GIS装置内のCT端子台のクラック故障の可能性のある原因は何ですか
ガス絶縁開閉装置（GIS）は、しばしば「SF6複合電気機器」と呼ばれ、高い信頼性、小型化、低騒音、低損失のため、電力システムで広く使用されています。これは、断路器、高速接地スイッチ、電流変換器、母線などの高電圧デバイスを接地された金属シェルに封入し、SF6ガスで満たしています。各デバイスは異なる圧力を持つ個別のガス室に配置されます。CT端子台はガス室を分割し、コンポーネントを接続し、メンテナンスを容易にします。ある変換所では、750kV GIS CTガス室の圧力が毎日約0.05MPa下がり、ガス充填後も継続したため、私たちはCT端子台の故障を分析しました。
1 端子台の概要と亀裂分析
1.1 概要
この端子台は2017年6月23日に運用開始され、2021年11月6日にガス漏れが発生し、2021年11月8日に亀裂が見つかりました。平面側はCT側であり、凸面側は非CT側です。外側には12つのネジ穴があります。CT側には3つの円形に等間隔に配置された黄色の銅製端子柱があり（内側から1、8、15本）、非CT側の最外側の円には15本の端子柱（A1 - A5、B1 - B5、C1 - C5、反時計回り）があり、CT側の中間の円と一致しています。
1.2 宏観検査
凸面側の突起部の曲がり角に約30cmの亀裂が見つかり、2つの部分に分かれています：大きく開いた長い亀裂（A1 - B1）と小さく開いた短い亀裂（C5 - A1、ほとんど見えない）。その後、浸透試験を行い、さらに亀裂がないか確認しました。
1.3 浸透試験
端子台の両面で浸透試験を行いました：
凸面側：2つの亀裂が見つかり、宏観検査と形態および長さ（240mmと60mm）が一致しました。短い亀裂は試験後に明確になり、他の亀裂は検出されませんでした。
平面側：内部シールリングに長さが異なる2つの亀裂（約20mmと8mm）が見つかりました。これらは貫通しておらず、端から端までの距離は約20mmでした。
1.4 断面検査
A4からの切断部から、非CT側の貫通亀裂とCT側の非貫通亀裂が見られました。内部の四角形の導電板と六角ナットは構造的な急激な変化があり、浸透液が逆流していました（金属挿入部とエポキシ樹脂の間の隙間）。微細な亀裂（端子台軸に対して30°）と不均一な点状接触面（45°角度の亀裂）が見られました。
1.5 力の計算
メーカーの規定トルク25Nmを使用し、T = kFd ((k = 0.15)を使用して、単一ボルトの垂直プレロードは13.9kNでした。最大プレロードをシミュレート（M12ボルト、50cmトルクレンチ）すると、220Nmのトルク（10cmアームレンチで44Nm）となり、プレロードは24.4kN（標準の1.76倍）になりました。30°角度、31.78mm長の破断部には10.78mmの不連続結合部（樹脂の応力増加）がありました。過度のプレロードと応力集中により、樹脂に亀裂が発生し拡大しました。
2 亀裂の原因
不連続な座席構造（端部ボルト穴 - 端子柱）での過度の曲げ応力により、貫通亀裂が発生しました。不適切な工具や過緊固により、ボルトのプレロードが過剰になりました。CT側のガス圧力が曲げ応力を増加させました。金属と樹脂の接着不良（隙間）により、耐荷重断面積が減少し、応力集中が発生しました。これらの要因が組み合わさって端子台に亀裂が入り、ガスが漏れました。
3 予防措置
メーカーの仕様に従ってトルクレンチを使用し、過緊固を避ける。ガス充填プロセスに従って圧力差を防ぐ。端子台の設計および鋳造を最適化し、応力を引き起こす隙間や鋭利な挿入物を避ける。品質チェックを強化し、不良品を排除する。
4 結論
SF6装置のCT端子台の亀裂は、不適切なボルト締め付け（過度のプレロード）によるものでした。提案された措置は他の電力ユーザーのガイドラインとなります。
