電力変圧器の分野では、変圧器油の選択は極めて重要です。なぜなら、変圧器油はこれらの重要な電気機器の効率的かつ信頼性の高い動作を確保する上で極めて重要な役割を果たすからです。変圧器油は、電気絶縁性、冷却のための熱伝達の促進、故障時のアーク消弧など、複数の機能を果たします。様々な種類がありますが、一般的に使用されているのは鉱油と合成エステル油の2種類です。

鉱油

1. 構成と出典

    鉱油は、原油から一連の精製工程を経て得られるものです。鉱油は主に炭化水素（水素と炭素原子からなる長鎖分子）で構成されています。精製工程では、蒸留、溶媒抽出、水素化処理などが行われ、不純物や不要な成分が除去され、高品質の絶縁油が作られます。

2. 主な特徴

·電気絶縁鉱油は優れた電気絶縁性を有し、高い誘電強度（通常60～70kV/mm）を有します。この特性により、変圧器内の電気導体を効果的に分離し、アーク放電や短絡を防止します。

·熱伝導率: 優れた熱伝導性も備えているため、変圧器内で発生した熱を効率的に冷却システムに伝達します。オイルが変圧器内を循環する際に、巻線やコアなどの高温箇所から熱を吸収し、放熱器や冷却フィンを通して放熱します。

·粘度鉱油は、通常の動作温度において適切な粘度を有しています。この粘度により、変圧器内の油の円滑な循環が確保され、効果的な冷却が確保されます。しかし、その粘度は温度変化の影響を受ける可能性があります。低温では粘度が上昇し、油の流れが悪くなる可能性があります。一方、高温では粘度が低下し、絶縁皮膜形成能力に影響を与える可能性があります。

3. 利点

·費用対効果鉱油は、他の種類の変圧器油に比べて比較的安価です。入手しやすく、精製プロセスも確立されているため、コスト競争力が高く、多くの変圧器用途、特にコストが重要な要素となる大規模な電力網設備において、鉱油は人気のある選択肢となっています。

·互換性: 巻線に使用される絶縁材料や変圧器タンクの金属部品など、ほとんどの変圧器材料との良好な適合性を備えています。この適合性により、経年劣化による変圧器の性能低下につながる化学反応のリスクを低減します。

4. デメリット

·環境への影響鉱油は生分解性がありません。流出した場合、土壌や水源を汚染し、環境被害を引き起こす可能性があります。この環境懸念から、一部の地域では鉱油入り変圧器の使用と廃棄に関する監視と規制が強化されています。

·火災の危険性鉱油の耐火性は比較的低いです。現代の変圧器は火災リスクを軽減するための安全機能が備えられていますが、深刻な内部故障が発生した場合、鉱油が発火し、大規模な火災につながる可能性があります。

5. アプリケーション

鉱油は、住宅地や商業施設で高圧電力を最終消費者向けに降圧する配電用変圧器に広く使用されています。また、送電網の多くの電力変圧器にも使用されており、そのコスト効率と信頼性の高い性能により、大規模な電力伝送用途に適しています。

合成エステルオイル

1. 構成と出典

合成エステル油は、原油などの天然資源から得られるのではなく、化学的に合成されたものです。通常、脂肪酸とアルコールを反応させるか、その他の化学反応によって製造されます。得られた合成エステルは明確に定義された分子構造を有し、特定の特性を発揮するように調整することができます。

2. 主な特徴

·高い絶縁耐力合成エステル油は、鉱油と同等かそれ以上の誘電強度を持つことが多く、優れた電気絶縁性を備えています。そのため、信頼性の高い絶縁が不可欠な高電圧変圧器での使用に適しています。

·熱安定性優れた熱安定性を備えており、高温下でも大きな劣化なく動作します。この特性は、高負荷または高温環境で動作する変圧器において特に有益です。高温にも耐え、長期間にわたって性能を維持できるためです。

·生分解性合成エステル油の最も大きな利点の一つは、その高い生分解性です。万が一流出した場合でも、環境中で自然に分解されるため、長期的な環境被害の可能性を低減します。

3. 利点

·火災安全性の強化合成エステル油は、鉱油に比べて耐火性がはるかに高く、引火点と自然発火温度も高いため、電気系統の故障時にも発火する可能性が低くなります。この特性により、多くの利用者が利用する建物や、火災安全性が特に重視されるインフラ設備の近くなど、火災安全性が重視される設備に適しています。

·より長い耐用年数優れた熱安定性と耐酸化性により、合成エステル油は一般的に鉱油よりも長寿命です。これにより、変圧器の寿命全体にわたってメンテナンスコストが削減され、変圧器油の交換回数も減少します。

4. デメリット

·より高いコスト合成エステル油は、鉱油に比べて製造コストが高くなります。複雑な化学合成プロセスと原材料費が価格上昇の一因となっています。このコスト要因により、コスト重視の用途では、合成エステル油の幅広い使用が制限される可能性があります。

·互換性の課題合成エステル油は多くの変圧器材料と互換性がありますが、特定の種類のシールやガスケットとは互換性の問題が生じる可能性があります。合成エステル油を使用する変圧器の設計および設置においては、適切な互換性を確保するために、慎重な検討と試験が必要です。

5. アプリケーション

合成エステル油は、火災安全性と環境への配慮が特に重視される都市部の高電圧変圧器での使用がますます増加しています。また、過酷な運転条件が求められる産業施設に設置された変圧器にも使用されており、油の長寿命化は長期的に大きなコスト削減をもたらします。

結論として、鉱油と合成エステル油は、それぞれ独自の特性、利点、欠点を持つ重要な変圧器油の2種類です。どちらを選択するかは、変圧器の用途特有の要件、コストの考慮、環境への配慮、防火の必要性など、様々な要因によって決まります。