I. 部分放電の原因

変圧器の絶縁体や金属本体などには、鋭角やバリがあることが多く、電界強度の作用によって電荷が鋭角やバリの部分に集中し、部分放電を引き起こす。

真空鋳造によるエポキシ樹脂絶縁乾式変圧器は、工程管理が不十分な場合、内部に気泡が発生し、部分放電を引き起こすことがあります。一般的に、エポキシ樹脂絶縁体には微細な空気の隙間があり、気泡の誘電率は絶縁体よりもはるかに低いため、絶縁体内の気泡の電界強度は隣接する絶縁材料の電界強度よりもはるかに高くなり、容易に突破して気泡が最初に放電します。

導電体間の電気的接続が不十分な場合、放電が発生しやすく、これは金属懸架電位において最も深刻な問題となる。

空気中の湿度が高い、変圧器の一部の絶縁強度が不十分である、または設置中に変圧器の絶縁が損傷した、変圧器の待機時間が長すぎる、絶縁材料の含水率が基準を超えている、変圧器全体が湿っている、といった場合も、部分放電に影響を及ぼします。

乾式変圧器の絶縁構造を設計する際に、層や巻線の電界強度が高すぎる場合、絶縁構造の設計が不合理である、絶縁材料の品質が低い、巻線、乾燥、注湯工程のレベルが良くない、組み立て工程のレベルが悪い、例えば高圧線と低圧線のリード線にバリがあったり、距離が離れているなどの場合、すべて部分放電の増加に影響します。

II. 部分放電の危険性

部分放電には複数の種類があります。一つは絶縁表面で発生する部分放電です。エネルギーが大きい場合、放電痕が絶縁表面に残り、変圧器の寿命に影響を与えます。また、キャビテーションや鋭利な電極で発生する高放電強度の部分放電は、腐食性放電と呼ばれ、絶縁板の層や深部まで浸透し、最終的には破壊に至る可能性があります。

部分放電は絶縁劣化や絶縁破壊の主な原因です。放電時間が短いため、絶縁チャネル全体に誘電損傷は発生しませんが、放電による電解作用が絶縁体の酸化を促進し、絶縁体を腐食させるため、変圧器の寿命が短くなります。損傷の程度は、放電の挙動と放電時の絶縁体の損傷メカニズムによって異なります。乾式変圧器の部分放電が基準値を大幅に超えると、3～5年以内に内部絶縁劣化や絶縁破壊が発生します。そのため、中国では乾式変圧器の部分放電を厳しく管理する必要があります。

III．乾式変圧器の部分放電制御
乾式変圧器の主絶縁材はエポキシ樹脂材料であり、安全で信頼性が高く、35kV以下の電力系統で広く使用されています。乾式変圧器の部分放電には多くの要因が影響しますが、主な要因としては原材料の選択、製品構造設計、巻線鋳造プロセスなどが挙げられます。当社は、長期にわたる設計調整、プロセス改善、材料選定、生産実践を踏まえ、以下の制御対策を提案します。

1.巻線構造設計
（１）変圧器巻線の設計において、主絶縁距離は、高圧コイルと低圧コイルの間、および高圧コイルと接地との間に十分な絶縁距離を確保する必要があり、許容条件の下では、絶縁距離が大きいほど、距離が離れるほど電界強度は小さくなります。高圧コイルの壁絶縁を適切に増加させることで、外部電界強度を効果的に低減できます。
（２）高電圧コイルの層間およびセクション間の設計は、コイルの電界強度を制御するものであり、高電圧巻線にサブセクション付きの銅箔を使用する場合、層間電圧は巻線間電圧に等しく、一般的には10〜20Vのみであり、セクション間の構造の電磁線電圧は400〜800Vであり、セクション数は多くする必要があります。たとえば、35kV乾式変圧器では、セクション数は16〜18個以上が望ましいですが、もちろん、巻線工程に多くの問題をもたらします。
（３）遮蔽制御、効果的な遮蔽を採用し、切断エッジ、バリ、およびエアギャップを遮蔽内に詰め込むことで、亀裂先端の放電を効果的に排除し、部分放電を低減します。HV シールドと HV ワイヤ端、LV とクランプは確実に接続され、遮蔽処理は常に清掃され、遮蔽層は滑らかで、破損や先端がないなどする必要があります。

2.コイル巻線、成形、真空注湯工程の制御

乾燥状態の変圧器コイルは最も重要な要素であり、変圧器の良好な使用を左右するコイルの故障の原因となります。真空鋳造の効果も局所的な解放に大きく影響し、小さな気孔でも変圧器の局所的な解放に影響を与えるため、コイルの製造および鋳造工程は厳密に管理する必要があります。

（１）コイルを巻くときは、図面と手順を熟知していなければならず、層間の巻数や層間の絶縁シートの数を勝手に変更してはならない！巻くときは、すべての材料が清潔であることを確認する。

（２）金型リード端子溶接の取り付け時には、高温によるコイル絶縁の損傷に注意し、溶接ワイヤは研磨して鋭利な角のバリなどを除去してください。組み立て工程全体を通して、すべてのリードがエポキシ樹脂で満たされるのに十分な距離で絶縁され、清潔であることを確認してください。取り付けた金型コイルは、乾燥工程に厳密に従って乾燥させてください。

（３）エポキシ樹脂の原料と脱気、配合工程は、原料、混合比、温度、脱気時間などの規定技術を厳守し、粘度、真空度、温度、気泡現象をそれぞれ綿密に追跡し、混合、注湯温度、真空度を規定された工程内の温度制御範囲内に維持し、注湯工程では、速度が速すぎて気泡が発生しないように注意し、動的注湯の場合は、原料投入から注湯完了までの時間に注意して樹脂の粘度が高くなりすぎないようにする必要があります。

3．原材料の選定と管理

（１）電磁線の選択では、エナメル線絶縁フラット銅線または丸銅線設計巻線を選択できます。電磁線サプライヤーは製造時に、特別なバリ取り装置と検出装置を備え、バリを最小限に抑えるよう努めなければなりません。

（２）エポキシ樹脂材料の選択、エポキシ樹脂の種類によって特性が異なり、製品の局所的な放出、総合的な性能への影響も大きいため、低粘度で靭性が高く絶縁強度の高い樹脂を選択する必要があり、異なる樹脂モデルについては、技術部門が対応するプロセス仕様を開発します。

（３）コイル内の絶縁材料の管理、乾式変圧器の層間の絶縁材料の品質は、局所的な量の大きさに直接関係します。したがって、原材料を供給する長期的で安定したサプライヤーを選択する必要があります。新しい材料に変更した後、変圧器は短期的には問題が見つからないからです。
（つづく）