現代の送電網において、変圧器は縁の下の力持ちだが、焼損や爆発などの故障が発生すると、その結果は壊滅的なものとなる。このような事象は、広範囲な停電につながるだけでなく、火災を引き起こし、人員に深刻なリスクをもたらすこともあります。この包括的なガイドは、変圧器故障の原因を分析し、緊急対応のための明確な計画を提供し、電力会社、産業事業者、および不動産所有者が電気安全を強化するための積極的な予防戦略を概説します。
1.失敗の定義バーンアウト対爆発
まず、"バーンアウト "と "トランスの爆発 "の違いを理解することが重要だ。
- トランスフォーマー・バーンアウト これは劇的ではないが、同様に深刻な故障である。一般的には トランスの巻線 は、内部の過熱、絶縁破壊、または局所的な短絡によって損傷する。バーンアウトは、激しい物理的な現象は伴わないかもしれないが、煙、焦げた臭い、異常な音で知らせることが多い。
- 変圧器の爆発 これは深刻で危険な事象である。短絡などの重大な内部故障が発生すると、高熱によって絶縁油が急速に気化する。このガス膨張によって発生する突然の巨大な圧力は、変圧器タンクを激しく破裂させ、強力な衝撃波と大火球 (フラッシュオーバー).タンクの蓋が吹き飛び、高温の油が広範囲に飛び散る可能性がある。
よくある誤解 一般に「爆発」という用語は、変圧器から発生する大きな音や閃光に対して、大雑把に使われることが多い。実際には、このような事象には以下のようなものがある：
- フラッシュオーバー： 絶縁体を横切る表面放電。
- アーキング： 多くの場合、絶縁破壊に続いて発生する、気体を介した連続的な放電。
- 破裂： 過圧によりタンクが物理的に破裂することで、大爆発を伴う場合と伴わない場合がある。
2.根本原因変圧器故障の6つの原因
変圧器の故障が一点だけの問題であることは稀である。多くの場合、複数の要因が長期にわたって蓄積された結果である。
2.1 電気的過負荷と短絡
- 持続的な過負荷： を運営する。 電源トランス 長時間、定格容量を超えて使用すると臨界温度が上昇し、油や紙などの絶縁材料の劣化を促進する。
- 短絡力： 送電線上の外部短絡は、トランス巻線に大電流サージを送り、強力な電磁力を発生させます。これらの力は巻線を物理的に変形させ、ターン間絶縁を損傷させ、内部短絡につながります。
2.2 内部絶縁不良
- 老朽化または汚染された絶縁油： 変圧器の「血液」である絶縁油は、熱によって経年劣化し、酸性の副産物やスラッジを生成します。変圧器のタンク・シールが破損すると、水分が侵入し、オイルの絶縁耐力と絶縁能力が大幅に低下します。
- 紙製断熱材の内訳： 巻線に使用されている紙の絶縁体は、経年劣化や熱によってもろくなります。小さな亀裂や気泡が部分放電(コロナ放電)、断熱材を侵食し、最終的には熱破壊を引き起こす。
2.3 製造および設計上の欠陥
- コネクションが悪い： 内部溶接の欠陥や接続の緩みは、局所的な過熱を引き起こす高抵抗スポットを作成します。
- 設計上の欠陥： 不適切な巻線設計、不十分なコイル間隔、緩いクランプ構造などは、振動や放電を引き起こし、時限爆弾となる。
2.4 外部からの電気的妨害
- 落雷とサージ： 雷や送電網の切り替え操作によって、変圧器の絶縁定格を超える過渡過電圧が発生し、絶縁不良を引き起こすことがあります。
- 誘導雷： 直撃しなくても、近くの雷が変圧器に接続されている電線に電圧サージを誘発することがある。
2.5 環境と人的要因
- 過酷な環境： 湿気、塩水噴霧、腐食性化学薬品にさらされると、変圧器の筐体や絶縁材が時間の経過とともに劣化する可能性があります。
- 人間のミスか、動物の侵入か： タップ・チェンジャーの誤った操作、地下ケーブルの近くでの掘削、変圧器キャビネットへの小動物（リスなど）の侵入は、短絡の原因となります。
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3.警告のサイントランス故障の視覚的・聴覚的手がかり
遭難した変圧器は、しばしば明確なシグナルを発します。これらの兆候を認識することで、タイムリーな介入が可能になります。
3.1 ビジュアル指標
- 煙またはオイル漏れ： タンク、ブッシング、圧力開放装置からの煙、オイルスプレー、目に見えるオイル漏れは、重大な警告サインです。
- タンクの変形： タンク壁の異常な膨張や「膨らみ」、あるいはオイルゲージのガラスの破損は、危険な内圧の上昇を示す。
- オイルの色の変更： 絶縁油が黒ずんだり、変色したり、にごったりしている場合は、重度の熱ストレスを示唆している。
3.2 聴覚信号
- 異常音： 通常のハミングのほかに、一貫したパチパチという音 (アーキング)、泡立つような音、大きな不規則なノックやバチバチという音。
- 爆発： 突然の激しい衝撃は、まぎれもなく大きな故障の兆候である。
3.3 嗅覚の手がかり
- 焦げ臭い： 紙やプラスチックが焼けるような強い臭いがする場合は、固体断熱材の内部がひどく過熱していることを示している。
- ホットオイルの匂い： 高温の油やタールに似た強い刺激臭は、絶縁流体が極度の熱ストレス下にあることを示している。
4.緊急時の対応変圧器爆発時の対応
震災が発生した場合 変圧器爆発 あるいは火災が発生した場合、個人の安全が最優先される。
- すぐに電源を切る： 最も重要な最初のステップは、トランスを非通電にすることです。対応するサーキット・ブレーカーまたはスイッチを素早く見つけて操作し、高圧側と低圧側の両方を絶縁する。
