溶存ガス分析の説明: 変圧器油試験が故障を事前に予測する方法

2 年前、顧客のメンテナンス エンジニアが、水素がわずかに増加し、一酸化炭素は正常であるという、一見退屈に見えるオイル検査レポートを私たちに送ってきました。彼の本能は、半年後にもう一度テストしてみようと言いました。当社のエンジニアは代わりに変化率を読み取り、30 日以内のフォローアップ サンプルのためにユニットにフラグを立てました。そして 2 番目のレポートでは、強制停止になる前に発生中の曲がりくねったホットスポットを捕らえました。それが何です溶存ガス分析それは変圧器の油を早期警報システムに変え、数百ドルの費用がかかり、6桁の再構築を節約することができます。

溶存ガス分析で実際に何が検出されるのか

すべての油入変圧器の内部では、電気的および熱的ストレスを受けると、紙絶縁体と鉱物油が劣化します。分解すると、水素、メタン、エタン、エチレン、アセチレン、一酸化炭素、二酸化炭素などのガスが放出され、油に溶け込みます。異なる故障メカニズムは異なるガスの特徴を生成します。これがすべての基礎です。溶存ガス分析- どのようなガスが存在し、どのくらいの速度で成長しているかを測定し、ガスを発生させた断層まで追跡します。

物理学は十分に一貫しているため、業界が体系化しています。のIEEE C57.104油入変圧器内のガスの解釈に関するガイドと IEC の対応物IEC 60599、どちらも検査レポートを状態評価に変換する方法について説明しています。基準はエンジニアの判断に代わるものではありません。基準はエンジニアの判断に代わるものではありません。基準はエンジニアの判断に構造を与えるものであり、それはまさに購入者が老朽化した車両や工場のテストレポートを評価する際に必要とするものです。

7 つの断層ガスとそれぞれの特徴

これは、すべての新規顧客について説明する短いバージョンです。

2 つのガスには特に注意が必要です。アセチレンは警報ガスです。このガスはアーク温度でのみ発生します。そのため、C2H2 の持続的な上昇は、タンク内で放電が発生していることを意味します。もう 1 年間定期的にサンプルを採取するのではなく、ユニットの検査が必要です。一酸化炭素これはペーパーキラーです。CO2/CO 比の低下に伴う CO の増加はセルロースの分解を示しており、断熱材の寿命が尽きることになります。

障害の種類を迅速に判断するには、デュバル・トライアングルこの方法では、3 つの主要なガスをプロットし、部分放電、3 つの熱強度レベル、および 2 つの放電レベルの 6 つのゾーンのいずれかに故障を分類します。これは、すべてのメンテナンス エンジニアが記憶に基づいてスケッチできる必要がある最初の診断です。規格はそれを正式な手順に変えます。

間違ったサンプリング: 最もよく見られる間違い

ここがほとんどの購入者が見落としている部分です。ラボの結果はサンプルと同じくらい優れています。私たちの工場では、オイルのサンプリングは雑務ではなく訓練です。技術者は、まずサンプリング バルブから死んだオイルを排出し、乾燥窒素またはオイルでフラッシュしたシリンジを使用して、ヘッドスペースをゼロにしてサンプル ボトルを充填します。ボトル内の空気の泡は偽の水素データの泡であるためです。

私たちは現場での結果を常に目にしています。かつてある顧客が、当社が 1 年前に製造しテストしたユニットに 400 ppm の水素が含まれているというレポートを送ってきました。その数字は憂慮すべきものに思えた。適切な技術で採取した再サンプルでは 18 ppm でした。最初の結果は、不適切に処理されたサンプルによる汚染でした。しかし、顧客は一晩パニックに陥り、有料のコンサルタントに電話する必要が生じました。委託するとき変圧器油のテスト、サンプリング手順はテストの一部です。研究室またはサプライヤーに文書化を依頼してください。

DGA レポートの読み方: レートが単一測定値を上回る

1 つの DGA スナップショットから、ある程度のことがわかります。トレンドがすべてを物語っています。 IEEE C57.104 では動作状態を 4 つの状態に分類しており、絶対数よりもガス発生率 (サンプル間の変化) を重視している点がより有益です。 80 ppm の水素濃度で 5 年間放置されたユニットと、8 か月で 20 ppm から 80 ppm に変化したユニットとは別の動物です。

計算は次のように行われます。可燃性ガス (TCG) と個々のガスが条件レベルに対してチェックされ、次のサンプルまでの間隔は境界にどれだけ近づくかによって設定されます。通常の単体テストは毎年行われます。上昇傾向にあるユニットは、レートが安定するまで四半期または毎月のサンプリングに移行します。この分野を運営する公益事業会社は、発生中のほとんどの障害を故障の 1 ～ 2 年前に発見します。そのため、保険会社や信頼性エンジニアは DGA を保守予算の中で 1 ドルあたり最も価値の高いテストとして扱っています。

工場の DGA: 最初のレポートが重要な理由

当社が出荷するすべての油入変圧器には、油が完全に循環され、ガスが除去されたヒートラン試験後に測定された工場溶存ガス分析ベースライン (DGA) が搭載されています。そのベースラインは、ユニットの寿命全体にわたって最も価値のある唯一の文書です。将来のすべてのオイルテストはそれと比較され、ユニットの「正常な」結果は一般的なテーブルではなくユニットによって定義されます。

UL、CSA、IEEE、DEKRA 認証をポートフォリオに持つイートンの合弁パートナーとして、当社は最初のオイル試験を脚注ではなく成果物として扱います。当社のテストベイでは、タンクに入るオイルと同じバッチの溶存ガス測定、水分含有量チェック、絶縁破壊電圧テストが実行され、レポートがユニットに同梱されます。 「工場では変圧器は正常だった」という主張に傷ついた購入者は、その違いを高く評価しています。データはトラックが出発する前に紙に書かれているからです。

DGA を調達計画に組み込む

今変圧器を購入する場合は、RFQ とメンテナンス プランに次の 3 行を追加してください。

• 工場出荷時の DGA ベースライン レポートが必要ですすべての油浸ユニットについて、ヒートラン後に測定され、(IEC 60567 または同等の) という名前の試験方法が使用されます。
• 最初のフィールドオイルテストを 12 か月以内にスケジュールする通電の初期段階は、製造上の欠陥が表面化したときです。
• サンプリング手順を尋ねる試験を認可する前に研究室やサプライヤーから情報を得て、単なる合格/不合格の数値だけでなく、傾向に基づいた解釈を要求します。

溶存ガス分析は、通常 30 年間存続する資産に対する安価な保険です。壊滅的に故障したユニットは、ほとんどの場合、最初に石油の中に警告の兆候を示します。その兆候を読んだ購入者は、故障、再建、停止を回避します。変圧器の仕様またはオイルテストレポートを下記までお送りください。ライアントランスフォーマー.com当社のエンジニアは、オイルが何を伝えているかを読み取るお手伝いをします。

著者について:この記事は、イートンの合弁パートナーであり、中国江蘇省の UL/CSA 認定変圧器メーカーである Ryan Electric のエンジニアリング チームによって執筆されました。ライアン エレクトリック社は、北米、中東、東南アジア、アフリカの電力会社、データセンター、太陽光発電、産業の顧客に油入変圧器と乾式変圧器を供給しています。