変圧器油中の CO: 変圧器 DGA で重要な理由

一般に CO と呼ばれる一酸化炭素は、油入電力変圧器の溶存ガス分析において最も重要なガスの 1 つです。アセチレンなどのガスはアーク放電と関連することが多く、水素は一般に部分放電または一般的な故障活動と関連していますが、CO には特別な診断値があります。つまり、セルロース絶縁体の熱劣化と老化に密接に関係しています。

油入変圧器の絶縁システムは、主に鉱物絶縁油と固体セルロース絶縁体で構成され、紙、プレスボード、および絶縁体が含まれます。スペーサー。多くの場合、オイルはろ過、再生、または交換できますが、固体絶縁体は一度劣化または劣化すると復元するのがはるかに困難です。このため、変圧器油中の CO の監視は、単に故障を検出するだけではありません。これは、変圧器の紙絶縁体の長期的な状態を理解することでもあります。

変圧器オイルで CO が発生する理由

CO は主に、セルロース絶縁体が熱、電気、酸化、または湿気関連のストレス下で分解するときに生成されます。通常の動作中、自然老化により少量の CO が存在する可能性があります。ただし、CO 濃度が急速に増加する場合、または継続的な上昇傾向を示す場合は、紙の絶縁劣化が加速していることを示している可能性があります。

異常な CO 発生の一般的な原因は次のとおりです。

• 巻線近くの局所的な過熱断熱材
• 長期過負荷運転
• 冷却不良またはオイルの流れの遮断
• 紙内の湿気絶縁
• オイルペーパー絶縁システムの酸化
• 通電部品付近の接続の緩み、ホットスポット、または過熱
• 歴史的欠陥または不完全メンテナンス後のガス抜き

Because CO can come from different sources, it should not be interpreted by a single measurement alone. The most reliable approach is to evaluate CO together with its trend, growth rate, CO₂ concentration, hydrocarbon gases, load history, oil temperature, moisture, acidity, and other transformer condition indicators.

紙絶縁劣化の指標としてのCO

電源トランスの寿命は、セルロース絶縁体の状態に大きく影響されます。紙絶縁体が高温、湿気、酸素、または電気的ストレスにさらされると、その分子構造は徐々に破壊されます。このプロセスにより、断熱材の機械的強度が弱まり、CO や CO₂ などのガスが放出されます。したがって、CO レベルの上昇は、セルロース劣化の早期警告サインである可能性があります。 CO が CO₂、水分、酸性度、フラン化合物とともに増加すると、紙の断熱材の劣化の証拠がより強くなります。 CO がメタン、エタン、エチレンなどの熱故障ガスとともに上昇する場合は、熱故障が固体絶縁に影響を与えていることを示唆している可能性があり、これは通常、よりリスクの高い状態を表します。

実際の変圧器診断では、CO はトレンドベースの指標として最も価値があります。単一の CO 値は、変圧器の使用年数、油処理履歴、サンプリング条件、および動作負荷によって影響を受ける可能性があります。ただし、特に同様の動作条件下での CO の継続的な増加には細心の注意が必要です。

CO と CO₂: より完全なビュー

CO は通常、二酸化炭素または CO₂ と一緒に分析する必要があります。どちらのガスもセルロース絶縁体の劣化に関連していますが、それらの関係により、さらなる診断上の洞察が得られます。

CO と CO₂ の両方のゆっくりとした安定した増加は、正常な老化を示している可能性があります。 CO の増加が速い場合は、紙断熱材が局所的に過熱している可能性があります。 CO/CO₂ 関係の異常な変化は、劣化メカニズムが変化したか、局所的な熱問題が発生していることを示している可能性があります。

このため、多くの変圧器保守チームは「CO 値は高いですか?」と尋ねるだけではありません。彼らは、より有益な質問をします:

CO は以前より速く増加していますか?

