鉱物油充填型配電変圧器

なぜ鉱物油なのか？
ご存知かもしれませんが、鉱物油充填型配電変圧器は最も一般的なタイプの配電変圧器です。これらは最も重要なコンポーネントの一つであり、世界中の電力供給システムで見ることができます。

絶縁油は引火性液体ですが、油浸変圧器の信頼性は、安全な電力供給が最も重要である多くの電力供給システムで長年にわたり証明されています。

しかし、鉱物油は引火性があります。変圧器の巻線内でのほとんどの故障状態は通常、油の排出に過ぎませんが、特に電気アークが油表面の直下で形成された場合、着火の可能性があります。

そのような場合、ドライタイプの変圧器または高引火点液体充填型の変圧器が設置に選ばれることがよくあります。油浸変圧器の絶縁システムの健全性は、部分的には油の状態に依存します。世界中の多くの確立された電力供給ネットワークでは、負荷に応じて絶縁液が膨張し収縮するように変圧器を「自然に呼吸」させることが一般的な慣行となっています。

しかし、大気汚染物質による絶縁液の汚染を防ぐ何らかの保護システムを実装することで、特に負荷率が高い場合に、絶縁寿命が延びるという利点があることも認識されています。

世界の温帯地域に設置されている500 kVA以下のほとんどの配電変圧器にとって、最も単純で十分な油保護システムはシリカゲル脱水ブリーザーです。

負荷が減少した条件下では、変圧器タンクに引き込まれる空気はまず固体の汚染物質を除去するために油浴を通ります。その後、脱水用のシリカゲル結晶を通って水分が効果的に除去されます。

最も一般的なタイプの油保護システムは、コンサーバータンクまたは拡張タンクを使用するものです。このセットアップには、大部分の大気汚染物質（上記図1参照）を捕集するためのサムプがあります。

油の汚染を防ぐ最も簡単な方法は、外部の空気からタンクを密閉し、液体冷却剤の膨張によって生成される圧力を耐えられるように設計することです（図2）。油中のガスの溶解性により、これらの圧力は安定した負荷条件下では比較的低く、通常0.43 kg/cm²を超えることはありません。

鋼板を自動的に折り曲げて溶接して深い波形を作る専門機械の登場により、波形タンクがよりコスト効率的になりました。鋼板の厚さは通常1.2〜1.5 mmで、軽量かつコンパクトなタンクになります。その機械的な強度は、密接に配置された深い波形から得られます。

幅2000 mm、深さ400 mmの鋼板を使用することで、最大5000 kVAの変圧器をこの方法で冷却することができます。ただし、一般的には最大1600 kVAの配電変圧器に使用されます。

波形パネルの柔軟性により、完全密封型の波形タンクデザインが開発されました。このデザインでは、タンクは完全に満たされ、液体の膨張はタンク壁の屈曲によって吸収されます。タンク内の液体は大気と接触せず、これにより変圧器の絶縁システムが保護され、メンテナンス要件が減少します。

波形変圧器タンクデザインは30年以上使用されており、現在では信頼性のあるタンク構造法として認知されています。