ベトナムの20kV沿岸電網におけるリクローザーの故障分析と是正戦略

1. 導入

ベトナムの沿岸地域では、20kVリクローザは厳しい環境条件下でも電力供給の信頼性を維持する上で重要な役割を果たしています。これらの装置はIEC 62271-111およびベトナムの国標準TCVNに準拠しており、塩霧、高湿度、台風などの影響を受けやすく、堅牢な障害管理戦略が必要です。この記事では、ベトナムにおけるIP67等級のリクローザの典型的な故障と、グリッドの耐久性を向上させるための統合ソリューションについて探討します。

2. 環境ストレスと故障メカニズム

ベトナムの沿岸気候は以下のユニークな課題をもたらします：

• 塩霧腐食：塩素イオンが金属部品の酸化を加速し、特にIP67防護等級（粉塵密閉および一時的な浸漬保護）の筐体で問題となります。

• 湿度による絶縁劣化：持続的な湿気（相対湿度＞85％）により、絶縁強度が低下し、部分放電が発生します。

• 台風による機械的ストレス：強風や飛散物により外部部品が損傷したり、内部機構が乱されたりすることがあります。

3. 一般的な故障と解決策
3.1 接点系の故障

症状：過熱、アーク発生、またはトリップ不完全。
根本原因：

• 塩分堆積による接点抵抗の増加。

• 湿度による銀-タングステン接点の酸化。

解決策：

• 接点表面に疎水性コーティング（例：PTFE）を適用する。

• 定期的な超音波洗浄（3ヶ月ごと）を実施する。

• IEC 62271-111に準拠した密封接点室へのアップグレード。

3.2 絶縁破壊

症状：フラッシュオーバー、接地障害、または突然の停電。
根本原因：

• ケーブルグランドまたはシールを通じて水分が侵入。

• 塩汚染にさらされた磁器絶縁体でのトラッキング。

解決策：

• シリコーンゴム（CTI≧600）を使用した磁器絶縁体の交換。

• IP67認証および耐食性材料を使用したケーブルグランドの使用。

• TCVN 6137基準に基づく定期的な誘電テストの実施。

3.3 制御ユニットの故障

症状：トリップの不安定、通信障害、または再閉鎖失敗。
根本原因：

• 塩エアロゾルによるPCBの腐食。

• 電圧サージによる電源の不安定。

解決策：

• 制御盤を窒素充填コンパートメントに収容する。

• IEC 61643-1に準拠したサージプロテクターの設置。

• リアルタイム診断のためのIEC 61850プロトコルを用いた遠隔監視の実装。

3.4 機械的な詰まり

症状：動作遅延または作動不良。
根本原因：

• ばね機構の錆形成。

• ガイドレール内のゴミ蓄積。

解決策：

• 移動部品にステンレス鋼316Lを使用する。

• 傾斜面を設計した自己清掃式エンクロージャー。

• 塩水に耐えるリチウムベースのグリースを使用してピボットポイントを潤滑する。

4. 標準適合と予防措置

ベトナムのリクローザの展開は以下の基準に準拠しています：

• IEC 62271-111：運用安全性のための高電圧スイッチギア基準。

• TCVN 6137：20kVシステムの絶縁調整要件。

• IP67等級：1mまで30分間の浸漬に対する粉塵および浸漬保護。

主要な予防措置：

• 材料選択：エポキシ粉末コーティング（60μm厚さ）のアルミニウム合金エンクロージャー。

• 環境テスト：年間塩噴霧試験（ASTM B117）および湿度サイクリング（IEC 60068-2-30）。

• 予知保全：早期の過熱検出のための赤外線サーモグラフィー（6ヶ月ごと）。

5. ケーススタディ：ハイフォン沿岸変電所

2023年、ハイフォンの20kVリクローザは塩による接触腐食により故障しました。補正措置には以下が含まれました：

• IP67等級のケーブルエントリーのリトフィット。

• 99.9%純度の銀合金接触子へのアップグレード。

• 台風警報時に事前メンテナンスをトリガーする気象ステーションの設置。

• 介入後、リクローザの平均故障間隔時間（MTBF）は27％増加しました。

6. 結論

ベトナムの沿岸20kVグリッドにおけるリクローザの故障対策には、堅牢な設計（IP67エンクロージャー）、IEC 62271-111/TCVN基準への厳格な遵守、および積極的な環境対策を組み合わせた包括的なアプローチが必要です。材料科学の革新と予知保全を統合することで、電力会社は停電時間の30％削減を達成し、気候脆弱地域での電力グリッドの耐久性向上というベトナムの目標に近づくことができます。