変圧器をはじめとする油入電気機器内で過熱や放電といった内部異常が発生すると絶縁油や固体絶縁物が分解してガスが発生して、油に溶解します。この絶縁油中のガスを分析し、各成分濃度や比率を解析することで異常の有無、異常の様相とその度合いを診断する方法が油中ガス分析による異常診断です。
油中ガス分析による異常診断は、高感度に内部の異常を検出でき、稼働中の変圧器にも適用可能であることが特徴で、国内外問わず、広く変圧器の保守管理に活用されています。
下の動画は、油中での過熱および放電実験の様子をとらえたものです。加熱実験の動画では、油が激しく沸騰しながらガスが発生しています。放電時の動画では、アーク放電の発光があった直後、電極の間から放電で発生したガスの気泡が出てくる様子がとらえられています。これは実験の動画ですが、変圧器内で過熱や放電が発生した場合も、同様に油が激しく分解してガスが発生していることが想像できます。
油中加熱実験の様子（鉱油700℃）
油中放電実験の様子
下図に鉱油に対する局所加熱と放電実験の結果（当社実験における発生ガスデータのガスパターン）を示します。図から加熱実験では、温度によって発生するガスの種類が異なっており、温度が高くなるとエチレン（C₂H₄）が多くなることが分かります。また放電では、アセチレン（C₂H₂）が発生することが分かります。ガス発生傾向の違いは、化学反応の違いであり、反応時のエネルギーやその他の条件によって差が生じます。こういった現象によるガス発生の違いを利用して変圧器内部の異常の有無や様相を推測することができます。
油中ガス分析では、絶縁油に溶解している窒素（N₂）、酸素（O₂）、水素（H₂）、メタン（CH₄）、エタン（C₂H₆）、エチレン（C₂H₄）、アセチレン（C₂H₂）、一酸化炭素（CO）、二酸化炭素（CO₂）などを分析し、その濃度や各成分の比率を用いて診断を行います。当社の分析では、油中ガス抽出装置と分析システムを自社開発することで高い抽出率を実現し、高感度かつ高精度な油中ガス分析が可能です。放電および高温過熱の検出に特に重要なアセチレンを高感度かつ高精度で分析できますので、内部の異常を早期に発見し、報告することができます。
当社油中ガス分析装置
油中ガス分析関連社外発表紹介
油中ガス分析関連研究発表等をこちらで紹介しております。
油中ガス分析関連社外発表等一覧ページへ
その他の社外発表については、こちらをご覧ください。
社外発表等一覧ページへ
