変電所の電気設備とデバッグにおける故障と対処

1. 変電所電気設備の設置とデバッグにおける障害
1.1 変圧器の障害

変電所電気設備の設置とデバッグにおいて、変圧器はコアデバイスであり、その設置とデバッグは非常に重要です。以下に、変圧器の設置とデバッグ中に遭遇する可能性のある具体的な問題を示します。

1.1.1 設置時の問題

• 位置と固定: 変圧器の設置位置は設計要件を満たす必要があります。安定して垂直であることを確認しなければなりません。不適切な設置位置や不安定な固定は、運転中に変圧器が振動したり移動したりし、正常な動作に影響を与える可能性があります。

• 配線の問題: 変圧器の配線は、図面と仕様に厳密に従って行う必要があります。誤った配線はショートサーキットや漏電などの安全上の危険を引き起こす可能性があります。また、配線の緊度は適切でなければなりません。緩すぎると接触不良が発生し、過度に締めすぎると端子が損傷する可能性があります。

• 絶縁処理: 変圧器の設置時には、絶縁処理が重要です。絶縁材料の選択が不適切または施工が非標準的な場合、絶縁性能が低下し、電気障害を引き起こす可能性があります。

1.1.2 デバッグ時の問題

• 耐電圧試験: 変圧器の設置後には、絶縁性能を検出するために耐電圧試験を行う必要があります。試験結果が要件を満たしていない場合、変圧器内部に絶縁欠陥があるか、設置過程で損傷が発生した可能性があります。

• 無負荷試験と負荷試験: 無負荷試験と負荷試験を使用して、変圧器の性能パラメータが設計要件を満たしているかどうかを検出できます。異常な試験データは、変圧器内部に障害があるか、設置過程で問題が発生した可能性を示しています。

• 温度とノイズの検出: デバッグ過程では、変圧器の温度とノイズも注意深く監視する必要があります。過度の温度やノイズは、変圧器の熱放出が不十分であるか、鉄心が緩んでいるなどの問題を示す可能性があります。

1.2 断路器の障害
1.2.1 設置時の障害

• 線路検査の不足: 断路器の設置前に、断路器全体の線路を検査する必要があります。不十分な検査は、信号や操作ハンドルなどが要件を満たしているかどうかを見落とす可能性があり、設置後の断路器に潜在的な危険をもたらす可能性があります。

• 絶縁ハウジングの損傷: 設置過程では、断路器の絶縁ハウジングが完全であることを確認する必要があります。微小な損傷でも、断路器の絶縁性能が低下し、安全上の危険を引き起こす可能性があります。

• ねじ固定の問題: 断路器の設置時には、4つの角の固定ねじを締める必要があります。ねじが締まっていないか、または締めすぎていると、断路器の安定性と性能に影響を与える可能性があります。

1.2.2 デバッグ時の障害

• 絶縁棒の障害: デバッグ過程では、断路器の絶縁棒の絶縁構成と抵抗値を検出する必要があります[1]。絶縁棒に問題がある場合、例えば絶縁性能の低下や異常な抵抗値がある場合、断路器の正常な動作に直接影響します。

• 閉鎖および跳ね上げコイルの障害: デバッグ時には、閉鎖および跳ね上げコイルの絶縁抵抗と直流抵抗を測定する必要があります。これらのパラメータが要件を満たしていない場合、断路器が正常に閉鎖または跳ね上がらない可能性があります。

• 異常な閉鎖および跳ね上がり時間: 断路器の閉鎖および跳ね上がり時間は、デバッグ過程での重要な指標です。これらの時間が設計要件を満たしていない場合、断路器の保護性能に影響を与える可能性があります。

• 過度な接点バウンスタイム: デバッグ過程では、断路器が閉鎖する際の接点のバウンスタイムも測定する必要があります。バウンスタイムが長すぎると、接点の摩耗が増加し、断路器の寿命に影響を与える可能性があります。

