電力変圧器ソリューション：絶縁材料の最適化と油品質管理に基づく二重強化戦略

Ⅰ. 核心課題と目標

• 課題：長期運用中に送電変圧器は、絶縁材料の劣化（絶縁強度の低下と耐熱性の低下）と変圧器油の劣化（水分含有量の増加、不純物の蓄積、酸価の上昇など）という2つの核心的な問題に直面しており、これらの問題は設備の安全性と寿命を脅かす。
• 目標：材料のアップグレードと管理の強化を通じて、絶縁性能の安定性を大幅に向上させ、油の劣化プロセスを抑制し、最終的に変圧器の運転信頼性を改善し、メンテナンスコストを削減し、寿命を延ばす。

Ⅱ. 詳細な解決策の説明

1. 絶縁材料の性能最適化
• 高性能基材の採用：
• プレスボード：新しいセルロースベースの絶縁紙（例えば、最適化されたT-UPS）またはポリアラミド繊維（例えばノーメックス）などの合成繊維絶縁材料を選択する。これらは優れた熱安定性（例えばHクラス以上の熱評価）と耐老化性を持ち、短絡電流や高温運転条件での機械的強度と電気性能をよりよく維持できる。
• 絶縁油：高性能精製鉱物油または合成エステル絶縁油を使用する。精製油は硫黄含有量が低く、酸化抵抗性が高い。合成エステルは優れた生物分解性、超高閃点、低吸湿性などの大きな利点があり、過酷な環境や高防火要件のあるシナリオに特に適している。
• 構造設計の強化：
• 構造最適化：絶縁バリア、角度リング、スペーサーなどの主要部品に対して精密設計（例えば、電界分布の最適化のためのシミュレーション）を行い、絶縁層の厚さが均一で弱い箇所や構造的なストレス集中がないようにする。
• プロセス制御：製造および組立時に真空浸漬プロセスを厳格に実施し、絶縁紙の完全な飽和を確保し、内部欠陥である気泡や空洞を排除することで、全体的な絶縁強度と誘電性能の一貫性を向上させる。
2. 包括的な油品質管理の強化
• 動的モニタリングとメンテナンス：
• 定期的な油検査：科学的なオフライン検査手順（例えばGB/T 7595/IEC 60422に基づく）を確立し、絶縁破壊電圧、微量水分、誘電損失係数（tan δ）、酸価、溶解ガス分析（DGA）などの通常のパラメータを監視し、異常指標に対する迅速な対応を行う。
• オンラインモニタリング技術：油の水分含有量、溶解ガス、微粒子数などのパラメータをリアルタイムで可視化するためのオンラインモニタリング装置を導入し、時間ベースから状態ベースのメンテナンスへと移行する。
• 効率的なメンテナンス戦略：
• 浄化と再生：効率的な脱水、脱ガス、精密フィルター機能を備えた真空油処理ユニットを使用して定期的に油をろ過し、水分、ガス、固体汚染物質を取り除く。酸価やtan δが高く、しかし比較的軽度の劣化の場合には、吸着再生（例えば分子篩、シリカゲル処理）またはサーモシフォン式油浄化技術を利用して性能を回復し、油交換間隔を延ばす。
• 科学的な油交換：油の劣化が深刻で老化生成物が効果的に除去できない場合には、規格に従って厳格に油交換手順を実行する。新油の注入前に規格を満たしていることを確認し、交換過程において塵埃と水分を厳格に制御する。
• 油密封と環境保護：
• 密封のアップグレード：伝統的な材料を耐老化性EPDM（エチレンプロピレンジエンモノマー）またはフッ素ゴムシールに置き換え、フランジ、バルブ、ブッシングなどのインターフェースのシール構造設計を最適化する。大型変圧器にはベルウォール型貯蔵タンク（二重シール技術を特徴とする）を装備し、油体積の変化を補償し、正圧を維持し、外部の空気や水分の侵入を完全に遮断する。
• 環境制御：タンクのベンチレーターに高効率乾燥剤ブリーザー（シリカゲル/活性アルミナを使用）を設置し、定期的に乾燥剤を点検・交換して呼吸中に水分の侵入を防止する。変圧器室/油坑を乾燥かつ清潔に保つ。

Ⅲ. 実装の利益と優位性

• 直接的な利益：絶縁システムの劣化速度を大幅に遅らせ、高い安定した絶縁強度を維持する。油の劣化による誘電損失と局所的な過熱リスクを大幅に削減し、内部潜在故障（例えば水分の侵入、不純物放電）の発展を効果的に抑制する。
• 長期的な価値：
• 信頼性の向上：絶縁または油品質の問題による予期せぬ停止率を大幅に削減し、継続的な電力供給能力を確保する。
• 経済効率の最適化：大規模整備と油交換の間隔を延ばし、メンテナンス資源の消費を削減する。大規模改修または置換の必要性を大幅に先延ばしにする（ライフサイクル価値の向上）。
• 寿命の延長：総合的な措置により重要な部品の劣化を効果的に遅らせ、変圧器が設計寿命に達するかそれ以上に到達する（運転条件によっては5〜15年の寿命延長が可能）。
• 安全遵守：電気設備予防試験規則および環境法で定められた絶縁性能と油品質管理に関する必須要件を満たす。

Ⅳ. 品質保証と実装

• 厳格なサプライヤ選定：絶縁紙、油、シールなどの主要材料をUL、VDE、CESIなどの権威ある認証を持つトップブランドから調達する。
• 標準作業手順（SOP）：絶縁処理、真空油充填、シール取り付け、油サンプリング/テストに関する詳細な作業仕様を作成し、必須のトレーニングを実施する。
• デジタルプラットフォーム支援：状態監視データ管理システムを利用して傾向分析を行い、予知保全の意思決定支援を行う。
• 専門家コンサルティング：ソリューションのカスタマイズから現場指導まで、全周期を通じて専門的な技術サービスを提供する。