変圧器の部分放電 (PD) とは、高電圧ストレス下で絶縁システムの小さな部分で局所的な絶縁破壊が発生する現象を指します。これらの放電は電極をブリッジせず、絶縁が弱い領域でのみ発生します。PD は通常非常に弱く、人間の感覚では検出できないため、特殊な測定機器が必要です。
変圧器における部分放電の原因
変圧器の部分放電の原因は多面的であり、いくつかの側面を包含します。
1. 断熱材と構造:
気泡、不純物、ひび割れなどの欠陥これらの欠陥により材料の絶縁性能が低下し、部分放電が発生します。
気泡の誘電率が低い: 気泡は隣接する絶縁材料に比べて高い電界強度に耐えるため、破壊や放電が発生しやすくなります。
無理な断熱構造設計: 乾式変圧器の設計不良により、層間または巻線間の磁界強度が過剰になると、部分放電が発生する可能性があります。
鋭いエッジとバリ: 鋭いエッジやバリのある絶縁部品や金属部品は、局所的な電界集中を引き起こし、部分放電を引き起こす可能性があります。
2. 運用上の要因:
長期運転と負荷変動これらの要因により、変圧器の内部絶縁材料が劣化・摩耗し、絶縁特性が低下し、部分放電が発生します。
過電圧: 外部要因（雷など）または内部要因（スイッチング操作など）によって引き起こされる電力システムの過電圧は、材料の破壊電圧を超え、部分放電を引き起こす可能性があります。
3. インストールとプロセスの要因:
不適切な製造プロセス乾燥中の真空制御が不十分であったり、乾燥時間が不十分であったり、温度要件が厳守されていない場合、コイル内に残留ガスが残る可能性があります。
設置時の損傷: 設置中に断熱材が損傷したり、長期間使用しないと断熱材の水分含有量が増加して放電レベルに影響する場合があります。
不適切な巻き取りおよび組み立て工程: 高電圧および低電圧リード線のバリや組み立て時の不適切な距離などの問題は、部分放電レベルに影響を及ぼす可能性があります。
部分放電の危険性
変圧器内の部分放電は局所的で弱いものですが、主に絶縁材料への損傷を通じて、長期的には重大な危険をもたらします。
1.断熱材への直接的な損傷: 継続的な部分放電により絶縁体が徐々に侵食され、時間の経過とともに完全に破壊される可能性があります。電気化学効果によりオゾンや一酸化窒素などの反応性ガスが生成され、絶縁体がさらに腐食します。
2. 局所加熱: 部分放電により熱が発生し、誘電体の局所的な温度が上昇し、炭化を引き起こすこともあります。
部分放電の検出方法
部分放電の検出方法には、一般的に電気的、超音波的、化学的手法が含まれます。
1. 電気的方法オシロスコープ、部分放電検出器、または無線干渉計を使用して、放電波形または無線干渉レベルを観察します。
2. 超音波法放電により発生した超音波を検出し、電気信号に変換して解析します。
3. 化学的方法油中に溶解している各種ガスの含有量や変化パターンを分析するもので、一般に「クロマトグラフィー分析」と呼ばれます。
部分放電の予防対策
部分放電の危険を回避するために、いくつかの予防措置を講じることができます。
1.高品質の断熱材の選択.
2. 定期的な点検とメンテナンス: 老朽化および摩耗が激しい部品を適時に交換します。
3. 過電圧保護装置の設置: 過電圧状態を検出して抑制します。
4. 温度監視装置の設置変圧器表面の温度変化を定期的にチェックします。
これらの対策により、部分放電の発生を効果的に防止・軽減し、変圧器の安全かつ安定した動作を確保します。