1.3 隔離スイッチの障害
1.3.1 設置時の障害

• 磁器絶縁体の破損: これは通常、製品品質、隔離スイッチ全体の品質、操作方法に関連しています。例えば、磁器絶縁体の焼成過程で、制御が不適切な場合、焼成不足、密度の不均一、セメント結合の不良などの問題が発生することがあります。また、品質検査が緩い場合、個々の低品質な磁器絶縁体が製品に組み込まれ、設置過程で安全上の危険を引き起こす可能性があります。

• 導電回路の過熱: これは主に静止接触指の圧縮ばねの疲労と劣化、静止接触指の一方向接触、長期運転による接触抵抗の増加により引き起こされます。また、接触部の銀メッキ処理が不十分で、摩耗しやすく銅が露出しやすい、接触面が汚れている、接触部の挿入が不十分、ボルトが錆びているなども、過熱問題を引き起こす可能性があります。

• 機構の問題: これは主に動作失敗、例えば動作拒否やスイッチが正しく位置していないことに現れます。通常、機構箱の密封不良や錆び、水の侵入により、機構が深刻に錆びてしまい、潤滑が乾燥し、動作抵抗が増大します[2]。

• 伝送の困難: これは主に隔離スイッチの伝送システムの錆びにより、伝送抵抗が大きくなり、開閉が困難になるためです。

1.3.2 デバッグ時の障害

• 電動操作の失敗: これは操作電源回路、電源回路の問題、またはヒューズの熔断、緩み、異常な電気連鎖回路などの理由により引き起こされる可能性があります。

• 完全な閉鎖または三相同期不良: これらの問題は主に機構の錆び、詰まり、不適切なメンテナンスとデバッグにより引き起こされます。

• 接触部の過熱: デバッグ過程で、接触部の過熱が見つかることがあります。これは通常、圧縮ばねやねじの緩み、接触面の酸化による接触抵抗の増加、ブレードと静止接触部の接触面積が小さすぎる、過負荷運転、閉鎖・開放過程でのアーク燃焼、または不適切な力による接触位置の誤りなどの理由により引き起こされます。

1.4 変圧器の障害
1.4.1 設置時の障害

• 内部巻線短絡: これは通常、巻線間の絶縁材の破裂または破壊によって引き起こされます。内部巻線短絡は変圧器の故障を引き起こし、さらにはより深刻な電気障害を引き起こす可能性があります。

• 端子の緩みまたは接触不良: 変圧器の接続時に端子が緩んだり接触不良になると、出力信号が不安定になり、測定誤差が生じます。

• ハウジングからの漏電: これは高湿度や腐食環境で一般的に発生します。漏電は測定誤差だけでなく、安全上の危険も引き起こします。

1.4.2 デバッグ時の障害

• 比率のずれ: 変圧器の比率が正常値からずれる可能性があります。これにより測定の精度に影響します。デバッグ過程では、正確な電流源を使用してテストを行い、比率の正確さを確保する必要があります。

• コアの飽和: 高電流条件下では、変圧器のコアが飽和し、出力電圧の歪みや誤差が生じることがあります。デバッグ時には、出力が入力電流に対して線形関係にあるかどうかをチェックし、コアの飽和問題を避ける必要があります[3]。

• 温度ドリフト: 温度の変化により、電流変圧器の性能がドリフトする可能性があります。異なる温度条件下で電流変圧器の出力をテストすることで、温度ドリフトの有無を確認できます。

• 外部磁場の干渉: 外部磁場は電流変圧器の動作に干渉する可能性があります。外部電流がない条件で電流変圧器の出力をテストすることで、外部磁場の影響を受けているかどうかを観察できます。

1.5 避雷器の障害
1.5.1 設置時の障害

• 不適切な設置位置: 避雷器の設置位置は規則に従って厳密に行う必要があります。設置位置が低すぎたり高すぎたりすると、避雷効果に影響を与える可能性があります。また、機械的損傷、重度の汚染、または化学的腐食に脆弱な場所に避雷器を設置すると、性能の低下や損傷を引き起こす可能性があります。

