トランスコアが電源トランスの主要心臓部として評価されるのはなぜですか?

電力業界の中核装置および中心機器として、電力変圧器の鉄心は、妨げられない磁気回路の流れ、エネルギー変換、および電気的安全性を確保するための重要な機能および構造コンポーネントを構成します。電力設備や電気の安全性の観点から、変圧器鉄心の故障は看過できません。

本稿では、変圧器鉄心の動作状態の説明に始まり、変圧器鉄心の一点接地の原理を解明し、変圧器鉄心の地絡事故の原因を分析し、故障の処理と検出の方法を提供します。

1 電源トランスコアの動作条件の説明

コアは電源トランスの構造的中心部を構成し、磁束とエネルギー変換に不可欠なサポートを提供します。通常の動作中、コアは高電圧と大電流により非常に強い交流磁界を生成し、その結果、アースに対して大きな電位差が生じます。この電位差により、コアとオイルタンクとの間で放電現象が発生する場合があります。激しい放電は変圧器のコア、巻線、およびケーシングに直接損傷を与える可能性があり、変圧器の事故や動作上の危険を引き起こす可能性があります。

2 電源トランスコアの一点接地の原理

電源トランスコアの単一点接地には、統一された電位面を形成するために積層体を固定することが含まれます。これは、クランプワイヤまたはボルトを介してタンク内壁に固定されたコアクランププレートにコアの一部を接続することによって達成されます。これにより、コア内およびコアとタンクの間の両方で潜在的な均一性が保証されます。コアに不均一、反り、曲がりがある場合でも、積層体を介した電気的な接地が容易になります。交流電磁場内では、コア内に交流電流が誘導され、局所的な回路が形成される可能性があります。その結果、コア内で局所的かつ一時的な熱放出が発生し、内部温度が過度に上昇し、有害なガスが大量に放出され、ガス保護システムが作動し、変圧器が停止します。これらの問題は、電力システムやネットワーク内の変圧器の機能を損ないます。

電力変圧器コアの接地不良の 3 つの主な原因

(1) 電源トランス内の異物の存在

 時系列的に、異物の存在はいくつかの段階で現れます。

まず、製造中に、コアの製造精度が不十分であったり、内部領域やコア コンポーネントの洗浄が不十分だったりすると、破片が残留し、コアの接地効果が損なわれる可能性があります。

第 2 に、設置中に機械的な外力によりコアの変形やケーシングの歪みが生じ、材料が外れて複数の接地点が生じる可能性があります。これにより、短絡、閉ループ、過熱が発生します。

第三に、オイル充填中に、標準以下のオイル品質により、コア付近に付着する金属汚染物質が混入し、接地点の制御が混乱し、複数の接地点が形成される可能性があります。

第 4 に、保守および運用中に、変圧器内の摩耗、腐食、振動により、粒状の金属破片や粉末状の汚染物質が発生します。これらの粒子は炉心に侵入し、炉心の通常の機能を妨害し、動作上の欠陥や潜在的な危険を引き起こします。

(2) 電源トランスコアのクリアランス不足

コアクランプと中心ピンが近すぎると、コア接地時の接地クリアランス不足や固定不良が発生する場合があります。動作上の変位により、放電現象が引き起こされる可能性があります。コアスペーサーが緩むとコアと筐体が接触し、短絡を引き起こす可能性があります。

(3) 電源トランス内部への水の浸入

雨天時の設置またはメンテナンスの際、防水または絶縁対策を講じないと、コアの絶縁が損傷する可能性があります。湿気を含んだ紙のラミネートに高電圧がかかると、コアとアース間の短絡や放電不良が発生しやすくなります。

電源トランスコア過熱の 4 つの基本的な原因

(1) 標準以下の製造基準。電源トランスの最新化と自動化が進むほど、高度な製造技術に対する需要が高まります。特定の変圧器生産ユニットには、新しい構造、材料、仕様に必要な資格が不足しており、その結果、精度不足、洗浄の不完全さ、技術の不適合などの実用上の問題が発生します。これはコアの過熱につながり、全体の安定性が損なわれます。

(2) 標準以下の取り付け技術。設置時にコアの一点接地原則を遵守しないと、ネジの締め付けが不十分であったり、接地線の長さが不十分であったり、接地位置が間違っていたりする可能性があります。これによりコアがケーシングに接触し、最終的にコアの地絡が発生し、動作中に過熱が引き起こされます。

5. 電力変圧器コア地絡への対処方法

電力変圧器のコア地絡に対処する主な方法には、断続的な多点地絡の処理、測定可能な絶縁抵抗値による多点地絡の管理、および絶縁抵抗値のない多点地絡（デッドアースとも呼ばれます）の解決が含まれます。このセクションでは主に断続的な多点地絡に対するアプローチを説明します。

6 電源トランスコア地絡の検出

(1) 検査手順を標準化する。取り付けの際、位置決めピンが逆になっているか、取り外されていることを確認してください。すべてのコンポーネントのサイズが正しく、長さが適切であること、必要な箇所に接続プレートが 1 つだけ付いていることを注意深く確認します。さらに、すべてのネジとナットがしっかりと締め付けられていることを確認し、ケイ素鋼積層板の製造プロセスが最適な基準を満たしているかどうかを検査します。複数の接地点が存在する可能性を根本的に排除します。

(2) 徹底的な清掃手順。電源変圧器の製造、設置、または大幅な改造後は、内部コンポーネントの包括的な洗浄を行ってください。余分な金属線や微細な金属粒子が変圧器内に残らないようにしてください。これにより、ケイ素鋼の積層が複数の接地点になりやすくなります。

(3) タンクを清浄に保ちます。局所的なコアの過熱や早期故障を防ぐために、変圧器の動作中にクーラーとオイル ポンプの定期検査を実施します。摩擦により発生する金属粉がオイルを介してタンク内に侵入するのを防ぎます。時間の経過とともに過剰な粒子が蓄積すると、必然的に複数の接地点が発生します。

(4) 運用監視の強化。これにより、電源変圧器の鉄心地絡の検出や、疑わしい要因が発生した場合の調査の開始など、迅速な対処が可能になります。このような警戒により、鉄心地絡事故が発生する前に確実に防止されます。