変圧器ローカル回線監視システムの選び方とは？超音波、HF、UHFソリューションの比較

• 超音波法局所放電により発生する超音波信号（20kHz～300kHz）を検出し、放電位置を特定します。センサーはタンクの外壁に取り付けられ、内部放電に敏感で、コロナ放電には感度が低い。
• 高周波電流方式アース線に取り付けた高周波CTにより、局所的なインパルス電流（30kHz～30MHz）を検出。
• UHF方式局から放射される電磁波（300MHz～3GHz）をアンテナやプローブで受信するもので、最強のアンチジャミング性能を持ち、強い電磁波環境にある変電所に適している。
• マルチセンサーフュージョン測位のための超音波、感度のための高周波電流、そしてアンチジャミングのための超高周波という3つの方式に焦点が当てられており、ほとんどのシナリオをカバーする3-in-oneソリューションとなっている。

1.3つの検出方法の原理と特徴

2.シナリオに基づく選出の推奨

2.1 シングル・センサー・プログラム - 経済入門編

予算が限られており、基本的な局所的排出警告のみが必要な場合は、超音波シングルセンサソリューションが最もシンプルなオプションです。タンクの壁に直接センサーを取り付けるのが最も簡単な設置方法です。35kVまでの配電変圧器の基本的な監視に適しています。コロナ放電には感度が低く、放電の種類を区別することができない。

2.2 デュアル・センサ・ソリューション - コスト効率の高い選択

超音波＋高周波電流は、最も一般的に使用されるデュアルセンサの組み合わせである。高周波電流センサーは高感度の信号捕捉を提供し、超音波センサーは放電位置の基準を提供する。この2つは互いに補完し合い、基本的に一般的なタイプの変圧器PDをカバーします。110kV都市変電所の主変圧器の局所放電監視ニーズに適しています。

2.3 トリプル・センサー・フュージョン・プログラム - フラッグシップ構成

超音波＋高周波電流＋UHFの3-in-oneソリューションは、局所放電モニタリングのフラッグシップ構成です。高周波電流は微弱な信号をとらえ、超音波は位置決めを補助し、UHFは環境干渉をフィルタリングします。220kV以上のハブ変電所や、LDモニタリングに最も高い要求があるアプリケーションシナリオに適しています。

3.マルチセンサーフュージョンの価値

マルチ・センサは単にデータを並べて表示するだけではなく、重要なのはフュージョンにある。2つ以上のセンサが同じ時間ウィンドウ内で局所的な放電信号を検出すると、信号の信頼性が大幅に向上し、1つのセンサからの誤報を除外することができる。超音波は内部エアギャップ放電に、高周波電流はグランドループ内のパルス電流に、超高周波は高エネルギーアーク前駆放電に感度があります。

フュージョン診断アルゴリズムは、3つのセンサーの信号特性を組み合わせ、単一のセンサーよりも正確で包括的な診断結果を出力します。

4.よくある質問

4.1 Q: 3つのセンサー方式のうち、古い変圧器に最も適しているのはどれですか？

A: 古い変圧器の絶縁状態はすでに脆弱であり、局所放電のリスクはより高くなっています。少なくとも超音波＋高周波電流のデュアルセンサープログラムを使用することをお勧めします。高周波電流の高い感度が局所的な放電信号をとらえるため、最もタイムリーな早期警告が得られます。予算が許せば、3-in-1プログラムがさらに安全です。

4.2 Q. 超音波トランスデューサにカプラは必要ですか？

A: 設置には、音響カップリングを確保するために、トランスデューサとタンク壁面との間のエアギャップを取り除くための特別なカプラントを塗布する必要があります。システムによっては、マグネット吸着マウントを使用し、センサーの接触面にあらかじめカプラントをコーティングしておき、すぐに使用できるように設置するものもあります。

4.3 Q. UHFセンサーと超音波センサーは互いに置き換え可能か？

A: いいえ。両者の物理原理は全く異なり、ローカライゼーションによって発生する異なる物理信号（電磁波と音響波）を検出し、カバーする周波数帯に重複はありません。強い電磁波干渉環境では、UHF帯の干渉防止の優位性は何物にも代えがたいものです。ローカライゼーションでは、超音波精度の優位性も何物にも代えがたいものです。

4.4 Q: 高周波電流センサーを設置する最も適切な場所はどこですか？

A: 通常、変圧器のコア接地ライン、クランプ接地ライン、または中性点接地ラインに設置されます。マルチチャンネルシステムは、複数の場所に同時にセンサーを設置し、信号の到着時間差から放電源の方向を特定することができます。

4.5 Q. チャンネル数の多いシステムを選ぶ必要はありますか？

A:チャンネル数によって、同時にアクセスできるセンサーの数が決まります。4チャンネルシステムは、すでにほとんどの110kV主変圧器のニーズを満たすことができます（例：超音波×2＋高周波×2）。選択と予算のバランスを取るだけで、多ければ多いほど良いというわけではありません。

5.まとめ

ニーズから選択：超音波は位置決め能力優先、高周波電流は感度優先、UHFは干渉防止優先。デュアルセンサーの組み合わせでほとんどのニーズを満たし、3センサーの融合で最も包括的な保護を提供する。

免責事項：本記事の内容は、技術的な意見交換や参考のためのものであり、いかなる形の調達確約や契約提案を構成するものではありません。製品の技術パラメータ、構成、価格については、実際の契約および技術合意が優先するものとする。本記事に含まれる技術データおよび事例は、公開情報および技術慣行によるものであり、予告なく更新される場合があります。

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