高電圧遮断器の種類と故障ガイド

高電圧遮断器：分類と故障診断

高電圧遮断器は、電力システムにおいて重要な保護装置です。障害が発生した場合に急速に電流を遮断し、過負荷やショートサーキットによる設備の損傷を防ぎます。しかし、長期間の運転その他の要因により、遮断器は故障を起こすことがあり、適時に診断とトラブルシューティングが必要となります。

I. 高電圧遮断器の分類

1. 設置場所別：

• 室内型：閉鎖されたスイッチギア室に設置されます。

• 屋外型：外部設置用に設計され、耐候性のある筐体を持っています。

2. 消弧媒体別：

• 油遮断器
  絶縁油を消弧媒体として使用します。

• 大容量油遮断器（多油）：油は消弧媒体および帯電部と接地筐体間の絶縁材として機能します。

• 少量油遮断器（少油）：油は消弧と接触部の絶縁にのみ使用され、外部絶縁（例：磁器）が帯電部と接地との間の絶縁を提供します。

• 真空遮断器：高真空環境でアークを消滅させ、真空の高い絶縁強度を利用します。長寿命と低メンテナンスのために中電圧用途で広く使用されています。

• 六フッ化硫黄（SF₆）遮断器：優れた消弧と絶縁特性を持つSF₆ガスを使用して遮断を行います。信頼性とコンパクトな設計から高電圧送電システムで主に使用されています。

• 圧縮空気遮断器：圧縮空気を使用してアークを消滅させ、遮断後の絶縁を提供します。複雑さとメンテナンスの必要性から現在ではあまり使用されていません。

• 磁気吹き出し遮断器：電磁力を用いてアークを狭い隙間に駆動し、冷却・脱イオン化します。直流または特殊な交流用途で一般的に使用されます。

II. 高電圧遮断器の一般的な故障とトラブルシューティング

1. 閉じられない（閉鎖拒否）

これは機械的な問題、制御回路の故障、または操作ミスから生じることがあります。電気制御回路と機械的部品の両方を確認してください。

電気的な故障には以下のものがあります：

(1) 指示ランプが動作しないか異常

• 制御電源電圧が定格値と一致しているか確認してください。

• 「閉」位置にあるときに赤色ランプが点灯しない場合、原因は：閉鎖回路が開いているか、ヒューズがブローしている可能性があります。

• 緑色ランプ（トリップ位置）が消えて赤色ランプ（閉位置）が点灯しない場合、赤色ランプの状態を確認してください。

• 緑色ランプが消え、再び点灯する場合：電圧が低いか、操作機構の機械的な故障が考えられます。

• 赤色ランプが一瞬点灯して消え、緑色ランプが点滅する場合：遮断器は一時的に閉じたが固定できなかった—機械的な故障または制御電圧が高すぎて衝撃失敗が考えられます。

(2) 閉鎖コンタクタが動作しない

• 緑色ランプが消えている場合：制御バスヒューズ（正極/負極）を確認してください。

• 緑色ランプが点灯している場合：テストペンまたはマルチメーターを使用して制御スイッチ、反復防止リレー、補助接点を検査し、コイルのオープン回路または二次配線の破断を確認してください。

