導入されてから 50 年以上が経過しても、複合絶縁体が常にセラミック絶縁体の有効な代替品となるかどうかについて、幅広いコンセンサスが得られていないのはなぜでしょうか?業界の専門家であり観察者でもあるアルベルト ピジーニ氏の意見では、複合碍子技術の長期信頼性に関する相反する見解の背後にある根本的な問題は、あらゆる碍子の性能が、意図された使用環境を考慮した設計の選択に大きく依存するという事実にあります。{0}
残念ながら、複合絶縁体の場合、これは常に正しく行われているわけではありません。たとえば、電気的観点から不適切または表面的すぎる仕様は、セラミック絶縁体のフラッシュオーバーを引き起こす可能性があります。しかし、複合絶縁体の場合、その結果は永久的な損傷となる可能性があります。
複合絶縁体には、十分に文書化された数多くの利点があります。-しかし、初期の頃の宣伝とは対照的に、彼らは確かに「不滅」ではありません。したがって、セラミック絶縁体に期待される性能と同等またはそれ以上の性能を確保するには、次の点に細心の注意を払う必要があります。
• 仕様、
• 取り扱い、および
• インストール。
仕様に関して言えば、これらの絶縁体に関して長年にわたって報告されている問題の大部分は、特に電気的な観点からの選択の欠陥に遡ることができます。これは、複合絶縁体の電気設計は、短期試験中のフラッシュオーバー性能のみを考慮して行うべきではないためです。-むしろ、理想的には、長期にわたってトラッキング、侵食、最終的には故障を引き起こす可能性がある部分放電による表面劣化のリスクに基づいたものでなければなりません。
複合絶縁体は、その表面またはその近くで部分放電やアーク活動が継続的に発生すると、損傷を受けやすいため、これは重大な欠点です。たとえば、報告されている故障例の多くは、高電圧端近くの電界勾配を制限するための適切なシールド電極を持たずに絶縁体が設置されていることが原因であり、非常に高いシステム電圧の場合にはアース端でも発生します。
同様に、実際の汚染サービス環境の不正確な推定が原因で故障が発生することもあります。CIGRE パンフレット 142-1999 では、実験室での経年劣化試験や現場での試験の経験から、通常の湿潤条件下では複合絶縁体には 3 つのクラスの漏れ電流が存在することが確認されていると説明しています。
1. 値が低く、非常に断続的なクラス。-
2. 平均電流は数 mA と比較的高いが、フラッシュオーバー前の状態の典型的な値からは程遠い。-
3. 絶縁体がフラッシュオーバーに近づいていることを示す高電流値クラス (つまり、数百 mA)。
セラミックがいしは主に「c タイプ」クラスの漏れ電流を考慮して設計されていますが、複合がいしユニットは代わりに「b タイプ」電流を考慮して設計する必要があります。実際、研究によると、クラス「a」の電流は長期的な性能にほとんど影響を与えませんが、クラス「b」の電流スキャンはトラッキングや浸食、さらには永久的な故障を引き起こす可能性があります。-
結果として、複合絶縁体を選択するときは常に、耐久性の厳しさと実際の環境汚染との間に十分な設計マージンが常に存在する必要があります。表面の疎水性と濡れ性に対する使用ストレスの考えられる影響を考慮して、全耐用年数にわたって漏れ電流を制限することが重要な必要性です。したがって、複合絶縁体の場合、AC であろうと DC であろうと、IEC 60815 で定義されている汚染クラスに基づく従来のアプローチには疑問があると考えられます。
むしろ、満足のいくサービスパフォーマンスを保証するには、環境パラメータと特定の絶縁体特性の両方を考慮した統計的アプローチを行う必要があります。特に、必要な沿面距離に関する仕様だけでは十分ではありません。たとえば、特定のアーク距離に対して沿面距離が多すぎると、プロファイルの効率が低くなる可能性があります。 IEC 60815 に基づく指示は、理想的には、テストから得られる情報の代替物ではなく、「方向性を示すツール」として見なされるべきです。
複合絶縁体がすでにラインに設置されており、仕様を変更するには遅すぎる場合、選択したユニットに沿った漏れ電流の測定に基づく診断は、設計の不備の可能性を特定するのに役立ち、平均漏れ電流値が破壊的なクラス「b」タイプに達する場合はトリガー洗浄を行うことができます。
ここでは電気設計の側面のみが考慮されていますが、機械的な観点からの適切な仕様ももちろん重要であり、場合によってはセラミック絶縁体の場合よりもさらに重要です。繰り返しますが、報告されている故障の多くは、特に最近の世代の複合絶縁体に影響を及ぼしますが、その原因は、不正確な機械仕様、または発生する可能性のある永久的な損傷を考慮していない誤った取り扱いや不適切な設置方法によるものです。
原理的には、複合絶縁体の完成度と本質的な信頼性は満足のいくものであり、セラミック絶縁体と同じ高レベルであると考えられます。しかし、実際の信頼性は、電気的および機械的仕様が正確であるかどうかに依存し、また、その特殊な特性、特定の使用ストレスへの応答、設置方法も考慮されます。