温度変化がAIS電圧トランスフォーマーにどのように影響を与えるか

絶縁性能への影響

• 絶縁材料の特性の変化: AIS電圧変換器は空気を絶縁媒体として使用し、また絶縁紙や絶縁支持体などの固体絶縁材料も含んでいます。温度が上昇すると、絶縁紙のような固体絶縁材料内の水分の移動と蒸発が加速し、絶縁材料の電気強度が低下し、絶縁破壊のリスクが増大します。温度が下がると、絶縁材料は脆くなり、機械的性質が低下します。電気的または機械的なストレスを受けた場合、亀裂が生じやすくなり、これが絶縁性能に影響を与えます。

• 空気絶縁性能の変化: 温度が上昇すると、空気の密度が低下し、ガス分子間の距離が広がり、空気の絶縁強度が低下します。これは、同じ電圧条件下でコロナ放電や火花放電などのガス放電現象がより起こりやすくなることを意味し、電圧変換器の正常な動作に影響を与えます。温度が下がると、空気の絶縁強度は一定程度まで増加しますが、極端に低い温度では設備表面に結露が生じる可能性があります。設備表面に付着した水分は、表面絶縁性能を大幅に低下させ、フラッシュオーバーなどの故障を引き起こす可能性があります。

電気パラメータへの影響

• 変比の変化: 温度の変化は電圧変換器の巻線抵抗に影響を与えます。一般的な金属材料の抵抗は温度が上昇すると増加するという抵抗の温度特性に基づいて、巻線抵抗の変化は電圧変換器の変比精度に影響を与えます。例えば、温度が上昇すると一次巻線の抵抗が増加します。同じ一次電圧の下で一次電流が減少します。電磁誘導の原理により二次電圧も変化し、測定される電圧値にずれが生じ、計量装置や保護装置の精度に影響を与えます。

• 容量パラメータの変化: 電圧変換器内部には支持体容量などの容量成分があります。温度の変化は容量媒体の性質に影響を与え、容量値が変化します。容量パラメータの変化は電圧変換器の電圧分布や位相特性に影響を与え、リレー保護装置の正確な動作に影響を与えます。

機械構造への影響

• 熱膨張と収縮: AIS電圧変換器は様々な材料で構成されており、異なる材料は異なる熱膨張係数を持っています。温度が変化すると、様々な部品は不同程度の熱膨張と収縮を経験します。この熱応力が効果的に解放されない場合、部品間の接続が緩む可能性があります。例えば、巻線と鉄心の接続、二次端子の接続など、これにより接触不良などの故障が引き起こされる可能性があります。

• 密封性能: 温度の変化は電圧変換器の密封構造にも影響を与えます。高温は密封材料の劣化と変形を引き起こし、密封性能が低下し、外部の塵や湿気などが設備内部に入り込む可能性があります。低温では密封材料が硬く脆くなり、弾性を失い、同様に密封効果が損なわれることがあります。