(3) 閉鎖コンタクタが動作するが遮断器が動かない

• 可能性のある原因：コンタクタの接触不良、消弧チャネルの詰まり、閉鎖コイルのオープン、または閉鎖整流器のACヒューズのブロー。

(4) 閉鎖コンタクタが動作し、遮断器が動くが完全に閉じない
可能性のある理由：

• 操作機構の機械的な故障

• DCバス電圧が低い

• 二次配線の誤接続によりトリップ回路に誤って電圧が加わる

• 不適切な操作（例：オペレータが制御スイッチを早すぎるタイミングで開放する）

2. トリップできない（トリップ拒否）

閉鎖拒否よりも危険であり、上流の遮断器がトリップする（連鎖トリップ）ことにより停電範囲が拡大する可能性があります。

(1) 電気的トリップ失敗の原因

• 赤色ランプが点灯していない：トリップ回路が開いていることを示します。

• ランプの状態、ヒューズ、制御スイッチの接点、遮断器の補助接点を確認してください。

• 反復防止リレーのコイル、トリップ回路の連続性を確認してください。

• トリップコイルが弱く動作する：コイルのピックアップ電圧が高い、動作電圧が低い、トリッププラグが固着している、またはコイルに故障がある可能性があります。

• トリッププラグが動くが遮断器がトリップしない：機械的な詰まりまたはドライブリンクピンが外れている可能性があります。

(2) トリップ拒否の対処

• 手動トリップが失敗した場合：すぐにディスパッチに報告してください。

• バイパススイッチが利用可能であれば：負荷をバイパスに移し、故障遮断器の母線側分離スイッチを開き、バイパス遮断器をトリップして回路を非活性化します。

• 連鎖故障により上流の遮断器がトリップした場合：

• 停電後に、故障遮断器の両側の分離スイッチを開きます。

• 影響を受けた母線上のすべてのフィーダーを手動で開きます。

• ディスパッチに報告し、システムの復旧を行います。

3. 誤った開閉（誤動作）

(1) 誤トリップ
保護装置のアクティベーションやオペレータの操作がないのに遮断器がトリップする場合に発生します。可能性のある原因：

• 制御回路での二点接地—再閉鎖前に接地故障をチェックし除去してください。

• 故障した相互ロック機構—遮断器を隔離（ソース側の分離スイッチを開く）し、一度閉じてテストしてください。

• リレーが作動していないにもかかわらず内部故障が疑われる場合は、それに応じて調査してください。

(2) 誤閉鎖
コマンドなしに非活性化された遮断器が閉じます。原因：

• 二点接地により閉鎖回路に電圧が加わる。

• 自動再閉鎖リレーの接点が固着している。

• 低いピックアップ電圧と高いコイル抵抗により、DCの一時的なパルス中に誤って閉鎖する。

4. 遮断器の過熱

主な症状：タンク（特に少量油遮断器）が過熱し、フレームが熱くなる。

• 原因：導体部品の接触不良または酸化。

• リスク：絶縁の損傷、磁器の亀裂、煙出、油の噴出、さらには爆発。

• 対処法：巡回を強化し、早期に検知し、迅速に対処してください。

5. その他の一般的な故障

(1) 油遮断器の火災
汚れや湿ったブッシングによる接地フラッシュオーバーや内部アークにより火災が発生することがあります。

• 火災が発生したばかりの場合：すぐに遮断器を遠隔でトリップしてください。

• 火災が深刻な場合：上流の遮断器を使用して回路を隔離し、両側の分離スイッチを開いてユニットを完全に隔離します。乾式消火器（例：CO₂または粉末）を使用して消火してください。

(2) トリップ/閉鎖コイルの煙
トリップ/閉鎖コイルは短時間の使用に設計されています。長時間通電すると過熱し、焼損します。

• 対処法：すぐにディスパッチに報告し、交換を依頼してください。

• 動作中に閉鎖ヒューズがブローした場合、指定された定格のみで交換してください—コイルの損傷を防ぐために大型のヒューズを使用しないでください。

(3) 緊急手動トリップが必要な場合
以下のいずれかが発生した場合は、すぐに油遮断器を停止してください：

• 磁器絶縁体の深刻な亀裂、フラッシュオーバー、または爆発

• 導体部品の溶けたり切断したり

• 大きな内部アーク音

• 深刻な油不足

まとめ

このガイドは、高電圧遮断器の種類、一般的な運用上の故障、および対処方法について包括的な概要を提供します。適切な分類、定期的な点検、迅速なトラブルシューティングは、システムの信頼性、人員の安全、設備の長寿命を確保するために不可欠です。