固体絶縁開閉装置（SIS）の絶縁不良を防ぐ方法

イントロダクション

ベプトエレクトリックの中高圧電気システムで12年以上の経験を持つセールスディレクターとして、私は重要な信頼性問題に直面しているEPC請負業者や調達マネージャーと定期的に協議しています。現代の配電における最も差し迫った課題とは？不適切な表面シールドと環境湿気に起因する固体絶縁開閉装置（SIS）の絶縁不良です。中電圧ネットワークのトラブルシューティングを行っているときに、新しく設置されたSISパネルが部分放電によって故障していることを発見することは、大きな後退となります。産業プラントやスマートグリッドで稼働するエンジニアは、絶対的な安全性と無停電を保証する機器を必要としています。この記事では、SIS開閉器の背後にある工学的メカニズムを深く掘り下げ、高度な固体絶縁技術、精密な表面処理、厳格な品質管理によって、致命的な故障をなくし、長期的なシステムの信頼性を確保する方法を探ります。. 

最も狡猾な犯人？制御されていない部分放電（PD）です。標準以下の成形断熱材が使用されると、目に見えない部分放電が静かに絶縁体を劣化させます。 エポキシマトリックス¹, 最終的にはパネル全体の整合性を損なうことになる。.

目次

• SISスイッチギアのコア絶縁構造とは？
• なぜ表面シールドが信頼性にとって重要なのか？
• 湿度の高い環境における固形断熱材の選択と保護方法とは？
• 設置時のよくあるトラブルシューティングの間違いとは？
• よくあるご質問

SISスイッチギアのコア絶縁構造とは？

SIS開閉装置の故障を防止する方法を理解するには、まずその複雑な絶縁構造を分解する必要があります。従来の空気絶縁機器とは異なり、SIS開閉装置は複数の絶縁戦略を単一のコンパクトなユニットに統合し、高い絶縁性能を実現しています。 誘電率². 

当社のSISスイッチギアに採用されているコア絶縁方式には、以下のようなものがある：

• 主絶縁：高電圧導体と接地間の一次放電経路として、単一の固体絶縁材料（通常はエポキシ樹脂）を使用する。. 
• 表面絶縁：これは、エポキシ樹脂のような固体絶縁材料の表面を放電路として機能させ、電極を支持・固定するものである。.
• 界面絶縁：異なる固体絶縁部品間の接触面を放電バリアとして利用する。.
• 複合絶縁：空気またはガスと固体エポキシバリアを組み合わせたハイブリッド構造で、耐電圧性能を維持する。.

これらの部品を製造する場合、適切なエポキシ樹脂を選択することが極めて重要である。ガラス転移温度（Tg）を極端に高くしようとするメーカーがある一方で ガラス転移温度³ 中電圧用途では、約100℃～110℃が最適である。Tgが高すぎると材料が脆くなりすぎ、熱亀裂に対する耐性が大幅に低下します。.

なぜ表面シールドが信頼性にとって重要なのか？

表面シールドは、固体絶縁システムにおける安全性のバックボーンです。各相を絶縁し、絶縁体表面に接地層を設けることで、相間故障を防ぎ、運転上の安全性を大幅に向上させます。しかし、この遮蔽がうまく行われないと、電界が大幅に変化し、部分放電が加速される可能性があります。.

技術的な観点からは、表面シールド層は優れた導通性と強力な接着力を持ち、部分放電を効果的に抑制する必要がある。様々な方法の中で, メタリックスプレーコーティング⁴ 金属は放熱性に優れ、エポキシ樹脂を熱老化から安定させるからだ。. 

表面シールド法の比較分析

パラメータ	メタリックスプレーコーティング	半導電性塗料
素材	導電性金属合金	炭素系塗料
熱性能	高（優れた放熱性）	低（保温）
絶縁の信頼性	高い（均一電界）	ミディアム（塗りムラが出やすい）
申し込み	頑丈なSISスイッチギア	軽量屋内用途

最近一緒に仕事をした現実主義者の調達マネージャーの経験を考えてみよう。彼は、重要なインフラプロジェクト用にSISスイッチギアを調達していたが、以前は絶縁破壊によるパネルの故障に悩まされていた。その根本原因は、熱サイクル下で劣化する薄い半導電性塗料を使用した安価な機器にありました。堅牢な金属スプレーシールドを特徴とするBepto ElectricのSISスイッチギヤに切り替えることで、彼のチームは部分放電ゼロを達成し、ゼロトレランスポリシーが要求する信頼性を確保しました。.

