電力システムの分野では、変圧器油は変圧器の効率的かつ安全な動作を保証する重要なコンポーネントです。さまざまな種類の変圧器油がありますが、タイプ 1 油とタイプ 2 油が一般的に使用されており、それぞれ独自の特徴、組成、用途があります。これら 2 種類の油の違いを理解することは、技術者、オペレータ、および電気変圧器の保守と管理に携わるすべての人にとって不可欠です。

構成とベースストック

タイプ 1 変圧器油とタイプ 2 変圧器油の基本的な違いは、ベースストックと組成にあります。タイプ 1 変圧器油は、鉱物ベースの変圧器油と呼ばれることが多く、原油から得られます。蒸留、溶媒抽出、硫黄、芳香族、その他の不要な炭化水素などの不純物を除去するための水素化処理を含む大規模な精製プロセスが行われます。得られた油は、主にパラフィン系またはナフテン系炭化水素、あるいはそれらのブレンドで構成されています。パラフィン系タイプ 1 オイルは、優れた化学的安定性と低い流動点を備えており、比較的低温でも液体状態を保ちます。一方、ナフテン系タイプ 1 オイルは、優れた電気特性と熱特性を備えており、高い絶縁耐力と効率的な熱伝達能力を備えています。

タイプ 2 変圧器油は合成変圧器油とも呼ばれ、天然原油から抽出されるのではなく、化学合成によって製造されます。合成油は、さまざまな面で性能を向上させるために、特定の分子構造で設計されています。たとえば、一部の合成油は、鉱物ベースの油に比べて優れた耐酸化性、長い耐用年数、優れた環境適合性を備えるように設計されています。一般的な合成変圧器油には、シリコンベースの油、エステル、およびポリアルファオレフィン (PAO) があります。これらの合成化合物は、特定の要件を満たすように調整することができ、さまざまな動作条件で高度な柔軟性を提供します。

電気的および熱的特性

タイプ 1 とタイプ 2 の両方の変圧器油には優れた電気絶縁特性が求められますが、その性能には微妙な違いがあります。タイプ 1 の鉱物ベースの油は一般に誘電強度が良好で、変圧器内の電気部品を効果的に絶縁することができます。ただし、時間の経過とともに、また高温や長時間​​の電気的ストレスにさらされるなどの特定の動作条件下では、タイプ 1 油の誘電強度は酸化や汚染物質の形成により低下する可能性があります。

タイプ 2 の合成変圧器油は、多くの場合、優れた電気特性を示します。高温多湿などの極端な動作条件下でも、高い誘電強度を維持できます。このため、厳しい環境で動作する変圧器や、信頼性の高い電気絶縁が最も重要となる用途に適しています。熱特性の点では、タイプ 1 の油は、特にナフテンベースの変種は、比較的優れた放熱能力を備えています。ただし、タイプ 2 の合成油は、より一貫した熱性能を提供できます。たとえば、一部の合成エステルは鉱油よりも比熱容量が高く、より多くの熱を吸収および伝達できるため、変圧器内の温度制御が向上します。

化学的安定性と環境への影響

変圧器油の寿命と信頼性を考える場合、化学的安定性は重要な要素です。タイプ 1 の鉱物油は、特に酸素、高温、変圧器巻線からの銅などの触媒の存在にさらされると、時間の経過とともに酸化する傾向があります。酸化により、スラッジ、酸、およびその他の劣化生成物が形成され、油の絶縁特性と冷却特性が損なわれる可能性があります。これを軽減するために、タイプ 1 油には酸化防止剤などの添加剤が含まれていることがよくありますが、これらの添加剤の寿命は限られているため、メンテナンス時に補充する必要があります。

タイプ 2 合成変圧器油は、一般に化学的安定性がはるかに優れています。酸化と劣化に耐えるように設計されているため、大幅な劣化なく長期間にわたって性能を維持できます。これにより、油の交換頻度とメンテナンス要件が減るだけでなく、変圧器全体の寿命も延びます。環境の観点から見ると、タイプ 1 鉱物油は生分解性が低くなります。漏れたり、不適切に廃棄されると、土壌や水質の汚染を引き起こす可能性があります。対照的に、多くのタイプ 2 合成油、特にエステルは生分解性があり、流出や漏れが発生した場合でも生態系への影響が少ないため、より環境に優しいです。

用途と適合性

タイプ 1 とタイプ 2 の変圧器油の選択は、動作環境、変圧器の特定の要件、経済的な考慮など、さまざまな要因によって決まります。タイプ 1 の鉱物ベースの油は、通常の動作条件での標準的な配電変圧器で広く使用されています。コスト効率が高く、環境条件が過度に厳しくないほとんどの一般的な用途で優れた性能を発揮します。

一方、タイプ 2 合成変圧器油は、高い信頼性、長い耐用年数、および過酷な条件への耐性が求められる用途で好まれます。たとえば、湿度が高く塩分を多く含んだ空気のある沿岸地域に設置された変圧器、換気が制限される地下変電所、風力発電所や太陽光発電所などの再生可能エネルギー システムで使用される変圧器でよく使用されます。これらの環境は変圧器油の性能と寿命に課題をもたらす可能性があり、タイプ 2 油はそのような厳しい条件に対処するのに適しています。

結論として、タイプ 1 およびタイプ 2 の変圧器油はそれぞれ独自の特性があり、異なる用途に適しています。タイプ 1 の鉱物油は標準的な用途にコスト効率の高いソリューションを提供しますが、タイプ 2 の合成油は、より厳しい動作環境において強化されたパフォーマンス、より長い耐用年数、およびより優れた環境適合性を提供します。これらの違いを理解することは、さまざまな電力システム設定で電気変圧器の最適なパフォーマンス、信頼性、および寿命を確保するための鍵となります。