中電圧スイッチギアにおける浮遊部分放電:検出と修理のケーススタディー(事例研究)

部分放電(PD)信号が、あるプラントの中電圧スイッチギアで検出され、電力系統の安全性と安定性に対する懸念が生じました. 安全に点検を行うため、技術チームは電源を遮断して、影響を受けたエリアを系統から切り離しました.

是正措置として、外部電源から高電圧を機器に印加し、高度な検出ツールを用いて、放電の発生位置と根本原因を正確に特定しました.

調査中、PD信号の検出と解析には、主に次の2つの方法が用いられました.

• 超音波
• 過渡接地電圧(TEV)

検出と診断

浮遊部分放電(PD)信号が、EA UltraTEV Plus²を用いたプラントの中電圧スイッチギアパネルで検出されました. 超音波および過渡接地電圧(TEV)法によって測定しました. しかし、PDの正確な発生位置を特定することはできませんでした.

図1. 中電圧スイッチギアで30 dBの浮遊パターンを示すTEV測定結果.内部部分放電が発生している可能性を示しています.

図2. 中電圧スイッチギアにおいて、26 dBμVのPDパターンと、放電活動がクラスター状に集中している様子を示す超音波測定結果.

CRY2623による発生源のピンポイント特定

さらなる調査のため、開放したスイッチギアパネル内の遮断器に、外部電源から高電圧を印加しました. その後、部分放電信号を画像・音声・ダイアグラムとして記録できるCRYSOUND CRY2623を用いて、放電信号の発生源を目視で、かつ高精度に特定しました. その結果、プラントの停電時間を大幅に短縮できました.

図3. 遮断器上極のフィールドディフレクタ部における浮遊PDを特定しているCRY2623音響イメージング.

根本原因の特定

PD信号の発生源は、遮断器上極のフィールドディフレクタ部であることが特定されました. 点検の結果、フィールドディフレクタは緩んでおり、その下側に配置されたゴム製Oリングが設計仕様より薄かったため、母線バーとの接触がない状態になっていることが判明しました.

図4. フィールドディフレクタの下にある薄いOリングを示す点検写真.浮遊PDの根本原因として特定されました.

修理後の検証

代替品として、より厚いゴム製Oリングを取り付けました. 機器を再送電した後、部分放電(PD)信号を再測定し、改善を確認しました.

図5. フィールドディフレクタの下に、より厚いOリングを交換設置し、浮遊PDを是正した様子を示す修理写真.

図6. 修理後の超音波およびTEV結果.超音波はノイズレベル、TEVは5 dBとなり、懸念はないことを示しています.

CRYSOUND CRY2623音響イメージングカメラにより、エンジニアは部分放電の発生源をリアルタイムに正確に位置特定でき、診断時間を短縮し、計画外停止を最小化し、電気設備を安全に稼働させることができます. スイッチギア、変圧器、ケーブルのいずれをお使いの場合でも、CRY2623は高速かつ信頼性の高い故障検出を提供し、小さな問題が高額な故障に発展する前に対処することを可能にします.

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