電流変圧器の故障原因とその対策は何ですか

最前線のメンテナンステクニシャンとして、私は日々電流変換器（CT）と取り組んでいます。CTは高電流を低電流に変換し、変電所/回路保護や測定のために長期間連続して動作します。しかし、外部（負荷の不均衡、配線ミスなど）や内部（絶縁不良）の問題から障害が発生することがあります。これらの障害、例えば二次側のオープンサーキットや絶縁破壊は、測定精度、保護機能、およびグリッドの安定性に悪影響を与えます。以下に、実際の経験に基づく洞察を共有します。

1. CT構造（メンテナンス観点）

CTには一次巻線と二次巻線、コア、そして絶縁（油浸、SF6、固体）があります。一次巻線は回路に直列に接続され、二次巻線は計器/リレーに接続されます。重要な点は、一次巻線のターン数が少なく、二次巻線のターン数が多く、通常運転時にはほぼショートサーキット状態であることです。絶対に二次側回路を開けず、確実に接地する必要があります（開回路による危険なアークフラッシュを目撃したことがあります）。

2. 機能と原理（実用的）

CTは電磁誘導により大きな電流を安全な保護/測定に必要なレベルまで減らし、高電圧を遮断します。調整時に、私は一次-二次電流比をチェックしてCTを確認します。

3. 性能分類
(1) 光学CT（OTA）

ファラデー磁気光学効果に基づいており、グリッドテストで使用されます。温度に敏感ですが、強力な磁場に適しています。

(2) 低消費電力CT

微結晶合金コアを使用しており、広い線形範囲、低損失、大電流に対する高精度を提供します。工業測定に理想的です。

(3) エアコアCT

鉄コアがないため、磁気飽和を避けることができます。強いノイズ耐性があり、複雑な環境に適しています。

4. 障害原因（現場での経験）
(1) 絶縁熱劣化

高電圧CTは熱や誘電体損失を発生します。欠陥のある絶縁（例えば均一でない巻き付け）により過熱と破壊が起こります。これは古い装置によく見られます。

(2) 局部放電

正常なCTの容量は均等に分布していますが、製造や構造上の問題（例えば位置合わせが悪いスクリーン）により局所的に高い電界が発生します。未解決の放電はコンデンサーの故障につながります。

(3) 二次側負荷過多

220 kVシステムでは重い負荷により二次側電圧/電流が増加し、誤差が発生します。障害によりコアが飽和し、リレーが誤動作します。二次側回路がオープン（例えば端子が緩んでいる）と高電圧が発生し、危険です。

5. 障害対応
(1) 運用ルール遵守

• 配線：厳密に直列接続し、単相または星形などの適切な構成を使用する。

• 誤差補正：キャパシタンス/インダクタンスによる誤差補正のために巻線/コアを追加する。

• 校正：設置/メンテナンス後に脱磁/極性テストを行う。

(2) 緊急対応（安全第一）

• 電源オフ：即座に電源を切る。

• 二次側回路の検査：オープン回路を確認し、一次側電流を最小限に抑え、絶縁具を使用し、図面に従う。

二次側オープンサーキットの場合：

• 影響評価：影響を受けた回路を特定し、ディスパッチに報告する。

• 負荷軽減/隔離：負荷を転送し、損傷がある場合は電力を遮断する。

• 二次側短絡：認証された材料を使用する。火花が発生すれば下流の障害、火花がなければ上流の問題。

(3) 検出技術

• 絶縁試験：誘電体損失、キャパシタンスを測定し、欠陥を特定する。老化評価に良い。

• 赤外線サーモグラフィ：私の主要ツール！接触不良や熱問題を素早く検出する。

結論

CTはグリッドの信頼性にとって重要です。その構造、原理、障害処理をマスターすることで安定性を確保できます。ガイドラインに従い、検出ツールを使用し、緊急時に行動することで障害を最小限に抑えることができます。これにより、より安全なグリッドを実現できます。