• CO は CO₂ と一緒に増加していますか?
• CO の増加は負荷または負荷に関連していますか?温度?
• 炭化水素ガスも増加していますか?
• 最近変圧器をろ過、脱気、再充填、または修理しましたか?
• CO の傾向はフラン、水分、およびオイルの品質検査結果と一致していますか?
• これらの質問は誤診を防ぎ、エンジニアがより正確なメンテナンスの決定を下せるようにします。

なぜオンライン DGA が CO にとって価値があるのかモニタリング

従来のラボ用 DGA は非常に便利ですが、周期的です。変圧器は、その重要性と状態に応じて、毎月、四半期ごと、または毎年サンプリングされます。ただし、故障や異常な熱活動は常にサンプリング スケジュールに従って発生するとは限りません。

オンライン DGA は、変圧器油中の主要な溶存ガスを継続的または頻繁に測定します。 CO モニタリングの場合、単一の濃度値よりも傾向と増加率の方が重要であることが多いため、これは特に価値があります。

オンライン DGA モニターは、ユーザーに役立ちます:

異常な CO 増加を検出より早く

• 紙の絶縁応力をリアルタイムで追跡
• 負荷、温度、冷却条件に関連する変化を特定
• マニュアルオイルへの依存を削減サンプリング
• 状態ベースのメンテナンスをサポート
• 変圧器のリスク管理を改善
• 絶縁劣化が深刻になる前に早期警告を提供Severe
• 重要な変圧器の場合、オンライン CO モニタリングは資産の健全性管理の重要な部分となる可能性があります。

オンライン DGA における CO の MEMS IR 測定の利点

MEMS IR テクノロジーは、オンライン DGA システムにおけるコンパクトで信頼性の高い CO 測定のための強力な技術基盤を提供します。 MEMS IR CO センシングは、消耗品の化学反応に依存するのではなく、CO 分子の赤外線吸収特性を使用します。これにより、連続変圧器監視アプリケーションに最適になります。

主な利点は次のとおりです。

1。光学および非消耗品測定

MEMS IR CO センシングは光吸収に基づいています。測定プロセスでは対象ガスを消費せず、化学試薬も必要ありません。これにより、長期的な安定性が向上し、定期的なメンテナンスの必要性が軽減されます。

2。オンライン DGA 統合のためのコンパクトなサイズ

MEMS ベースの赤外線コンポーネントはコンパクトにすることができ、オンライン DGA 機器への統合に適しています。これは、設置スペース、システムの信頼性、展開の容易さが重要な変電所アプリケーションにとって重要です。

3。 COに対する優れた選択性

適切な赤外線波長と光学フィルタリング設計を使用することにより、MEMS IR測定はCOの吸収特性をターゲットにすることができます。これにより、DGAシステムのガス経路内の選択的なCO測定がサポートされます。

4。低消費電力

MEMS IR コンポーネントは、低電力設計に適しています。これは、フィールド環境で安定した継続的な動作を必要とするオンライン監視デバイスに役立ちます。

5。トレンド監視のための高速応答

オンライン DGA は正確なガス値を必要とするだけではありません。タイムリーなトレンド情報も必要です。 MEMS IR CO 測定は頻繁な測定サイクルをサポートし、ユーザーが CO 増加パターンを観察し、異常な絶縁動作に早期に対応できるようにします。

6。安定したベースラインとメンテナンスの軽減

一部の従来のガス検出方法と比較して、光学式 IR センシングは、温度補償、校正戦略、ガス経路制御を適切に設計した場合、優れたベースラインの安定性を提供できます。これにより、メンテナンス介入が少なくなり、長期的なオンライン監視がサポートされます。

7。スマート変圧器監視に最適

MEMS IR CO 測定は、データ アルゴリズム、アラーム、リモート通信、変圧器の健全性モデルと組み合わせることができます。このため、最新のデジタル変電所、スマート グリッド、予知保全プラットフォームに適しています。

MEMS IR CO measurement can be combined with data algorithms, alarms, remote communication, and transformer health models. This makes it suitable for modern digital substations, smart grids, and predictive maintenance platforms.