配電変圧器は中圧電力ネットワークの重要なコンポーネントであり、配電フィーダを産業施設、商業ビル、地域の消費者が必要とする電圧レベルに接続します。
ただし、架空配電線に接続された変圧器は、落雷やスイッチング動作によって引き起こされる過渡的な過電圧にさらされる可能性があります。これらのイベントにより、機器の絶縁耐力を超える電圧ストレスが発生する可能性があります。
金属酸化物避雷器は、これらの過渡過電圧を制限し、変圧器の絶縁にかかる電気的ストレスを軽減します。
正しい避雷器を選択するには、その定格電圧を変圧器の一次電圧に一致させるだけでは不十分です。エンジニアは、システムの接地、連続動作電圧、一時的な過電圧耐量、残留電圧、絶縁調整および設置配置についても考慮する必要があります。
このガイドでは、配電変圧器保護用の避雷器を選択する際の重要な要素と、購入者が見積を依頼する前に確認すべき技術情報について説明します。
配電変圧器は、雷が変圧器に直接当たらない場合でも、架空送電線に沿って伝わる雷関連のサージにさらされる可能性があります。
これらの急速に上昇する電圧過渡現象は、一次端子を通って侵入し、変圧器巻線の絶縁体に追加の電気的ストレスを与える可能性があります。
電気ネットワーク内の他の場所でスイッチング操作を行うと、システムの絶縁調整で考慮する必要がある過渡過電圧が発生する可能性があります。
金属酸化物避雷器は、金属酸化物バリスタ素子の非線形電圧電流特性を通じて動作します。通常のシステム条件下では、アレスタは高抵抗状態のままです。適切な過渡過電圧が発生すると、サージ電流が流れ、結果として生じる電圧を制限します。
アレスタはすべての電圧サージを排除したり、変圧器が絶縁損傷を受けないことを保証したりするものではありません。
その代わりに、その目的は、変圧器の絶縁耐力とネットワークの電気特性に合わせて適切な保護レベルを提供することです。
このため、避雷器の選択は、単なる付属品の購入の決定ではなく、変圧器保護設計の重要な部分となります。
購入者が変圧器保護用の避雷器を要求した場合、変圧器の一次電圧のみを提供することがよくあります。
例えば：
「11kV 変圧器用の避雷器が必要です。」
これは一般的な用途を示していますが、避雷器が受ける電圧ストレスを完全に説明しているわけではありません。
最初のステップは、公称および最高のシステム電圧を確認することです。次に、中性点接地の配置を理解することです。
効果的に接地されたシステムでは、通常の平衡状態における相間電圧は、相間電圧を 3 の平方根で割った値に関係します。
ただし、絶縁中性点、共振接地、またはその他の接地配置では、地絡時にさまざまな一時的な過電圧状態が発生する可能性があります。
これらの条件は、避雷器の必要な連続動作電圧と一時的な過電圧耐性に影響を与えます。
したがって、同じ公称電圧のネットワークに接続された 2 つの変圧器は、接地配置や障害解除条件が異なる場合、異なる避雷器定格を必要とする可能性があります。
11kV 変圧器には、Ur が 11kV の避雷器は自動的には必要ありません。
同じ原理が 22kV、33kV、およびその他の中電圧配電システムにも当てはまります。
通常、避雷器のデータシートには定格電圧 (Ur) と連続動作電圧 (Uc) が記載されています。
これらのパラメータは一緒に評価する必要がありますが、互換性はありません。
Uc は、多くの ANSI/IEEE アプリケーションで最大連続動作電圧または MCOV としても知られ、アレスタが指定された動作条件下で耐えることができる連続電力周波数電圧を表します。
Ur は、避雷器の指定された動作デューティ特性に関連付けられた定格電圧です。
一時的過電圧 (TOV) は、特定の地絡などの異常なネットワーク状態中に、限られた期間に発生する可能性のある電源周波数の過電圧を指します。
Uc または TOV 能力が不十分な避雷器を選択すると、過剰な電気的ストレスや熱的ストレスにさらされる可能性があります。
一方、避雷器定格を不必要に高めると、特定の製品ファミリの残留電圧が高くなり、変圧器に利用できる保護マージンが減少する可能性があります。
これにより、重要なエンジニアリング バランスが生まれます。
避雷器は、変圧器に対して十分に低い保護レベルを提供しながら、電力システムの通常および一時的な電圧条件に耐える必要があります。