• 接続の問題: 避雷器の接続線の接触不良や緩みは、正常に動作しない原因となります。例えば、接続線の断面積が小さすぎたり、接続が不安定であったり、腐食が発生したりすると、故障が発生する可能性があります。

• 接地の問題: 避雷器の接地は正常な動作の重要な部分です。接地抵抗が大きすぎたり、接地線が切れたりすると、避雷器の効果に严重影响を与えます。避雷器の接続図は図1に示されています。

1.5.2 デバッグ時の障害

• 過度なリーク電流: デバッグ中に避雷器のリーク電流が規定値を超えた場合、内部の湿気、絶縁の劣化、または避雷器の損傷などが原因である可能性があります。このような場合は、速やかなメンテナンスまたは交換が必要です。

• 過度な残存電圧: 避雷器が動作した後、速やかに電圧を安全なレベルまで下げられるべきです。デバッグ中に過度な残存電圧が検出された場合、避雷器の内部部品の損傷や劣化が原因である可能性があります。このような場合も、メンテナンスまたは交換が必要です。

• 感度の低い動作: デバッグ過程で避雷器が感度が低く、または動作しないことが見つかった場合、内部の機械的な故障、電気接続の不良、または劣化が原因である可能性があります。このような状況では、避雷器の詳細な検査と修理が必要です。

2. 変電所電気設備の設置とデバッグにおける障害対応
2.1 変電所電気設備の設置とデバッグにおける障害対応の原則

• 安全第一の原則: 障害対応を行う際には、人員の安全が最優先です。安全操作手順を厳格に遵守し、人的被害や更なる事故を避ける必要があります。

• 迅速な対応の原則: 障害が発生したら、スタッフは迅速に対応し、タイムリーに処理する必要があります。小さな規模や目立たない症状の障害を軽視せず、問題がタイムリーに解決されるようにすることが重要です。

• 診断後の治療の原則: 障害対応を行う前に、まずは全面的な診断を行い、障害の具体的な場所と原因を特定し、対象的に処理することで、誤診や修理時間の遅延を避けることができます。

• 修復と予防の組み合わせの原則: 障害対応を行う際には、経験をまとめ、障害の根本原因を特定し、対応する予防措置を講じることで、同様の障害の再発を防ぎます。

2.2 変電所電気設備の設置とデバッグにおける障害対応の手順

• 迅速な対応の原則: 障害が発生したら、スタッフは迅速に対応し、タイムリーに処理する必要があります。小さな規模や目立たない症状の障害を軽視せず、問題がタイムリーに解決されるようにすることが重要です。

• 診断後の治療の原則: 障害対応を行う前に、まずは全面的な診断を行い、障害の具体的な場所と原因を特定し、対象的に処理することで、誤診や修理時間の遅延を避けることができます。

• 修復と予防の組み合わせの原則: 障害対応を行う際には、経験をまとめ、障害の根本原因を特定し、対応する予防措置を講じることで、同様の障害の再発を防ぎます。

3. 変電所電気設備の設置とデバッグにおける障害の事例分析
3.1 変電所電気設備の設置とデバッグにおける一般的な障害

• 電気設備の設置時の障害

• 不適切な位置選択: 不明確な施工図や現場の状況の変化により、設備の設置位置が不適切に選択されることがあります。例えば、設備間の距離が近すぎたり、設置高さが要件を満たしていないと、設備の運用安全性や将来的なメンテナンス管理に影響します。

• 誤った配線: 多数の電気設備と複雑な配線により、誤った配線が発生し、設備が正常に動作しないか、安全上の危険を引き起こす可能性があります。

• 不安定な設備固定: 設備の重量が大きく、頻繁に振動するため、設備がしっかりと固定されていないことがあります。これにより、設備の安定性と安全性に影響を与え、設備を損傷する可能性もあります。

