トランスdgaテスト
发布时间2025年11月2日 18:50:27
変圧器のDGAの検出(分解されたガス分析)は、中心ガスの欠陥の特徴で分解する変圧器オイルの分析によって、そこに過熱、装置内の排出および他の潜在的な欠陥があるかどうか定めるために、変圧器の状態の監視 "中心の診断手段 "である。
コア・プリンシプル
変圧器の内部絶縁油と固体絶縁材料は、過熱、放電などの故障が発生すると分解し、水素、メタン、エタン、エチレン、アセチレンなどのガスを発生する。これらのガスは絶縁油に溶解し、ガスの成分、含有量、変化の傾向を検出することにより、故障の種類と重症度を逆推理することができる。
炉心で検出されたガスと対応する断層
- 水素（H₂）＋メタン（CH₄）：主に低エネルギー放電または局所的過熱（温度＜300℃）に対応。
- エタン（C₂H₆）＋エチレン（C₂H₄）：主に高い過熱温度（300℃～700℃）に対応し、エチレン含有量が高いほど、温度が高くなる可能性がある。
- アセチレン（C₂H₂）：核心高エネルギー放電特性ガス、有意なレベルが検出されるたびに、アーク放電などの重大な故障の可能性が高い。
- 総炭化水素（上記の炭化水素ガスの合計）：総炭化水素が異常に高い場合は、故障が進行していることを示しており、集中的な注意が必要です。
中心的役割
- 故障警告：変圧器の外観に異常がなく、電気パラメータが正常な場合、内部の潜在故障を事前に検出し、突然のシャットダウンを回避します。
- 故障箇所：ガスコンポーネントの過熱、放電、絶縁劣化のいずれかを特定し、メンテナンスの方向性を示します。
- 状態評価：ガスレベルの傾向を追跡し、故障の発生率を評価し、合理的なメンテナンス計画（緊急停止や計画的メンテナンスなど）を策定する。
一般的な検出方法
- オフラインテスト：変圧器オイルを定期的にサンプリングし、クロマトグラフィー分析で実験室に送り、低コスト、高精度だが、検出サイクルが長く、日常検査に適している。
- オンライン検出：オンライン・クロマトグラフ・モニタリング・デバイスによるオイルサンプルのリアルタイム収集とガス分析。
石油の溶存ガス分析（DGA）は、国際標準IEC 60599と国内標準GB/T 7252を組み合わせて、故障タイプに対応する故障ガスリストがあり、ガスの特性、故障メカニズムから処理提案まで体系的に選別する：
I.炉心断層のタイプと特性ガスの対応表
| 故障の種類 | 主な特性ガス | 二次特性ガス | 温度範囲 | 典型的な故障シナリオ |
|---|---|---|---|---|
| 部分放電（低エネルギー放電） | H₂（水素）、CH₄（メタン） | C₂H₆（エタン）、CO（一酸化炭素） | 平熱 | 絶縁体内の気泡、不純物、バリによって引き起こされる部分放電は、巻線の絶縁不良やケーシングの密閉不良によってよく起こります。 |
| 低温過熱（150～300） | CH₄（メタン）、C₂H₄（エチレン） | C₂H₆（エタン） | 150-300°C | 軽微な巻線の過負荷、タップチェンジャーの接触不良、コアの局所的な渦電流損失。 |
| 中温オーバーヒート (300-700°C) | C₂H₄（エチレン）、CH₄（メタン） | C₂H₆（エタン） | 300-700°C | 巻線の激しい過負荷、冷却システムの故障、コアの多点接地による過熱。 |
| 高温オーバーヒート (>700°C) | C₂H₄（エチレン）、CH₄（メタン） | C₂H₂（アセチレン）（微量） | ＞700℃ | 巻線と巻線の短絡、リード線のはんだ付け不良、磁束の漏れによって生じる金属部品の過熱。 |
| アーク放電（高エネルギー放電） | C₂H₂（アセチレン）、H₂（水素） | CH₄（メタン）、C₂H₄（エチレン） | ＞1000°C | 巻線の絶縁破壊、タップチェンジャのアーク放電、ケーシングのフラッシュオーバーなどの激しい放電は、機器の爆発につながる可能性があります。 |
| 絶縁経年変化（固体絶縁破壊） | CO（一酸化炭素）、CO₂（二酸化炭素） | H₂（水素）、CH₄（メタン） | 長期使用温度上昇 | 古い変圧器や長期間過負荷のかかった機器によく見られる、劣化した、湿った、または酸化した絶縁紙／ボード。 |
II.キーガスの診断値
-
アセチレン（C₂H₂)
- コア指標高エネルギー放電を明確に反映する唯一のガスであり、5μL/Lを超えるレベルは緊急の懸念事項である。
- 典型的なシナリオアーク放電、絶縁破壊、例えば巻線間の短絡や負荷時タップチェンジャー接点のアブレーションなど。
- 取り扱いに関する推奨事項機器の損傷を避けるため、メンテナンスの際は直ちに電源を切ってください。
-
水素（H）
- 早期警戒100μL/Lを超えるレベルの部分放電または水分の特性ガス。
- 拘束新しい変圧器への給油後、オイルレベルが一時的に上昇することがありますが（1000μL/L未満が正常）、過去のデータと合わせて判断する必要があります。
-