- 安全な距離を保つ： 故障した変圧器に近づかないでください。二次的な爆発、破片の飛散、活線ケーブルの危険性が極めて高い。
- 緊急通知 火災が発生した場合は、直ちに消防署（米国では911、欧州では112など）に通報してください。また、地元の電力会社にも停電や故障の状況を連絡してください。
- 消火器の使用： 安全であれば、小さな火災であればドライケミカルやCO2消火器で消火することができます。水は導電性があり、状況を悪化させる可能性があるため、絶対に使用しないでください。
5.故障の後：修理、交換、回復
失敗の後には、専門家による評価が必要となる。
- 損害査定： 技術者は、トランスが救出可能かどうかを判断する。巻線のごく一部が損傷しているだけで、コアやタンクが無傷であれば、修理が可能かもしれない。しかし、コアやタンク、主要部品に大きな損傷がある場合は、修理は不可能である。 トランス交換 が必要だ。
- 修理プロセス： トランスの修理には、コイルの巻き直し、コアの積み直し、ブッシングの交換、真空オイルの充填など、複雑で専門的な作業が伴う。
- 交換時期： 新しいトランスのリードタイムは様々である。標準的な 配電変圧器 がすぐに手に入るかもしれない。 電源トランス 製造に数週間から数ヶ月かかることもある。
6.変圧器が故障した場合の連絡先
危機発生時に誰に連絡すべきかを知っておくことは、迅速かつ効果的な対応に不可欠である。
- 消防署： 煙、火災、爆発の危険がある場合は、まず消防署に連絡する。
- ユーティリティ・カンパニー これは、電力関連事故の最も重要な通報である。地元の電力会社は訓練を受けた作業員を派遣し、機器を安全に隔離して復旧作業を開始する。
- 保険会社 機材に保険がかけられている場合は、できるだけ早く保険会社に連絡してください。保険会社はクレームアジャスターを派遣し、損害賠償請求の可能性を評価します。
- プロフェッショナル・サービスまたは相手先ブランド製造（OEM）： 現場が安全になり、電力が遮断されたら、専門業者に連絡する。 トランスサービス会社 またはオリジナル・メーカーにお問い合わせください。彼らは専門的な技術サポートを提供し、損傷を評価し、修理または交換のいずれかを調整することができます。
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7.積極的な予防：最善の戦略
予防は常に治療に勝る。しっかりとした保守・監視プログラムを実施することで、変圧器の故障リスクを大幅に低減することができます。
7.1 設計と調達
- 適切なサイジング： 変圧器は必ず、十分な安全マージンを確保した上で、ピーク負荷を上回る容量のものを選んでください。
- 高品質の素材： 投資する 高効率変圧器 高品質のシリコンスチールコア、無酸素銅巻線、優れた絶縁材料で作られています。
- 安全機能： 以下のような重要な安全機能を備えた変圧器を選ぶこと。 圧力逃し弁, ガスリレー（ブッフホルツ・リレー）および避雷器。
7.2 日常的な操作とメンテナンス
- 定期検査： 漏れ、腐食の兆候、異常音がないか、定期的に目視点検を行う。
- オイル分析： 定期的にオイルのサンプルを採取し クロマトグラフィー分析（DGA）.この分析により、オイルに溶け込んだ故障を示すガスを検出し、オーバーヒートやアーク放電などの内部問題を早期に警告することができる。
- 熱監視： 用途 サーマルイメージング またはオンライン・モニタリング・システムで変圧器の温度を追跡し、ホットスポットを特定する。
- 負荷管理： 巻線の一部分が過熱しないように、トランスの負荷が全相でバランスしていることを確認する。
7.3 保護装置とシステム
- 包括的な保護： 変圧器に過電流、差動、地絡保護リレーが装備され、適切に校正されていることを確認する。
- 避雷器： 電圧サージから保護するために避雷器が正しく設置され、正常に動作していることを確認する。
8.よくある質問（FAQ）
- 変圧器の爆発事故はよく起こるのですか？
- 近代的な製造と定期的なメンテナンスにより、変圧器が爆発する危険性は極めて低くなっている。しかし、放置されたり老朽化した変圧器には、より高いリスクがある。
- なぜ変圧器は炎天下や荒天時に故障が多いのか？
- 暑さだ： 高い周囲温度は変圧器の放熱能力を低下させ、絶縁システムの老朽化を加速させる。
- 嵐だ： 雷や悪天候は、絶縁破壊につながる電力サージや過電圧を引き起こす可能性があります。
- トランスがオーバーヒートしているかどうかを見分ける方法は？
- 最も直接的な方法は、オイルまたはワインディングの温度計をチェックすることである。その他の兆候としては、強い焦げ臭さ、濃いオイルの色、サーモグラフィで見えるホットスポットなどがある。
- 専門家でなくてもトランスに問題がないかチェックできますか？
- 専門家でなくても、水漏れや物理的な損傷などの明らかな問題がないか、簡単な目視点検を行うことはできる。しかし 変圧器の筐体には絶対に触れたり、開けたりしないでください。.すべての実地点検およびメンテナンスは、資格を有する電気技師または技術者が行ってください。
9.結論反応より予防
電気システムの安全性と信頼性は最も重要です。変圧器の故障原因を理解し、厳格な予防保全計画を実施することが、お客様の資産と人材を守る最も効果的な方法です。Energy Transformerのような高品質の変圧器メーカーの選択から、年に一度の専門家による点検の実施まで、積極的な対策は消極的な対応よりもはるかに価値があります。