適切な組み合わせは、システム条件とメーカーの技術データから決定する必要があります。
より詳細な説明については、関連ガイド「 避雷器の定格電圧 (Ur) と MCOV (Uc): 違いは何ですか?」を参照してください。
残留電圧は、変圧器のサージ保護において最も重要なパラメータの 1 つです。
金属酸化物避雷器にサージ電流が流れると、その端子間に電圧が残ります。これを残留電圧といいます。
残留電圧は避雷器の設計やサージ電流の大きさや波形によって異なります。
絶縁調整の基本的な目的は、変圧器に到達する過電圧が適切な絶縁耐力レベルを下回るようにすることです。
雷サージ保護の場合、エンジニアは通常、ANSI/IEEE 用語で基本絶縁レベル (BIL) と呼ばれる変圧器の雷インパルス耐電圧を評価します。
避雷器の保護レベルは、適切な保護マージンを含め、変圧器の絶縁耐力要件に照らして評価する必要があります。
同じ公称配電システム用に設計された 2 つの避雷器を考えてみましょう。
どちらも適切な連続動作電圧定格を備えていますが、残留電圧特性は異なる場合があります。
より適切な保護レベルを備えた避雷器は、ネットワークの電圧およびエネルギー要件も満たしている場合、特定の変圧器に対してより適切な絶縁調整を提供する可能性があります。
このため、Ur、Uc、または公称放電電流のみに基づいて避雷器を選択するのは不十分です。
適切な避雷器は、ネットワークの電気的条件に耐え、変圧器の絶縁を効果的に保護する必要があります。
正しく選択された避雷器であっても、その設置配置が適切に設計されていない場合、期待される保護が提供されない可能性があります。
これはよく見落とされがちな問題です。
急速に立ち上がるサージの間、接続導体のインダクタンスによって追加の電圧成分が生成されます。この電圧により、変圧器の端子にかかるストレスが増加する可能性があります。
したがって、変圧器の実効保護電圧は、避雷器のデータシートに記載されている残留電圧よりも高くなる可能性があります。
変圧器を保護するために、避雷器は通常、適切に設計された相およびアース接続を使用して、保護対象の機器のできるだけ近くに設置する必要があります。
関連する接続経路は、事業者の電気的空間要件、接地要件、および機械的要件に準拠しながら、短く直接に保つ必要があります。
これは、柱上配電変圧器と、変電所またはその他の配電施設に設置された変圧器の両方に当てはまります。
保護対象機器から離れた場所に設置された避雷器は、変圧器の端子に直接隣接して設置された避雷器とは異なるレベルの保護を提供する可能性があります。
このため、購入者は避雷器の仕様だけでなく、取り付け位置や接続配置も考慮する必要があります。
多くの購入者は、主に公称放電電流定格によって避雷器を比較します。
一般的な製品説明には、5kA または 10kA 金属酸化物避雷器が含まれる場合があります。
ただし、公称放電電流値が高いからといって、その製品がすべての配電変圧器に適していることを自動的に意味するわけではありません。
公称放電電流は、定義されたインパルス電流テストに関連付けられています。これを、すべての動作条件下での避雷器の総エネルギーまたは電荷処理能力と混同しないでください。
技術的に適切な選択には、電荷転送能力、エネルギー性能、短絡性能、およびネットワークの予想される特性も考慮する必要がある場合があります。
架空送電線に接続された変圧器の場合は、関連するサージへの曝露と電力会社の仕様が選択の指針となります。
変電所に設置される変圧器の場合、プロジェクトにより、異なる保護、絶縁、および機器の分類要件が課される場合があります。
購入者は、5kA と 10kA のどちらが優れているかだけを尋ねるのではなく、完全な避雷器構成がプロジェクトの仕様を満たしているかどうかを確認する必要があります。
配電変圧器は屋外に設置されることが多く、環境条件が接続された避雷器の性能やサービス要件に影響を与える可能性があります。
粉塵、産業汚染、海岸の塩分堆積物、湿気および温度の変化は、外部断熱性能に影響を与える可能性があります。
ポリマーハウジングの金属酸化物避雷器は、適切な外部絶縁と沿面距離を提供するようにハウジング構造を設計できるため、屋外配電ネットワークで一般的に使用されます。
ただし、正しいハウジング構成は実際のプロジェクト環境に依存します。
たとえば、海岸近くに設置された変圧器には、比較的きれいな内陸地域で動作する変圧器とは異なる外部絶縁の考慮が必要になる場合があります。
