BH-0.72Ⅲ 電流変換器

現代の電力システムにおいて、直流電子式電流変換器は重要な役割を果たしています。それらは高精度な電流測定だけでなく、グリッド最適化、障害検出、エネルギー管理のための主要ツールとしても機能します。高圧直流（HVDC）送電技術の急速な発展とその世界的な広範な導入に伴い、直流電流変換器に対する性能要件はますます厳しくなり、特に測定精度とシステム互換性においてです。そのため、直流電子式電流変換器の校正技術は、電力システムの安全で安定かつ効率的な動作を確保する鍵となっています。1 直流電子式電流変換器の校正技術の分析1.1 校正の基本原理直流電子式電流変換器の校正は、磁気変調DC電流コンパレータと光ファイバデジタル同期技術に基づいています。その中でも、磁気変調DC電流コンパレータは磁気変調技術を使用して直流電流の大きさを測定します。この技術は、電流によって生成された磁場が鉄心の磁気特性に与える影響を利用しています。実際の応用では、電流が主導体を通過すると、周囲の鉄心が磁化されます。磁化された鉄心は二次コイルの電流に影響を与え、この影響を利用して主導体の電流の大きさを測定することができます。1.2

1 パフォーマンス上の利点近年、電子電流変換器（ECT）は重要な業界のトレンドとして浮上してきました。国家規格ではこれらを2つのタイプに分類しています：アクティブ光学電流変換器（AOCTs、アクティブハイブリッド型）と光学電流変換器（OCTs、パッシブ光学型）。アクティブハイブリッド型のECTは低消費電力の電磁誘導型変換器とロゴスキコイルを主要なセンシング要素として使用しています（図1）。ロゴスキコイルは飽和しないことや広いダイナミックレンジにより、伝統的なセンサーを凌駕し、電流伝送効率を向上させます。しかし、外部磁場や温度・湿度の変化に対する耐性が低く、手動または多層巻きによる誤差リスクがあります。電磁誘導型のECTの中でも低消費電力モデルは技術が成熟しており、安定した性能、高い感度、大量生産への適応性、および広範な電力システムでの採用が特徴です。2 構造と動作原理2.1 LPCT：構造と動作LPCT（低消費電力の電磁誘導型ECT）はGB/T 20840.8-2007で定義されています。代表的な電磁誘導型変換器として、LPCTの性能と技術的成熟度は年々向上しており、幅広い応用が期待さ

1 電子電流変換器の原理と役割1.1 ECTの動作原理電子電流変換器（ECT）は、安全な電力システム運転を管理するための重要な装置であり、大きな電流を測定および制御に適した小さな電流信号に変換します。従来の変圧器（一次巻線と二次巻線間の直接的な磁場相互作用に依存）とは異なり、ECTはセンサー（例えばホール効果センサー）を使用して、一次巻線からの磁場変化を検出します。これらのセンサーは、一次電流に比例するアナログ信号を出力し、電子回路処理（増幅、フィルタリング、またはデジタル化）を行います。現代のECTはしばしば保護、計測、制御システムで直接使用できるデジタル信号を出力します。ECTは、精度、ダイナミックレンジ、応答速度において従来の電磁誘導変圧器を上回り、さらに小型軽量であり、高度なデータ処理/通信を可能にします。1.2 ECTの電力システムにおける役割ECTは、電力システムの監視、制御、保護（例えば過負荷やショートサーキットの防止など）に不可欠な高精度な電流測定を提供します。これにより設備や人的安全が確保され、停電も減少します。計測や請求では、ECTの正確さにより高電圧・大電流線路で

従来の電力変圧器は、センサーに関連する本質的な問題に直面しています。これらのセンサーは発電所の監視、制御、保護（例えば、障害記録、安全制御）に不可欠ですが、情報キャリアを介した大容量の電力伝送とデジタルシステムからのデジタル信号出力の不足により、二次通信が複雑化します。複雑な二次配線は、マイクロコンピュータの高い信頼性を補完し、保護装置や二次装置の簡素化を可能にします。この革新は、二次装置をシステムに統合し、変電所のデジタル化/コンピュータ化を加速し、電力システムの自動化/保護を変革します。電子変圧器は光伝送による絶縁を処理しますが、信号記録/伝送用の高電圧線には安定かつ信頼性の高い直流電源が必要です—これは物理学的に根ざした主要な技術的課題です。測定対象の高電圧導体周囲の可変電磁界は、電磁誘導によって得られ、理想的です（エネルギーは「自己励起」型で、測定対象から抽出され、交流電磁刺激に基づいて使用されます）。しかし、技術的な障壁により、高価な方法（例えば、レーザー、マイクロ波）への依存が強まっています。この論文では、最先端の電子技術による電源の自己調整について、光通信と磁性材料を含め

二次侧開路故障二次側の開路は低圧電圧変圧器の典型的な故障であり、異常な電圧計の読み取り（ゼロまたは変動）、故障した電力計、ブザー音、コアの過熱を示します。開路になると、二次電圧が急上昇します（一次起電力をバランスさせる二次電流がないため）これはコアの飽和、磁束の歪み、および潜在的な過熱/損傷を引き起こします。原因には端子の緩み、接触不良、または人的ミスがあります。低圧システムでは、二次側はメーター/保護装置と並列に接続されています（高インピーダンス、ほぼ無負荷）。断線や接触不良により開路が形成されます例えば、錆びた10kV変電所の端子による開路は電圧計の誤動作と保護装置の誤動作を引き起こしました。修正方法：まず、誤動作しやすい保護装置を無効にします。接合部/端子をチェックします（マルチメーターを使用して二次抵抗を測定）。安全に開路箇所を修理します。試験端子で一時的に二次側をショートサーキットします（長期使用には適しません）。絶縁破損故障絶縁破損は一般的な問題で、高電圧ヒューズの溶断、内部放電、過熱、または火災を引き起こします。湿気、錆、ほこり、または機械的損傷（エポキシ樹脂、シリコン鋼

1 導入計量用の低電圧電流変換器は、コア貫通型エポキシ樹脂構造で広く使用されており、配電変圧器エリアや中小規模の産業・商業電力消費に広く利用されています。電力計測の範囲拡張装置として、これらの変換器の性能は電力消費の安全性とユーザーの取引計算の正確性に直接関連しています。長期浸漬の影響を研究することは、極端な雨や洪水によって浸水した多数の低電圧変換器の品質を決定するために実際的な意義があります。変換器の水分吸収に関する研究は長年行われていますが、既存の結果は長期浸漬条件をカバーしていません。長期浸漬は、水分吸収よりも電流変換器をより深刻に劣化させます。国の標準型試験では、屋内変換器の保護レベルはIP20、屋外変換器はIP44であり、電力業界や電力網会社の技術基準では指定されていません。浸水した変換器がまだ使用可能かどうかを確認するため、本論文では模擬浸漬試験を行い、浸漬後の性能変化を分析し、変換器の防水性を向上させるための品質監視の提案を行います。2 変換器浸漬特性の理論的分析低電圧電流変換器の主な特性は絶縁特性と計測特性です。絶縁特性には主に絶縁抵抗と商用周波数耐電圧が含まれ、計測特