エチレン (C₂H₄)
- 温度表示含有量が多いほど過熱温度は高くなる。例えば、C₂H₄が全炭化水素の70%を超える場合、温度は500℃を超えることがある。
- 典型的なシナリオ巻線の過熱、コアの渦電流損失。
-
一酸化炭素（CO）と二酸化炭素（CO₂）。
- 断熱材の老朽化CO/CO₂比の上昇は、固体絶縁破壊を反映する。例えば、CO＞1000μL/L、CO₂＞10000μL/Lの場合、絶縁紙が劣化している可能性がある。
- 拘束CO/CO₂比は、通常の運転ではオイルの酸化により徐々に上昇する可能性があり、総合的に判断するためにはフルフラール含有量テストと組み合わせる必要がある。
三、故障診断ロジックの三比法
三対数法は、次のように計算する。 C₂H₂/C₂H₂₄。そしてCH₄/H₂そしてC₂H₄／C₂H₆。 その結果の比率は、以下のように故障の種類に対応するコードの組み合わせに変換される：
| コードの組み合わせ | 故障の種類 | 典型的な特性 |
|---|---|---|
| 0 0 0 | トラブルフリー | すべてのガス濃度は指摘された値の範囲内であった（例えば、C₂H₂＜5μL/L、総炭化水素＜150μL/L）。 |
| 0 0 1 | 低温過熱（150～300） | CH₄とC₂H₂が優勢で、C₂H₂は検出されなかった。 |
| 0 2 2 | 高温オーバーヒート (>700°C) | C₂H₄は全炭化水素の70%以上を占め、C₂H₂は微量であった。 |
| 1 0 1 | 部分放電 | H₂とCH₄が優勢で、COが上昇することもある。 |
| 2 0 2 | でんきアークほうでん | C₂H₂はH₂とC₂H₂₄の増加に伴って有意に上昇した（＞5μL/L）。 |
| 2 1 2 | アーク放電＋過熱 | C₂H₂、H₂、C₂H₄はすべて高く、おそらく絶縁破壊が引き金となったアークの過熱によるものであろう。 |
IV.ガス含有量の表記値と処理に関する推奨事項
| ガス種 | 注意値（μL/L） | 取り扱いに関する推奨事項 |
|---|---|---|
| アセチレン（C₂H₂) | ＞5 | メンテナンスのために直ちに電源を遮断し、アーク放電源のトラブルシューティングを行ってください。 |
| エチレン (C₂H₄) | ＞100 | 傾向を追跡し、過熱が続く場合はその原因（負荷、冷却システムなど）を分析する。 |
| 水素（H） | ＞1000 | 部分放電の監視と合わせて、湿気や絶縁不良がないかを確認する。 |
| 総炭化水素 | ＞150 | ガス発生量の絶対値が10mL/日を超える場合は、監視を強化するか、停電が必要である。 |
| CO/CO₂比率 | >0.3以上（断熱材の経年劣化） | フルフラール含有量を検査して固形断熱材の寿命を評価し、必要であれば断熱紙を交換する。 |
V. 総合的な診断プロセス
- 予備審査ガス含有量を注記された値と比較し、基準値を超えるガスがあれば、さらなる分析を開始する。
- トレンド分析ガス発生速度（絶対/相対）を計算し、断層の発達速度を決定する。例えば、絶対ガス発生量が10mL/日以上の場合、活断層であることを示す。
- 三項法コードの組み合わせに基づいて故障タイプを特定し、干渉要因（機器のタイプ、運転履歴など）を排除する。
- 検証手段部分放電監視、巻線変形検査、絶縁抵抗検査などを組み合わせて診断を確認する。
- 意思決定への提言::
- 応急処置C₂H₂＞5μL/Lまたはガス発生量が異常に急増した場合は、直ちに電源を遮断し、メンテナンスを行ってください。
- 定期メンテナンス総炭化水素量が上昇し続け、緊急時の閾値に達しない場合は、予防検査またはボンネット検査を手配する。
- コンディション・モニタリング定期的なサンプリングと追跡により、機器の寿命を予測するDGAトレンド曲線を確立する。
VI. 特別な事情の説明
- 新規稼動設備::
- オイル注入後、H₂とCH₄の一過性の上昇が起こることがあり（＜1000μL/Lが正常）、データの安定性は3～6ヵ月後に観察されるべきである。
- オンロード・タップ・チェンジャー::
- C₂H₂＞2μL/Lは接点焼損の可能性がある。
- 無鉱物油絶縁::
- エステル油やシリコーン油のDGA判定基準は、鉱物油のそれとは異なるため、専門のガイドライン（IEC 62770など）を参照する必要がある。
VII.規格とツールの参照
- 国際規格: IEC 60599 使用中の鉱油充填電気機器中の溶存ガス分析に関する解釈指針。
- 国内基準GB/T 7252 トランスフォーマーオイル中の溶存ガスの分析および判定に関するガイドライン。
- 分析ツール::
- オフラインテストガスクロマトグラフ
- オンライン・モニタリング光音響スペクトロメーター
上記のリストがあれば、DGAデータに基づいて故障の種類を迅速に特定し、ガス発生率や傾向分析と併せて的を絞ったメンテナンス戦略を策定して、変圧器の突発故障のリスクを最小限に抑えることができる。
