単巻変圧器の絶縁材料の選定と性能保証

パワーシステムでは、 単巻変圧器 は電圧変換とエネルギー伝送の重要な機器であり、その性能の安定性と安全性は非常に重要です。これらすべての基礎は、断熱材の慎重な選択と処理から切り離すことができません。絶縁材料の選択は単巻変圧器の絶縁処理の最初のステップであり、単巻変圧器の全体的な性能を決定する重要な要素です。

絶縁材料は単巻変圧器において重要な役割を果たします。これらは変圧器の電気絶縁性能を決定するだけでなく、機械的強度、耐熱性、長期動作信頼性にも直接影響します。適切な絶縁材料を選択することで、漏れ電流、電圧破壊、短絡などの障害を効果的に防止し、複雑で変化しやすい電力環境において変圧器の安定した動作を保証します。

単巻変圧器の絶縁媒体には、通常、高性能の絶縁紙、絶縁塗料、絶縁油が使用されます。これらの材料は、優れた電気絶縁性能と機械的強度により、変圧器の絶縁処理の第一選択となっています。

絶縁紙は単巻変圧器で最も一般的に使用される絶縁材料の 1 つです。優れた電気絶縁性能と機械的強度を備えており、高電圧および高温環境に耐えることができます。同時に、絶縁紙は吸湿性、通気性にも優れており、変圧器の部分放電や過熱を軽減します。単巻変圧器の製造プロセスでは、コイル間の電気的絶縁と機械的サポートを確保するために、コイル巻線、層間絶縁、端部絶縁に絶縁紙がよく使用されます。

絶縁ワニスは、絶縁材料の表面に塗布される液体の絶縁媒体です。電気絶縁性と耐熱性に優れており、漏電や電圧破壊を効果的に防止できます。単巻変圧器の製造工程では、コイルの電気絶縁性や機械的強度を向上させるために、コイルの含浸や硬化に絶縁ワニスがよく使用されます。同時に、絶縁ワニスは防湿、防カビ、防食の役割も果たし、変圧器の耐用年数を延ばします。

絶縁油も単巻変圧器の重要な絶縁材料です。電気絶縁性と放熱性に優れ、変圧器の温度上昇や部分放電を効果的に低減します。単巻変圧器の動作において、絶縁油は潤滑と冷却の役割も果たし、摩擦と摩耗を軽減し、変圧器の動作効率を向上させます。同時に、絶縁油は変圧器内の自由電荷を吸収して中和し、電圧の破壊や放電を防ぎます。

単巻変圧器の絶縁材料を選択する場合は、電気絶縁性能、機械的強度、耐熱性、耐湿性、コストなどを総合的に考慮する必要があります。以下では、これらのパフォーマンス特性と選択原則について詳しく説明します。
電気絶縁性能：絶縁材料の電気絶縁性能は、漏電や電圧破壊を確実に防ぐための鍵となります。したがって、絶縁材料を選択する際には、誘電率、誘電損失、絶縁破壊電圧などの電気的性能指標を優先する必要があります。
機械的強度: 単巻変圧器は、動作中に振動、衝撃、張力などのさまざまな機械的ストレスにさらされます。したがって、絶縁材料は、これらの応力の影響に耐え、絶縁層の亀裂や剥離を防ぐために、優れた機械的強度を備えている必要があります。
耐熱性：単巻変圧器は動作中に多量の熱を発生し、温度が上昇します。そのため、絶縁材料には耐熱性に優れ、高温環境下でも安定した電気絶縁性能と機械的強度を維持できることが求められます。
耐湿性：湿気の多い環境では絶縁材が湿気を吸収しやすくなり、電気絶縁性能が低下します。したがって、絶縁材料を選択する際には、湿気の多い環境でも良好な電気絶縁性能を維持できるように、その耐湿性を考慮する必要があります。
コスト: 断熱材のコストも、選択する際に考慮する必要がある要素の 1 つです。性能を確保することを前提として、変圧器の製造コストを下げるためには、できるだけ低コストの材料を選択する必要があります。

単巻変圧器の製造と運用では、絶縁材料の適用と安全対策が重要です。以下に、これらの対策について詳しく説明します。
慎重な選択とテスト: 絶縁材料を選択する際には、その性能が設計要件を満たしていることを確認するために、厳格なテストとスクリーニングが必要です。同時に、安定した信頼できる品質を確保するために、材料の製造プロセスを監視する必要があります。
合理的な設計と製造：単巻変圧器の設計プロセスでは、コイルの巻き方、絶縁層の厚さ、層数などの絶縁材料の性能特性に基づいて合理的な設計を行う必要があります。製造プロセスでは、絶縁層の均一性と完全性を確保するためにプロセスパラメータを厳密に制御する必要があります。
定期的な点検・メンテナンス：単巻変圧器の運転にあたっては、絶縁抵抗の測定、部分放電や温度上昇の検出など、絶縁材の定期的な点検・メンテナンスが必要です。絶縁性能の低下や故障が発見された場合には、速やかに修理または交換の措置を講じる必要があります。
安全保護措置：単巻変圧器の運転および保守の際には、感電や機器の損傷を防ぐために、接地装置の設置、保護カバーや警告標識の設置など、必要な安全保護措置を講じる必要があります。

絶縁材料の選択と加工は、単巻変圧器の製造と運用において重要な役割を果たします。慎重な選択とテスト、合理的な設計と製造、定期的な検査とメンテナンス、安全保護対策の実施により、長期運転における単巻変圧器の安定性と安全性が確保されます。将来的には、電力技術の継続的な進歩と新エネルギーの急速な発展に伴い、単巻変圧器の絶縁材料と技術は革新と改良を続け、電力システムの安定した動作に対するより信頼性の高い保証を提供するでしょう。私たちも引き続き絶縁材料の研究開発動向に注目し、単巻変圧器の性能向上とコスト削減にさらなる知恵と力を注いでいく必要があります。