断熱関連の障害は、GIS における重大な懸念事項です。部分放電、熱応力、化学反応などの要因により、時間の経過とともに絶縁劣化が発生することがあります。部分放電は絶縁材料内で発生する小さな放電であり、徐々に絶縁に損傷を与え、最終的には完全な破壊につながる可能性があります。
故障診断方法
GIS の信頼性の高い動作を保証するには、障害をタイムリーに検出して診断することが重要です。業界で使用されている一般的な障害診断方法をいくつか紹介します。
目視検査
目視検査は、故障を診断する最も簡単かつ直接的な方法です。これには、金属筐体、ガスバルブ、ケーブル接続などの GIS の外部コンポーネントを目視で検査し、損傷、漏れ、または異常な状態の兆候がないかどうかを検査します。たとえば、シューという音やガス圧力の低下など、ガス漏れの兆候がある場合は、エンクロージャの気密性に問題があることを示している可能性があります。目視検査では、絶縁体の亀裂や接続の緩みなど、コンポーネントの物理的な損傷が明らかになる場合もあります。
ガス分析
ガス分析は、GIS で絶縁関連の障害を検出するための重要な方法です。ほとんどの GIS では SF6 ガスが断熱媒体として使用されるため、SF6 ガスの組成と特性を分析すると、断熱材の状態に関する貴重な情報が得られます。部分放電やアーク放電などの絶縁不良が発生すると、SF6 ガスが分解して、二酸化硫黄 (SO2)、フッ化水素 (HF)、硫化カルボニル (COS) などのさまざまな副生成物が生成されます。これらの分解生成物の濃度を測定することにより、故障の種類と重大度を判断することができます。
部分放電検出
部分放電検出は、GIS における絶縁劣化の初期兆候を検出するための高感度な方法です。部分放電は、電気的方法、音響的方法、光学的方法などのさまざまな技術を使用して検出できます。電気的方法には、部分放電によって生成される電気信号の測定が含まれますが、音響的方法では、放電によって生成される超音波または音響波が検出されます。光学的方法では、センサーを使用して部分放電に関連する発光を検出します。部分放電を継続的に監視することで、絶縁問題を早期に発見し、完全な絶縁破壊を回避することができます。
温度監視
温度監視は、GIS における障害診断のもう 1 つの重要な方法です。開閉装置のコンポーネントの異常な温度上昇は、過負荷、電気接触不良、絶縁劣化などのさまざまな問題を示している可能性があります。温度監視は、熱電対、赤外線カメラ、または光ファイバーセンサーを使用して実行できます。バスバー、回路ブレーカー、変流器などの重要なコンポーネントの温度を監視することで、潜在的な障害を検出し、重大な損傷を引き起こす前に是正措置を講じることができます。
振動解析
振動解析を使用して、GIS の機械的故障を検出できます。回路ブレーカーや断路器などの開閉装置の可動部品は、動作中に振動を発生します。振動信号を解析することで、部品の緩み、磨耗、位置ずれなど、機械部品の異常を示す異常な振動を検出できます。振動解析は、振動信号の振幅、周波数、位相を測定できる加速度計または振動センサーを使用して実行できます。
故障診断の重要性
GIS における障害診断は、いくつかの理由から最も重要です。まず、電気システムの信頼性の高い動作を確保するのに役立ちます。障害をタイムリーに検知・診断することで、経済や社会に大きな影響を与える機器の故障や停電を未然に防ぐことができます。第二に、故障診断はメンテナンスコストの削減に役立ちます。障害の根本原因を特定することで、システム全体に対する不必要なメンテナンスを行わずに、目的を絞ったメンテナンスや修復を行うことができます。最後に、故障診断は人員と環境の安全に貢献します。ガス漏れや絶縁破壊などの潜在的な危険を検出して対処することで、事故を防止し、有害物質の放出から環境を保護することができます。
ガス絶縁開閉装置に関するお問い合わせ
高品質のガス絶縁開閉装置をご購入の場合、または故障診断やメンテナンスについて専門的なアドバイスが必要な場合は、当社がお手伝いいたします。当社は、GIS の設計、製造、供給において豊富な経験があり、信頼性が高くコスト効率の高い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。必要かどうか乾燥空気絶縁開閉装置、SF6 インフレータブル開閉装置、 またはSF6 フリースイッチギヤ、当社にはお客様の要件を満たす専門知識とリソースがあります。お客様の具体的なニーズについて話し合い、調達交渉を開始するために、お気軽にお問い合わせください。
参考文献
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- アリラガ、J.、ワトソン、NR (2003)。電力システムの品質。ジョン・ワイリー＆サンズ。
- グジボウスキー、S. (2008)。ガス - 絶縁開閉装置 (GIS) - 設計、テスト、およびアプリケーション。 CRCプレス。