必要に応じて、設置高度、周囲温度、取り付け配置、機械的要件も検討する必要があります。
製品の外観だけでは、それが特定のプロジェクトの電気条件および環境条件に適しているかどうかを判断することはできません。
変圧器保護プロジェクトの場合、製品のカタログの説明だけが承認の根拠となるべきではありません。
購入者は、メーカーの技術データシート、該当するテスト文書、および寸法図を確認する必要があります。
IEC 60099-4 は 1kV を超える AC 電源システム用のギャップレス金属酸化物避雷器を対象とし、IEC 60099-5 はその選択と用途に関するガイダンスを提供します。
型式テストのドキュメントと日常テストのドキュメントは異なる目的を果たします。
タイプテストレポートは、関連する製品設計またはテストされた構成の検証をサポートします。定期テストは、該当するテスト要件に従って製造された製品に関するものです。
国際公共事業入札および EPC プロジェクトの場合、メーカーが提供するテスト文書は、実際に提供されるモデルおよび技術構成と一致している必要があります。
1 つの避雷器モデルのレポートが、メーカーの製品範囲のすべての電圧定格または筐体構造をカバーしていると自動的に想定すべきではありません。
DGG パワーは、変圧器や配電網保護用のポリマー内蔵金属酸化物避雷器など、中電圧および高電圧の送電および配電機器を提供しています。
当社の避雷器製品範囲には、架空配電線、配電変圧器、変電所、産業用電力システム向けのさまざまな電圧定格と構造構成が含まれています。
プロジェクトの要件に応じて、DGG パワーは適切な電気定格、絶縁構造、設置寸法、技術文書の要件について話し合うことができます。
選択された DGG 避雷器モデルは、型式試験ドキュメントによってサポートされています。特定のレポートの利用可能性と適用性は、見積もられている実際の製品モデルと照らし合わせて確認する必要があります。
公益事業、EPC、および配電プロジェクトの場合、選択プロセスは、固定されたカタログ モデルではなく、変圧器データと技術仕様から始めることができます。
あなたは私たちを探索することができます 避雷器の製品範囲 または DGG ポリマー内蔵酸化金属避雷器.
正しく選択して設置された避雷器は、変圧器に到達する雷関連の過渡過電圧を制限し、絶縁体への電気的ストレスを軽減します。ただし、保護性能は絶縁調整、設置配置、実際のサージ条件によって異なります。
まず、最高のシステム電圧、中性点接地の配置、および TOV 要件を確認します。次に、避雷器の Uc、Ur、残留電圧、およびその他の関連特性を変圧器の絶縁レベルとプロジェクトの仕様に照らして評価します。
いいえ、公称放電電流は選択パラメータの 1 つにすぎません。適切な製品は、プロジェクトのサージ曝露、必要な保護レベル、充電およびエネルギー能力、適用される技術仕様によって異なります。
一般的な相対接地変圧器保護アプリケーションの場合、避雷器は通常、適切な相および接地接続を備え、保護された変圧器端子の近くに設置されます。最終的な位置と配線の配置は、システム設計とユーティリティの要件に従う必要があります。
変圧器の一次電圧、最高システム電圧、接地方法、指定されている場合は必要な避雷器定格、変圧器の絶縁レベル、設置条件、プロジェクト文書および数量を送信します。
配電変圧器保護用の避雷器の選択には、正しい公称電圧の製品を選択するだけでは不十分です。
電気的動作条件によって、避雷器が通常および一時的な電圧ストレス下で安定した状態を維持できるかどうかが決まります。残留電圧と絶縁の調整により、変圧器に適切な保護レベルを提供できるかどうかが決まります。
設置位置、接続の長さ、屋外環境、およびサポートするテスト文書も最終的な選択に影響します。
電力会社、EPC 請負業者、配電会社にとって、注文前にこれらの要件を確認することは、技術的な評価と調達のためのより明確な基盤を作成するのに役立ちます。
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DGG Power に変圧器パラメータ、システム電圧、接地配置、技術仕様、購入数量を送信します。
当社のチームは、お客様の要件を検討し、適切な避雷器構成を見積もりとして推奨するお手伝いをいたします。
