高電圧遮断装置の腐食と保護措置

高電圧遮断器は非常に広く使用されており、そのため人々はそれらに関連する潜在的な問題に大きな注意を払っています。様々な故障の中でも、高電圧遮断器の腐食は主要な懸念事項です。このような状況を踏まえ、本記事では高電圧遮断器の構成、腐食の種類、腐食による故障について分析します。また、遮断器の腐食の原因と、腐食保護の理論的基礎および実用的な技術についても調査します。

1.高電圧遮断器と腐食分析
1.1 高電圧遮断器の構造構成
高電圧遮断器は、支持基部、導電部、絶縁子、伝動機構、操作機構の5つの部分から構成されています。支持基部は遮断器の構造的な基礎を形成し、他のすべての部品を統合されたユニットとして支持および固定します。導電部は回路内の効率的な電流導通を確保します。絶縁子は帯電部と接地部との間に電気絶縁を提供します。伝動機構は絶縁子を通じて動作し、接触点への運動を伝達し、遮断器の開閉操作を可能にします。

安全性を確保するためには、遮断器には明確に見える開口ギャップが必要であり、すべての切断点間には信頼性のある絶縁が存在しなければなりません。屋外遮断器は風、雨、雪、塵、大気汚染などのさまざまな環境条件下で信頼性のある開閉操作を行う必要があります。さらに、遮断器と接地スイッチの間に信頼性のある機械的インタロックを設けることで、オペレーターが安全な操作順序を遵守することが求められます。

例えば、高電圧遮断器は開閉時に高速動作を必要としないため、モーターによって直接駆動することができます。一方、回路遮断器（高電圧または低電圧）は負荷下での回路の接続または切断を設計されており、速やかに動作する必要があります—遅いまたは徐々の開閉はアークを引き起こす可能性があります。したがって、回路遮断器はエネルギー貯蔵モーターとバネを組み合わせて運動エネルギーを貯蔵し、必要に応じて即座に放出します。

1.2 遮断器の腐食分類
報告によると、高電圧遮断器の腐食は一般的に温度と湿度、大気汚染物質と塵、部品の材料特性、製造プロセスによって影響を受けます。金属は大気中の水と酸素と反応し、高温または日中の温度変動が大きいとこの反応が加速されます。高湿度と温度は金属の腐食を著しく悪化させ、特にそのような地域では腐食が深刻になります。

大気汚染物質には強力な腐食性物質が含まれており、これらの物質は金属表面の水分と結合して酸性電解質を形成し、電気化学的腐食を加速します。中国のエネルギー集約型産業の急速な発展により、大気汚染が悪化し、酸性雨がより深刻になり、汚染物質のレベルが上昇し、金属部品の腐食を強化する悪循環が生じています。

材料自体も腐食に影響を与える重要な要素です。一部の金属は腐食に耐性がありますが、他の金属は湿気による腐食に敏感です。したがって、材料選択は腐食に対する感受性を直接決定します。製造中に不均一な圧力または熱が加わると、非均一な電極電位が生じ、腐食がさらに加速されます。例えば、遮断器のベースビームは多くの場合、ホットディップ亜鉛めっきを使用して製造されますが、これらのビームの錆びは運転環境条件と工場の製造品質に起因することが多いです。

低品質の部品は、運用中に酸性雨や塩霧に曝露されると電気化学反応を起こし、外部ストレスにより脆くなり割れ、完全に折れる可能性があります。

1.3 遮断器部品の腐食による故障
小さな観点から見ると、腐食は最初に製品の外観に影響を与えます。重度の錆びはユーザーからの最も頻繁に報告される問題であり、錆びた外観は心理的に不安定な印象を与えます。さらに、腐食は金属部品の寸法変形または減少を引き起こし、損傷や破断につながります。

回転部や伝動チェーンは障害を経験するかもしれません。機構内のいずれかのブロックが発生すると、装置全体が詰まり、最悪の場合には動作不能となり、さらにはリンクの破断を引き起こす可能性があります。

腐食は接触抵抗をある程度増加させます。高い接触抵抗は接触点での発熱を引き起こし、これにより金属の酸化がさらに加速され、電気伝導失敗のリスクが高まります。これらの条件下での長時間の電力供給は、高電圧遮断器回路の重度の焼損を引き起こし、取り返しのつかない結果となる電気安全事故を引き起こす可能性があります。

