スイッチギアの温度監視に最適なソリューション

スイッチギアの加熱故障の原因と主な監視ポイント

高圧開閉装置は電力系統の中核機器であるため、長期運転の過程で、機械的振動、接触面の酸化や腐食、設置工程の欠陥、長期過負荷運転などにより、導電接続部のボルトが非常に緩みやすくなり、接触抵抗が増加する現象が発生します。ジュールの法則によれば、高インピーダンスの接点を流れる電流は、累積的な熱効果を生じる。時間内に検出し対処しなければ、この隠れた温度上昇は絶縁材料の老化を加速させ、最終的には絶縁破壊や短絡につながり、深刻な開閉器の爆発を引き起こすことさえあります。

このような事故を防ぐために、温度監視が必要な重要な発熱箇所を以下に挙げる：

• ブレーカーの接点：特に、梅花接点や可動接点、静止接点の接触面は、頻繁な開閉動作による磨耗や接触圧不足で非常に発熱しやすい。
• バスバーのラップポイント：高インピーダンス・ポイントは、熱膨張・収縮や微振動により、バスバー室内の銅製接続ボルトで容易に緩む。
• ケーブル終端腺：ケーブル・ルームにあるコネクターは、建設プロセスの影響を大きく受けるため、オーバーヒートによる故障の危険性が高い。
• スイッチ接点の指を外す：長時間の使用、コンタクトフィンガースプリングの疲労、または表面の酸化は、異常な温度上昇を引き起こす可能性があります。

1.蛍光光ファイバー温度計（推奨）

これが現在の高圧スイッチギアの監視世界で最も先進的で安定した技術である。希土類蛍光物質の残光時間を温度の一値関数として測定することを利用する。

技術的特徴：この技術は「本質安全」であり、プローブは石英光ファイバーと蛍光体で構成され、電子部品を一切使用せずに完全に絶縁されている。高電圧電磁界の干渉を本質的に受けず、高電圧に耐性があり、電池や誘導電源を必要とせず、高電圧絶縁と電磁両立性の問題を根本的に解決している。データ伝送は光信号で行われ、校正なしで長期間使用でき、寿命は20年以上に達する。

2.無線周波数温度計測技術（ZigBee/433MHz）

ワイヤレス温度計測は、接点に取り付けられたワイヤレスセンサーから発信される無線周波数信号を介してデータを送信する、初期の主流ソリューションだった。

技術的特徴：センサーは能動的な電子機器である。電源供給には通常、バッテリー給電（交換サイクルや高温漏電の危険性がある）とCT誘導給電取り出し（バス電流が小さいと起動できず、監視の不感帯がある）の2つの方法がある。また、開閉器キャビネットの金属シェルは高周波信号に対するシールド効果があり、パケットロスや不安定なデータ伝送につながる可能性がある。

3.表面弾性波（SAW）パッシブ温度測定技術

圧電効果を利用し、リーダーから電波を発射してセンサーを励起し、センサーは温度情報とともに音響信号を反射する。

技術的特徴：センサー側の「不動態化」はバッテリーを必要とせずに実現される。しかし、その中心的な欠点は、伝送距離が極めて短く（通常は数メートルしかない）、設置場所の要件が厳しく、スイッチギア・キャビネット内の金属構造によって簡単にブロックされ、干渉されることである。加えて、SAW技術リーダのコストは通常高い。

4.赤外線温度計

表面温度は、物体から放射される赤外線エネルギーを検出することによって測定され、主にインライン赤外線プローブと赤外線温度測定窓に分けられる。

技術的特徴：非接触測定。その主な欠陥は、 “視野 ”の制限にあり、プローブと間に障害物のない測定点を確保する必要があります。同時に、レンズ灰の長期動作は、銅表面の酸化速度の変化が大幅に温度測定、メンテナンスのワークロードの精度を低下させます。

5.光ファイバグレーティング（FBG）温度測定技術

測定は、ファイバーブラッググレーティングの波長の温度に敏感な性質を利用して行われる。

技術的特徴：ファイバーグレーティングは、光ファイバーセンシングの絶縁性と干渉防止という利点があります。しかし、光ファイバー回折格子は「ストレス」にも非常に敏感で、開閉器操作時の振動や設置時の曲げ応力は波長ドリフトを引き起こしやすく、誤った温度測定（交差感度の問題）をもたらし、耐振動性という点では蛍光ファイバーに劣る。

5つのモニタリング・プログラムの総合的なパフォーマンスの比較表

結論と提言

高圧環境下での安全性、長期運転の安定性、アフターメンテナンスのコストを考慮。蛍光光ファイバー温度計現在のスイッチギア温度監視の最適なソリューションです。強い電磁干渉と高電圧絶縁の矛盾を完璧に解決し、無人変電所での長期使用に適しています。

高性能蛍光光ファイバー温度測定製品の購入や詳細な技術ソリューションの入手が必要な場合は、福州イノトニクスにご相談ください。