高湿度/高污染環境下のAIS?CT信頼性向上ソリューション

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​アプリケーション背景​
沿岸地域、化学工業団地、および高塩霧地域にある変電所は、持続的に高い空気湿度（RH > 85%）と塩分および工業汚染物質の高濃度が特徴的な極端な環境にあります。このような環境は、AISスイッチギア内の電流変換器（CTs）にとって重大な課題を提起します：

1. ​絶縁劣化:​​ 湿気と汚染物質（塩、塵、化学エアロゾル）が絶縁表面に付着し溶解することで導電層が形成され、表面抵抗が大幅に低下し、表面放電（汚染フラッシュオーバー）が誘発されます。
2. ​内部凝結:​​ 温度変動により、コンパートメント内の湿度が飽和状態になりやすく、水滴が形成され、内部の電気接続と絶縁材料の長期的な信頼性に直接脅威となります。
3. ​金属部品の腐食:​​ クロライオンや二酸化硫黄などの腐食剤が金属製のハウジングやコネクタの錆びを加速し、構造の強度が低下し、電気伝導性が悪化し、さらには破断のリスクも生じます。

このような環境下では、従来のAIS CTsは故障率が大幅に高まり、設備の寿命が短くなり、電力網の安全かつ安定した運転を危うくします。このソリューションはこれらの問題に対して信頼性向上措置を提供します。

​主要な解決策​

​1. 防水複合絶縁技術​

• ​核心技術:​​ CT外部絶縁体および重要な絶縁部品の表面にフッ素化エチレンプロピレン（FEP）材料をコーティングします。
• ​主要な特性:​​
• ​優れた防水性:​​ 静的接触角 **>110°**。水は表面で明確な滴を形成し、広がりを防ぎ、濡れ込みや浸透を効果的に防止します。
• ​持続的な汚染防止:​​ 重度の汚染（例えば、模擬塩霧環境）下でも、コーティングは優れた防水移行特性を維持し、汚染物質が連続的な導電性水膜を形成することを防ぎます。
• ​高体積/表面抵抗:​​ 厳格な480時間の塩噴霧試験（ASTM B117または同等）後でも、表面抵抗は10¹² Ω以上を維持し、従来のエポキシ樹脂や磁器絶縁材料を大幅に上回り、汚染フラッシュオーバー耐性を大幅に向上させます。
• ​利点:​​ 高湿度・高汚染環境下での長期的な絶縁安定性を確保し、汚染フラッシュオーバーのリスクを大幅に低減します。

​2. アクティブ防凝結制御システム​

• ​核心技術:​​ CTコンパートメント/チャンバー内にPTC（正温度係数）自己調整加熱要素を統合し、高精度の湿度センサーと組み合わせて閉ループ制御システムを形成します。
• ​動作モード:​​
• 湿度センサーはコンパートメントの相対湿度（RH）をリアルタイムで監視します。
• 検出されたRH > 85%（設定可能な閾値）の場合、制御システムは自動的にPTC加熱要素をアクティベートします。
• 加熱要素は（定格電力〜15W）、内部の空気温度を徐々に上げます。
• ​制御目標:​​ コンパートメントの温度を常に露点温度+5°C以上に保ちます。
• ​主要な保護:​​ 精密な温度制御により、内部の相対湿度が飽和（例えば、85% RHの閾値）以下に保たれ、完全に水滴の形成を防ぎます。
• ​利点:​​ 凝結による内部絶縁の湿潤吸収、金属部品の腐食、電気ショートサーキットなどのリスクを排除します。

​3. 耐食構造設計​

• ​材料アップグレード:​​
• ​主なハウジング:​​ クロライド含有環境（例えば、塩霧、化学大気）における点腐食や隙間腐食に対する耐性が従来の304ステンレスや炭素鋼よりも大幅に優れた316Lステンレススチールを使用します。
• ​表面強化:​​ 重要な接続点や脆弱な部分にAlMg₃（アルミニウム-マグネシウム合金）犠牲陽極コーティングを適用します。このコーティングは能動的な陰極保護を提供し、全体的な耐食性をさらに向上させます。
• ​信頼性検証:​​ 完全な構造設計は、高度な腐食環境（工業および海洋環境）の国際規格であるISO 9227塩噴霧試験標準クラスC5-Hに従って厳格な試験を通過しなければなりません。これは通常、数千時間の試験を必要とします。
• ​寿命延長:​​ 従来の炭素鋼や標準的な表面処理と比較して、構造全体の耐食性寿命は少なくとも3倍に増加します。
• ​利点:​​ 機械強度と電気接続の長期的な信頼性を確保し、極端な腐食環境に耐え、設備の構造寿命を大幅に延ばします。

​総合的な利点​

• ​正確なシナリオマッチ:​​ このソリューションは、特に沿岸変電所、化学工業団地変電所、塩霧地域、および重度の汚染工業地域におけるAIS CTsの信頼性に関する痛烈な問題に対応するように設計されています。
• ​大幅な信頼性向上:​​ 三つの主要な技術革新（防水絶縁、アクティブ防凝結、強力な耐食性）を通じて、設備のMTBF（平均故障間隔時間）を250,000時間以上（約28.5年）に引き上げることができます。
• ​安全性と経済効率:​​
• ​電力網のセキュリティを確保:​​ 絶縁フラッシュオーバー、凝結によるショート、構造腐食によるCTの故障リスクを大幅に低減し、予期しない停電や重大な安全インシデントを防ぎます。
• ​メンテナンス間隔の延長:​​ 環境要因による頻繁なメンテナンスや交換の要求を減らし、ライフサイクルコスト（LCC）を大幅に低減します。
• ​投資リターン（ROI）の改善:​​ 一時的な投資により長期的な利益を提供し、極端な環境下での安定した電力網運転に強力なサポートを提供します。
• ​停電損失の削減:​​ CTの故障による地域停電を回避し、大きな経済的利益をもたらします。特に重要な産業および民生消費者（例えば、一般的な10時間のインシデント停電で推定される損失は¥0.5-1百万円以上）にとっては顕著です。

• 良好な精度と直線性: 柔軟な設計により、要件を簡単に満たすことができ、高速トランジェントの影響を受けにくい。