10kV SF6リングメインユニット：構造、故障とケーブル終端の品質
1. 10kV SF6リングメインユニット（RMU）の概要
10kV SF6リングメインユニットは通常、ガス室（タンク）、操作機構室、ケーブル接続室の3つの主要な部分で構成されています。
ガス室はRMUの核心的な部品であり、SF6ガスが充填され、負荷スイッチ、バスバー、スイッチシャフトなどの重要な要素が収納されています。負荷スイッチは閉じる、開く、接地の3つの位置設計を特徴とし、主にブレードスイッチと消弧室から構成され、SF6ガスを使用して優れた絶縁性能と消弧性能を達成します。
操作機構室内では、操作機構がスイッチシャフトを通じて負荷スイッチと接地スイッチに接続されています。オペレータは操作孔に手動操作棒を挿入して閉じる、開く、接地の操作を行います。スイッチの接触部は密封されたガスタンク内に収納されて見えないため、操作機構にはスイッチシャフトと直接リンクされた位置表示器が設けられ、負荷スイッチと接地スイッチの現在の状態を明確に示します。負荷スイッチ、接地スイッチ、前面カバー間に機械的連鎖装置が設置され、「五防」要件を満たし、操作の安全性を確保しています。
ケーブル接続室はRMUの前面に位置し、ケーブル接続を容易にします。ケーブルとRMUの絶縁ブッシングとの接続には、触れられるシリコーンゴム製ケーブルアクセサリまたは触れられないシリコーンゴム製ケーブルアクセサリを使用でき、異なる動作環境での安全要件に対応できます。
2. 二つの故障事例の分析
2.1 SF6ガス漏洩故障
2015年3月31日21時47分、10kV線路で故障による停電が発生しました。線路沿いの点検中に、楊梅坑RMUから煙が見られました。キャビネットドアを開けると、スイッチ#2の端子柱が折れており、ガスタンクが漏れていました。エルボーコネクタを取り外してさらに点検すると、ブッシングの取り付けに使用された両頭ボルトがラグ穴の中心とずれており、これがケーブルからの継続的な下向きの張力をブッシングに与え、ブッシングの上端が割れ、SF6ガスの漏洩につながることが分かりました。このタイプのRMU（モデル：GAK4、メーカー：深圳民元順、つまりOrmazabal）は同様の故障を複数回経験しており、これは設計または製造上の欠陥を示唆しています。
このような故障は一般的にケーブル端子柱で発生します。主な原因は、不適切なケーブルの取り付けにより端子柱に長期的な機械的なストレスがかかったり、RMU自体の製造上の問題（特定の箇所での密封不足など）があり、これらがSF6ガスの漏洩につながります。
2.2 RMU内のケーブル端子故障
2014年12月、定期的なパトロール中に、10kV RMUのキャビネットドアに黒ずみが見られ、電気放電の可能性が示されました。RMUは4つのコンパートメントで構成されており、第4のコンパートメントは未使用で予備として保持されていました。停電後、キャビネットの点検を行ったところ、第2および第3のコンパートメントで明らかな放電の兆候が見られました。第2のコンパートメントでは、C相でストレスコーンからキャビネット本体への放電の明確な証拠がありました。
ストレスコーンは低く設置され、ケーブルの半導体層のカットバックポイントの完全に下に位置していました。その下端は半導体カットバックと重複せず、上端もエルボーコネクタの内部半導体層と接触していませんでした。これにより、ストレスコーンの上端に電界が集中し、時間とともに絶縁破壊が進行し、キャビネット壁への放電が発生しました。第3のコンパートメントでは、B相のエルボーコネクタに明らかなアーク損傷が見られました。
分解したところ、使用されていた端子ラグは屋外用に設計されており、当初指定されたタイプではありませんでした。寸法の違いにより、屋外用ラグの内径が小さく、端子スタッドの底に完全に座らなかったため、ラグとブッシングコンダクターの間に不適切にワッシャーが追加され、接触不良、抵抗増大、過熱が発生しました。さらに、このコンパートメントで使用されたエルボーコネクタは大きすぎ、ストレスコーンと適合せず、ケーブル終端を密閉できていませんでした。これにより、RMU全体の絶縁性が損なわれ、ケーブル絶縁体と支持絶縁体の表面に湿気が凝結し、絶縁性能が低下し、トラッキングパスが形成されました。
結論として、ケーブル終端の作製品質とケーブルとRMUとの接続は非常に重要です。RMUのコンパクトな構造と限られた内部スペースを考えると、ケーブルジョイントの作業精度が高いことが求められます。導体、シールド、半導体層の取り扱いが不適切であると、十分な爬行距離が得られず、絶縁故障が発生しやすくなります。ケーブル終端の設置時に厳格な品質管理を行うことで、故障の根本的な原因を防ぎ、停電のリスクを減らすことができます。
