耐震性に優れた油入変圧器を設計するにはどうすればよいですか?

優れた耐震性を備えた油入変圧器の設計は、特に地震活動が起こりやすい地域では重要な課題です。当社は油入変圧器のサプライヤーとして、製品が地震時に発生する力に耐えられるようにすることの重要性を理解しています。このブログでは、このような変圧器の設計に関わる重要な要素と手順について説明します。

three phase oil immersed transformer (1)

設計プロセスを詳しく検討する前に、地震力の性質を理解することが不可欠です。地震は、加速度、速度、変位などのパラメータによって特徴づけられる地震動を生成します。これらの動きは変圧器に大きなストレスを与え、機械的損傷、絶縁破壊、さらには完全な破壊につながる可能性があります。

変圧器に作用する地震力は、主に水平方向と垂直方向の 2 つのタイプに分類できます。水平方向の力は、変圧器の滑り、転倒、内部構造の損傷を引き起こす可能性があるため、通常、最も重要です。一方、垂直方向の力は、支持構造やオイルタンクの完全性に影響を与える可能性があります。

油入変圧器の構造設計は、地震力に対する防御の第一線です。変圧器のコアとコイルアセンブリ、およびタンクと支持構造は、予想される地震荷重に耐えるように設計する必要があります。

コアとコイルのアセンブリ: コアとコイルのアセンブリは、地震時の過度の動きを防ぐためにタンク内でしっかりと支持される必要があります。これは、強力なクランプシステムと適切なブレースを使用することで実現できます。さらに、短絡や機械的損傷のリスクを最小限に抑えるために巻線の設計を最適化する必要があります。
タンクの設計: 変圧器のタンクは、地震力に耐えるのに十分な強度と剛性をもつように設計する必要があります。タンクの壁は座屈を防ぐのに十分な厚さが必要であり、構造の完全性を確保するために接合部は適切に溶接またはボルト締めされている必要があります。タンクの角や底部などの重要な領域に補強材を追加することもできます。
サポート体制: ベースや取り付けブラケットを含む変圧器の支持構造は、地震荷重を基礎に安全に伝達するように設計する必要があります。滑りや転倒を防ぐために、支持構造は基礎にしっかりと取り付けられている必要があります。場合によっては、変圧器に対する地震力の影響を軽減するために免震装置を使用することができます。

油入変圧器の絶縁システムも耐震設計の重要な要素です。地震の際、変圧器は機械的な振動や衝撃を受ける可能性があり、絶縁が劣化したり破損したりする可能性があります。

オイル絶縁：変圧器に使用されている油は、絶縁媒体と冷却材の役割を果たしています。オイルが良好な誘電特性を持ち、地震時に発生する機械的応力に耐えられることを確認することが重要です。絶縁劣化の兆候を検出するには、定期的なオイルのテストとメンテナンスが不可欠です。
固体絶縁体: 紙やプレスボードなどの固体断熱材は、機械的強度と耐振動性を考慮して選択する必要があります。地震時の動きや損傷を防ぐために、断熱材は適切に設置され、固定される必要があります。

バスバー、端子、リード線を含む変圧器内の電気接続は、地震力に耐えるように設計する必要があります。接続が緩んでいたり損傷していると、アーク放電、過熱、さらには火災が発生する可能性があります。

バスバーと端子：バスバーや端子は地震時に動かないようしっかりと固定してください。柔軟な接続を使用すると、接続に損傷を与えることなく、ある程度の動きに対応できます。
リード: 地震時にリードが引っ張られたり破損したりしないように、リードを適切に支えて保護する必要があります。ケーブルグランドと張力緩和装置を使用して、リード線の完全性を確保できます。

油入変圧器の設計が完了したら、耐震試験を実施して性能を確認することが重要です。耐震試験では、実験室環境で変圧器を模擬地震動にさらします。

試験基準: IEEE 693 や IEC 61463 など、変圧器の耐震試験を管理する国際規格や規格がいくつかあります。これらの規格では、試験手順、地震入力の動き、および変圧器の合格基準が指定されています。
認証: 耐震試験が正常に完了すると、変圧器は関連する耐震基準を満たすことが証明されます。この認証は、変圧器が予想される地震力に耐えるように設計およびテストされていることを顧客に保証します。

油入変圧器における耐震設計の重要性を説明するために、実際の事例をいくつか見てみましょう。

ケーススタディ 1: 日本の地震: 2011 年に大規模な地震と津波が日本を襲い、電力インフラに広範な被害が発生しました。被災地域の多くの油入変圧器は地震力により損傷または破壊されました。しかし、耐震性を考慮して設計された一部の変圧器は地震に耐えて運転を継続し、電力供給の中断を最小限に抑えました。
ケーススタディ 2: チリの地震：2010年、マグニチュード8.8の大地震がチリを襲いました。この国の送電網における油入変圧器の耐震設計は、電力供給の安定性を確保する上で重要な役割を果たしました。厳しい耐震基準を満たすように設計された変圧器は地震に耐え、広範囲にわたる停電を防ぐことができました。

耐震性に優れた油入変圧器の設計は、複雑ですが不可欠な作業です。構造、絶縁、接続の設計を検討し、耐震試験と認証を実施することで、変圧器が地震時に発生する力に耐えられることを保証できます。

油入変圧器のサプライヤーとして、当社は最高の耐震基準を満たすように設計された高品質の変圧器をお客様に提供することに尽力しています。私たちの油入変圧器など、さまざまな構成で利用できます。三相油入変圧器そして油入密閉形変圧器、お客様の多様なニーズにお応えします。

耐震性の優れた油入変圧器の購入をご希望の場合は、詳細および具体的なご要望についてお問い合わせください。お客様の電力ニーズに最適なソリューションを提供できるよう、皆様と協力できることを楽しみにしています。