• 電気設備のデバッグ時の障害

• 不適切な絶縁体の設置: 絶縁体の設置が不適切だと、設備の絶縁性能が低下し、放電障害が発生しやすくなります。設置過程では、設備マニュアルと設置基準に厳密に従う必要があります。

• 過度な接地抵抗: 接地抵抗の試験は非常に重要であり、設備の安全な運転に直接関連しています。接地抵抗が大きすぎると、設備の接地障害が発生し、設備の安全かつ安定した運転に影響します。

• その他の一般的な障害

• 配電盤の問題: 配電盤は変電所で重要な役割を果たしており、電気デバッグ時に障害が発生しやすい設備の一つです。障害は、接地線の問題、反復動作条件での仕様要件の満足度、配電盤の非標準的な開口部などの形で現れます。

• 不適切な設備接地: 接地処理の重要性は、電気を通すことで設備全体の安全性を向上させることにあります。接地が不適切だと、設備が正常に動作しない可能性があります。

• 設備の導体接続の問題: 電気設備内の導体を接続するコネクタは主にアルミニウムまたは銅で作られています。これらは化学活性が異なるため、接続時に特別な注意が必要です。

3.2 変電所電気設備の設置とデバッグにおける典型的な障害

• 変圧器の障害

• 過熱: 冷却システムの故障や過負荷が原因である可能性があります。変圧器の冷却システムと負荷状況をチェックする必要があります。

• 異常な音: 通常、変圧器内部の不純物や構造の緩みが原因です。清掃と締め付け処理を行う必要があります。

• 油漏れ: 絶縁油のシール部の老化や損傷が原因である可能性があります。シール部をチェックし、必要に応じて交換する必要があります。

• スイッチギアの障害

• 接触不良: 配線の緩みや金属接触部の汚染が原因である可能性があります。清掃と締め付け処理を行う必要があります。

• トリッピング: 過負荷保護装置の設定が不適切であるか、設備の故障が原因である可能性があります。保護パラメータと設備の状態をチェックする必要があります。

• 送電線の障害

• 絶縁損傷: 設備の欠陥、絶縁の劣化、または環境の湿度が原因である可能性があります。絶縁検査を行い、損傷した部品を交換する必要があります。

• 漏電: 線路の損傷や接触不良が原因である可能性があります。部分放電試験を行い、絶縁処理を行う必要があります。

• 保護装置の障害: 保護装置は誤動作や動作拒否が発生する可能性があります。保護装置の配線、電源、設定パラメータをチェックする必要があります。

• 接地障害: 接地抵抗が大きすぎる、または接地線が損傷しているなどの問題が接地障害を引き起こす可能性があります。接地システムと接地抵抗をチェックする必要があります。

• その他の障害: 配電盤（接地線の問題、非標準的な箱の開口部など）、不適切な設備接地、設備の導体接続の問題については、具体的な状況に基づいて検査と修理を行う必要があります。

3.3 変電所電気設備の設置とデバッグにおける特殊な障害

• 過負荷障害: 過負荷障害は通常、負荷が多すぎるか、設備が損傷していることが原因です。このような障害は変電所電気設備で比較的よく発生し、設備の過熱や焼き付きを引き起こし、電力網システムの正常な動作に严重影响を与えます。このような障害に対処する際には、まずシステムの負荷分布を調整して設備の過負荷を避けることから始め、次に設備の損傷をチェックし、必要な修理または交換を行います。

• ショートサーキット障害: ショートサーキット障害は変電所電気設備で比較的深刻な障害です。設備の内部回路接続が不適切であるか、外部設備の接地線が損傷していることが原因である可能性があります。ショートサーキット障害は設備の損傷、火災などの危険な状況を引き起こし、電力網システムの正常な動作に严重影响を与えます。このような障害に対処する際には、迅速に電源を遮断し、ショートサーキットの原因を調査し、修理を行います。