乾式変圧器の温度監視のための5つのソリューション

乾式変圧器の加熱故障の原因と主な監視ポイント

乾式変圧器は配電システムの中核をなすハブであるため、絶縁寿命は使用温度に直接依存する（6℃上昇するごとに絶縁寿命は半減する）。長期運転では鉄損（ヒステリシス損と渦電流損）歌で応える銅損（抵抗損失）が主な熱源である。さらに、非線形負荷は高調波これは表皮効果をもたらし、巻線の熱を著しく増加させます。放熱が悪かったり、長時間の過負荷がかかったりすると、エポキシ樹脂の絶縁劣化やひび割れを引き起こし、ターン間短絡や絶縁破壊の事故にもつながります。

変圧器を安全に運転するためには、以下のコア部分を正確に監視する必要があります：

• 低電圧巻線（LV）：より高い電流が主な発熱成分であり、通常は最も高温になる点の温度がモニターされる。
• 高電圧巻線（HV）：従来のセンサーでは直接接触して測定することが難しい高電圧レベルは、監視が難しい分野である。
• 鉄心：多点接地による局所的な過熱を防ぐ。
• バスバー接続：高電圧リード線と低電圧リード線のコネクターは、緩みによる接触抵抗過多で発熱しやすい。

• 最適なソリューション：蛍光光ファイバー温度測定技術

1.蛍光光ファイバー温度測定技術（強く推奨）

高電圧・強磁界の乾式変圧器にとって、蛍光光ファイバー温度測定は「高電圧巻線の直接温度測定」を実現できる唯一の技術である。

技術的優位性：光ファイバープローブは、極めて高い絶縁性と電磁干渉への耐性を備えています。沿面距離や絶縁破壊を気にすることなく、高圧巻線（HV）の表面やダクト内に直接埋設または設置することができます。従来の方法と比較して、巻線内部の「最もホットなスポット」をよりリアルに捉えることができ、データは変圧器の漏れ磁束に干渉されず、長期間の運転でもドリフトはゼロです。

2.従来の PT100/PT1000 RTD の温度の測定

これは、乾式変圧器の現在の工場標準ソリューションであり、通常、低電圧巻線の内部にあらかじめ組み込まれている。

技術的特徴：技術は成熟しており、コストも低い。しかし、そのセンサーは金属導体であり、高電圧環境では絶縁の危険があり、通常は低電圧側の温度しか監視できない。また、変圧器の起動や短絡の衝撃で、強い電磁干渉がPT100信号の歪みや誤報につながる可能性があり、事前に埋め込まれたセンサーが損傷すると、交換するのは非常に困難です。

3.赤外線サーモグラフィ監視技術

赤外線サーモグラフィによる変圧器表面の非接触スキャン。

技術的特徴：露出した変圧器の端子、バスバー接続部、筐体の温度監視に最適です。その限界は、エポキシ樹脂の鋳造層を貫通できないため、巻線内部の実際のホットスポット温度を測定できないことです。あくまで補助的な検査手段であり、内部温度の測定に取って代わることはできません。

4.無線パッシブ温度計測技術（RFID/SAW）

無線周波数信号による温度データの送信、センサーは端子ストリップまたは表面に取り付け。

技術的特徴：面倒な配線の問題を解決し、古い変圧器の外部接続ポイントの変換に適しています。しかし、変圧器自体が巨大な電磁干渉源であるため、無線信号が遮蔽または干渉されやすく、データ伝送が不安定になる。また、センサーが大きいため、狭い巻線風路には設置できない。

5.光ファイバグレーティング（FBG）温度測定技術

温度は光の波長の変化を利用して測定され、光ファイバーの絶縁特性を持っている。

技術的特徴：グレーティング・センサーは電磁干渉には強いが、ストレスには極めて敏感である。乾式変圧器の動作に伴う固有の機械的振動（50Hz/100Hz）は、グレーティングの波長を容易にドリフトさせ、測定誤差の原因となる。さらに、光ファイバーグレーティングは脆く、変圧器の複雑な設置環境では破損しやすい。

乾式変圧器の5つの監視方式の性能比較

結論と選考に関する提言

乾式変圧器、特に35kV以上の電圧レベル、または電源の信頼性が非常に重要なデータセンターや鉄道施設向け。蛍光光ファイバー温度計従来のPT100に代わる最適なアップグレードソリューションです。高電圧側が温度を直接測定できないという業界の難点を解決するだけでなく、強い電磁環境下でもデータの精度を保証します。

乾式変圧器用光ファイバー温度測定ソリューションのカスタマイズについては、福州InnoTechまでお問い合わせください。