湿度の高い環境における固形断熱材の選択と保護方法とは？

適切なSISスイッチギアを選択するには、プロジェクトの環境的現実と厳密に一致させる必要があります。湿気と汚染は固体絶縁の最大の敵です。周囲湿度が70%を超えると、絶縁体表面の塩分や汚れが水分を吸収して導電性を帯び、放電チャネルを形成して絶縁抵抗値を大幅に低下させます。 部分放電開始電圧⁵.

ここでは、厳しい環境に対応するSISスイッチギアを選択するためのステップバイステップガイドをご紹介します：

ステップ1：電気的要件の定義

• システムの最大電圧と連続電流負荷を決定する。.
• 長期安定性を確保するために、必要な部分放電限界（理想的には5pC未満）を検証する。.

ステップ2：環境条件を考慮する

• ピーク時の周囲湿度と温度の変化を評価する。.
• 70%を超える高汚染または高湿度の環境では、内部結露を防止するため、スイッチギアが乾燥空気で満たされた高密閉設計であることを確認してください。.

ステップ3：適合規格と認証

• 固体絶縁RMUのGBおよびIEC規格への準拠を確認する。.
• エポキシ樹脂の機械的強度と耐熱性を検証する型式試験報告書を見直す。.

主なアプリケーション・シナリオ

• 産業用：導電性のほこりや振動から保護するため、強固なシールドが必要。.
• パワーグリッドネットワーク障害の連鎖を防ぐため、究極の相間絶縁が必要。.
• 変電所都市部の限られた設置スペースにコンパクトなモジュール設計が必要。.
• ソーラー：昼夜の温度差による激しい熱サイクルに耐えなければならない。.
• 船舶用：塩霧の侵入と表面のトラッキングを防ぐため、絶対的なシーリングが必要。.

設置時のよくあるトラブルシューティングの間違いとは？

高級なSISスイッチギアであっても、設置方法を誤ると故障することがあります。動作不良のトラブルシューティングは、組み立て段階での機械的ストレスや不適切な取り扱いに起因することがよくあります。. 

正しい取り付けとメンテナンスの手順

1. 表面シールド層の完全性を確認する。傷や剥離があると、局所的な放電点が発生する可能性がある。.
2. 密閉されたコンパートメントを開ける前に、設置環境が完全に乾燥し、清潔であることを確認してください。.
3. バスバーとケーブルを無理に整列させることなく接続し、機械的ストレスを防ぎます。.
4. 通電前に包括的な電源周波数耐電圧試験を実施する。.

よくあるトラブルシューティングの間違い

• 熱応力の誘発：保管中や設置中の急激な温度変化は、特に埋め込まれた金属導体と樹脂の膨張係数が異なる場合、エポキシ樹脂に亀裂を生じさせる可能性がある。.
• インターフェイスの組み立て不良：モジュラー・インターフェースの適切なシールと組み立てを怠ると、エアギャップが生じ、中電圧ストレス下で部分放電の危険性が生じる。.
• 接地層の損傷：金属スプレーのシールドを欠くような乱暴な取り扱いは、均一な電界を破壊し、絶縁劣化の促進を保証する。.

私たちは最近、度重なる不具合に悩む電力業者を支援しました。彼のチームは、不一致のバスバーを強引に整列させていたため、高い機械的応力によってエポキシ樹脂に微細な亀裂が生じていたのです。張力をかけずに組み立てるための現場トレーニングを実施したところ、絶縁の完全性が完全に回復しました。.

結論

高圧ネットワークの寿命を最大限に延ばすには、強固な絶縁に真剣に取り組む必要があります。SISスイッチギヤの多層絶縁構造を深く理解し、厳格な表面シールドプロトコルを実施することで、故障率を大幅に低減できます。大きな要点：Bepto Electricの高品質で適切にシールドされたSISスイッチギヤに投資することで、配電システムは熱ストレス、湿度、部分放電に対して弾力性を維持できます。.

SISスイッチギアに関するFAQ

1. 高性能固体絶縁に使用されるエポキシ樹脂の化学的および電気的特性を探る。. ↩

2. 固体絶縁材料の絶縁耐力に関する標準的な試験方法と要件を確認する。. ↩

3. ガラス転移温度がエポキシ樹脂部品の熱安定性と機械的耐久性にどのように影響するかを理解する。. ↩

4. 効果的な表面シールドのために金属溶射コーティングを使用することの熱的および電気的利点について学びます。. ↩

5. 中電圧システムの部分放電開始電圧を決定する環境要因と製造要因を分析する。. ↩