変圧器の故障箇所

• 中核目標変圧器の故障箇所は、系統的な監視、試験、分析により、故障の性質（短絡、開回路、放電など）、故障が発生した特定のコンポーネント（巻線、コア、タップ・チェンジャー、ブッシングなど）、物理的な位置を正確に特定することを目的としています。

• ポジショニング・ロジック表面から内部へ、マクロからミクロへ」の原則に従う。最初のステップは、オンライン・モニタリング・データを分析し、初期調査のために保護アクション情報をリレーすることです。第二のステップは、停電後に一連の非破壊電気診断テストを実施することです。

• 主なオンライン・メソッド:

  • 油中溶存ガス分析(DGA)故障の特徴的なガスの種類と含有量を分析することにより、エネルギー密度と故障の種類（例えば、過熱、アーク放電、部分放電）を決定する。

  • リレー保護動作の分析作用している保護タイプ（差動、ガス、過電流など）に基づき、故障の領域（内部/外部）と重大度を迅速に判断します。

• コア・オフライン・テスト:

  • 電気定期試験巻線の直流抵抗、比、絶縁抵抗、誘電損失係数などを含む。巻線の導電性、ターン間短絡、絶縁システムの健全性を判断するために使用される。

  • 機械状態診断周波数応答解析（SFRA）は、巻線の変形や変位などの機械的損傷を診断する最も効果的な手段である。

• 最終目標: : 正確な故障箇所を特定することは、修理プログラム（現場での修理、オーバーホールのための工場への返却、またはスクラップ）を策定し、事故による損害を評価し、同様の事故の再発を防止するために故障の原因を分析するための基礎となる。

故障の初期診断：オンラインモニタリングと事故情報の分析

変圧器トリップ後、故障位置特定における最初のステップは、即座のフィールドテストではなく、トリップ前のオンラインデータと保護動作情報の詳細な分析である。

1.リレー保護動作情報の分析

• ガスリレー(ガス）保護作用これは燃料タンク内の故障であることを明確に示す最も直接的な証拠だ。

  • 軽ガス警報器通常、局所的な過熱や軽度の放電などの初期潜在故障に相当し、故障エネルギーが低いことを示唆している。

  • ヘビーガストリップ内部短絡が発生し、激しいオイルショックが発生したことを示す。

• 差動保護動作差動 CT（すなわち変圧器本体とブッシング）によって形成された保護ゾーン内で、重度の相間短絡または地絡故障が発生したことを示します。

• 過電流保護/インピーダンス保護動作バックアップ保護のみが作動する場合、故障は変圧器の外部または内部の可能性があり、他の情報と合わせてさらなる判断が必要です。

2.DGA-油中溶存ガス分析法
DGAは変圧器内の潜在故障を診断し、発生した故障の性質を分析する最も効果的な手段である。故障の種類によって、絶縁油と絶縁紙が異なる温度で分解し、特定の組み合わせのガスが発生します。

• 低温過熱（300℃未満）メタン（CH₄）、エタン（C₂H₆）を主に生産。

• 中・高温過熱（300℃～700）主にエチレン（C₂H₄）を生産。

• 部分放電（PD）主に水素（H₂）と少量のメタンを生産。

• アーク放電 (>700°C)大量の水素（H₂）とアセチレン（C₂H₂）を生成する。アセチレンはアークフォルトの唯一の効果的な特性評価ガスである。

故障の前後におけるDGAデータの変化を分析し、次のような結果を得た。デュバル・トライアングル 故障が過熱、部分放電、またはエネルギー性アーク放電のいずれであるかを正確に判断するには、同等のグラフ手法を使用できます。

電気診断テストと停電後の位置決め

初期診断が完了し、安全対策が施されていることを確認した後、一連のオフライン電気テストが行われ、故障箇所をさらに特定する。

III.高度な故障位置特定技術

従来の電気的検査では特定が困難な複雑な故障については、より高度な技術が必要となる。

1. SFRA - スイープ周波数応答解析

• 理論: SFRAはトランスの「指紋」試験として知られている。巻線に掃引信号（Hz～MHz）を注入して巻線の応答を測定し、独自の周波数応答曲線をプロットします。トランス内部のインダクタンス（巻線）とキャパシタンス（ターン間、レイヤー間、グランド）は複雑なRLCネットワークを形成しており、機械的な変化（巻線の変形、コアの変位、クランプの緩みなど）はこのネットワークを変化させ、結果として「フィンガープリント」曲線に変化をもたらします。

• アプライアンス電流試験曲線を工場出荷時または過去の曲線と比較することで、変圧器が機械的な損傷を受けたかどうか、また損傷の程度やおおよその面積を極めて敏感に判断することができます。

2.音響部分放電の位置

• 理論トランス内部で部分放電が発生すると、超音波信号が発生する。この音波は絶縁油を通ってタンク壁面に伝わる。

• 見つけるタンク壁の外側に複数の超音波センサーを配置し、異なるセンサーに吐出信号が到達するまでの時間差（タイムディレイ）を測定し、その時間差を利用する。三角測量アルゴリズムこれにより、タンク内の排出源の3次元空間座標を計算することができ、排出ポイントの正確な物理的位置の特定が可能になる。

よくある質問（FAQ）

1.変圧器がトリップした後、故障箇所を特定するための最初のステップは何ですか？
最初のステップは間違いなく、すぐにテストすることではない。最初のステップは安全確保(絶縁、電源テスト、アース）、次に情報収集どの保護装置が作動したか、作動した時間、トリップ前の負荷と気象条件を詳細に記録し分析する。これらの情報を組み合わせることで、障害の性質と程度に関する基本的な判断が得られ、その後の検査プログラムの指針となる。

2.トラブルシューティングにおけるDGAとSFRAの違いは何ですか？
DGAは、この2つを補完するものである。電気化学的故障SFRAは、トランス内部で過熱、放電などの事象が発生しているか、または発生したかを知らせます。そしてSFRAは構造的機械的故障変圧器の「骨格」（巻線、コアなど）が電気的な力や外部からの衝撃に耐えられず、変形または変位しているかどうかを知ることができます。深刻な短絡故障は、電気アーク（DGAはアセチレンを検出可能）と巻線の変形（SFRAは曲線変化を検出可能）の両方を発生させる可能性があります。

3.トランスのベルを持ち上げなくても（ケースを開けなくても）、故障箇所を特定できる範囲はどこまでですか？
上記の非侵襲的診断技術一式（DGA、電気テスト、SFRA、音響定位など）により、大半の故障（90%以上）は、ボックスを開けることなく、特定のコンポーネント（高圧A相巻線など）と特定のタイプの故障（巻線間の短絡など）にピンポイントで特定することができます。この正確な位置は、修理の実行可能性を評価し、効率的な修理計画を立てるために不可欠であり、やみくもで高価な箱から出しての検査を避けることができます。