SF6総合テスター：ガス多項目複合診断と内部故障モード識別ガイド

耐電圧試験「合格」にもかかわらず、ガス成分分析で隠蔽されたGIS潜在故障

新規建設された変電所のGIS機器の引渡し試験中、耐電圧試験は順調に合格し、定期的な絶縁検査でも異常は見られませんでした。しかし、ガス試験段階で、技術者は1つのガスコンパートメントのSO2とH2Sレベルが他のコンパートメントよりも著しく高いこと、およびHFも検出されたことを発見しました。機器は直ちに試運転を中止され、点検のために開放されました。その結果、コンパートメント内部の組み立てバリによる部分放電痕が明らかになりました。耐電圧試験の結果のみに基づいて機器が運用されていた場合、この低エネルギーの潜在放電は運転中にゆっくりと進行し、重大な事故につながる可能性がありました。

この事例は、SF6機器試験における重要な洞察を明らかにしています。耐電圧試験は、機器が現在電圧に耐えられるかどうかを検査するのに対し、ガス成分分析は機器内部で何が起こったか、そして現在何が起こっているかを記録します。ガスを読むことで、機器の真の内部状態を読むことができます。

単一パラメータでは不十分な理由：「SF6機器ガス健康チェックパッケージ」を形成する3つのパラメータ

SF6ガス試験は3つの次元から成り、それぞれが異なる質問に答え、すべて不可欠です。

単一の機器で、1回の接続ですべての3つの試験を完了します。これにより、SF6ガスを節約し、現場の作業負荷を軽減するだけでなく、より重要なことに、3つのデータセットすべてが同じ瞬間に同じガスコンパートメントから取得されるため、複合診断が可能になります。

SF6分解化学の基礎：特性ガスはどこから来るのか

純粋なSF6は化学的に非常に安定しており、不活性です。しかし、機器内部でアーク放電、火花放電、部分放電、高温過熱が発生すると、SF6はSF4、SF2、および硫黄とフッ素の低級フッ化物に分解されます。これらの一次生成物は、微量の水分と酸素の存在下でさらに反応し、接触部、金属材料、固体絶縁材料と相互作用して、診断的に重要な特性成分を生成します。

SF4とSOF2は水と反応してSO2とHFを生成します。硫黄は酸素と反応してSO2を生成します。

銅やアルミニウムなどの接触部/筐体材料との反応により、金属フッ化物粉末（例：フッ化銅、フッ化アルミニウム）が生成されます。

故障にエポキシ樹脂やPTFEなどの有機固体絶縁物が関与する場合、CO、CO2、CF4が生成されます。

H2Sは、より重大な放電/アーク放電プロセスと同時に現れることがよくあります。

分解生成物の種類、濃度、比率は、故障のエネルギーレベル、関与した材料、およびその開発プロセスを共同で「記録」します。低エネルギーの部分放電/火花放電は少量分解され、ゆっくりと蓄積しますが、定期試験では最も見逃されやすいものです。これはまさに通電中のガス試験の焦点です。

3パラメータ測定の原理

水分：高精度輸入湿度センサーがガスの露点温度を測定し、自動的に水分量（μL/L、すなわちPPM）に変換します。応答が速く、安定性に優れています。

純度：温度補償付き熱伝導率センサーが、SF6と空気などの背景ガスとの熱伝導率の違いに基づいてSF6の体積パーセンテージを測定します。

分解生成物：欧州から輸入された電気化学センサーが、SO2、H2S、CO、HFを個別に検出します。検出限界は0.1 ppm（COは1 ppm）と低いです。

この機器は、自動プローブゼロキャリブレーション機能を備えており、ゼロドリフトによるシステムエラーを自動的に排除し、毎回測定精度を保証します。

技術パラメータと診断能力マトリックス

SF6総合テスター、ポータブルハンドル構造、7インチタッチスクリーン。パネルにはガス入口、調整バルブ、電源スイッチが装備されています。

SF6純度（熱伝導率法）

水分（露点/水分量）

分解生成物（電気化学）

機器と環境

7段階複合診断操作手順

現場接続：測定管のねじ込み端を機器のスイッチコネクタに接続し、レンチで締めます。ホストパネルの流量調整バルブを閉じます。クイックコネクタの一端を分解生成物検出器の入口に接続し、排気管を出口に接続します。

電源オン自己校正：電源をオンにします。機器が初期化され、ゼロ点が自動的に校正されます。右上隅のバッテリーインジケータを確認し、バッテリー残量が少ない場合は最初に充電します（充電中でも測定は可能です）。

露点/水分量測定：まず測定管のニードルバルブを開き、次にパネルの流量バルブを使用して流量を約0.5 SLMに調整します。最初の測定は、チューブ内の残留空気のため5〜10分かかりますが、機器でのその後の測定は3〜5分かかります。

純度測定：流量を約0.2 SLMに調整し、SF6パーセンテージを読み取ります。

分解生成物測定：約0.2 SLMの流量で、SO2、H2S、CO、HFを読み取ります。濃度が異常に限界を超えた場合は、確認のために2回測定することをお勧めします。

複合解釈：3つのパラメータ、周囲温度と湿度、および機器の履歴ベースラインを組み合わせて、故障モードテーブルと比較して総合的な判断を下し、追跡、再試験、または機器の開放点検を行うかどうかを決定します。

保存、アーカイブ、完了：テスト番号を入力してデータを保存します（印刷可能）。テスト後、まずニードルバルブを閉じ、次にチューブを機器と機器から順に切断します。高濃度機器を測定した後、チューブをきれいな窒素/空気で洗浄します。すべての作業が完了したら、機器の電源を切ります。

特性ガスと故障モード識別