2.高電圧遮断器の理論的および実用的分析
2.1 部品の腐食分析
遮断器の主な部品は金属であるため、遮断器の腐食の原因は主に金属の腐食の原因と理解できます。金属の腐食は内部要因と外部要因の両方に影響されます。

理論的には、環境の温度と湿度は金属の化学的腐食速度に影響を与えます。さらに、金属表面に接触する溶液の成分とそのpH値も重要な役割を果たします。これらの要因は主に大気中の汚染物質やPM2.5粒子が金属表面に付着することに関連しています。

内部要因には金属材料自体の物理化学的性質や微細構造が含まれます。腐食しやすい材料で部品が作られている場合、分離装置の設置と配置には特別な注意が必要であり、その設置場所を選択する際も慎重さが必要です。反応性の高い金属は電子を失いやすく、これにより材料の損失やガルバニック腐食が引き起こされます。したがって、高電圧分離装置の腐食は避けられませんが、最大限の保護措置を通じて軽減することができます。

例えば、高電圧分離装置の両側の接続は確実かつ信頼性が高くなければならないため、部品の腐食を防ぎます。金属部品間の接続は基本的かつ重要であり、特に注意を払う必要があります。

2.2 理論的な保護アプローチ
内部の観点から、他の性能要件を満たしつつ耐食性に優れた材料を選択することで、金属部品に対する基本的な腐食保護が提供されます。

外部の観点からは、防水設計や露出制限設計を実施することで、金属部品と湿った空気や他の悪条件との接触を最小限に抑えることで、水たまりや過度の大気暴露などの問題を避けることができます。

全体としての分離装置に対しては、回転部や伝送ベアリングにおいて密封と保護措置を講じることで、天候や水の侵入による障害を防ぐ必要があります。表面には信頼性のある保護コーティングを適用し、金属種類、部品機能、使用環境に基づいて異なるコーティングを選択し、常に安全性、運転効率、経済性を重視しなければなりません。

分離装置の外部に適用される導電性物質は、抵抗値の増加を防ぐために部品仕様を満たす必要があります。全体的な腐食が深刻になった場合、ユニットは分解されメンテナンスを行うべきです：接触面を清掃し、ボルトを調整し、損傷した部品を修理または交換します。

理論的な保護戦略は、実践的な腐食防止の堅固な基礎を提供し、理論と実践は密接に関連し、互いに強化し合います。

2.3 実践的な腐食保護技術
通常、固定接触点は電源に接続され、可動接触点は負荷に接続されます。ただし、ケーブル給電のある受電盤に設置された分離装置の場合、電源は可動接触点側に接続されます—この構成は一般的に「リバースフィード」と呼ばれています。

定期的な保守では、一般的な検査を定期的に行う必要があります。これは小規模または臨時の修理であり、通常、動態管理と定期保守の原則に基づいて実施され、特定の欠陥や故障に対する対象修理が計画されます。

大規模なオーバーホールでは、分解に基づく保守が行われ、設備の総合的な検査を行い、特に腐食に敏感な金属部品に焦点を当てます。損傷した部品は適切な技術を使用して交換または修理されます。

内部機構は定期的に検査および清掃する必要があります。レバーなどの伝送リンクは清掃、研磨、潤滑を行う必要があります。外部の腐食面には保護コーティングを再適用し、ベアリングには追加の潤滑と保護装置を設置します。

これらの重要な保守手順は、技術仕様と製造元のガイドラインに厳格に従って行う必要があります。これにより、サービス後にも設備が元の技術性能を回復することが保証されます。本論文で述べられた腐食原因に基づき、脆弱な部位については定期的に常時検査を行い、一定期間ごとに大規模なオーバーホールを行う必要があります。

3.結論
高電圧分離装置は、日常生活中で回路切り替えの問題を解決する重要な役割を果たしています。しかし、これらの分離装置の腐食は重大な結果を招く可能性があります。したがって、理論的研究と実践的な実装を通じて保護措置を開発し、高電圧分離装置の安全かつ信頼性の高い応用を促進する必要があります。