分光光度計を用いたトランスフォーマーオイルの色の分析

変圧器オイルの色と透明度から、電気技術者はオイルの年代と品質について多くを知ることができる。画像出典シャッターストックユーザー ifong

電力会社に勤めるエンジニアが、現場の変圧器が正常に作動しているかどうかをチェックするよう依頼された。そのエンジニアは、変圧器のハードウェアをよく見たり、機械の試運転を行ったりするのではなく、まず、使用されている変圧器オイルの色と透明度に注目する。なぜか？変圧器オイルの色によって、エンジニアは変圧器が現在どの程度正常に動作しているかを知ることができ、装置の電源が入る前にトラブルの小さな兆候さえも検出することができるからです。オイル検査は、変圧器の動作上の問題を検出するための、迅速で簡単、かつ安価な方法です。これは、エンジンが正常に動作していることを確認するために、自動車のエンジンのオイルを1か月に1度ほどチェックするのと似ています。

多くの電力会社は、高品質のオイルが変圧器を損傷から守ることができるため、使用している変圧器オイルの色と品質を頻繁に検査しています。1 UV-Vis 分光光度計を使用することで、エンジニアと現場のオペレーションマネージャーは、変圧器オイルの色を素早く検査し、それが厳密な基準を満たしていることを確認することができます。現場またはラボの条件下で定期的にこれらのテストを行うことで、変圧器に依存している電力会社やその他の業界は、すべての機器が最高の効率で動作していることを確認できます。

ある種の変圧器オイルは、オイルが古くなると変圧器の底に沈殿物を沈殿させます。そのため、一部の電力会社では、オイルに含まれる不純物を除去するためのオイルフィルターを設置しています。画像出典PexelsのユーザーScott Webb

色はオイルの年齢と純度を示す

変圧器油（または絶縁油）は、通常の運転中に電力変圧器を冷却するために使用されます。2 オイルは変圧器のコアを保護する液体バリアとして機能し、コアを過熱することなく電気を通すことができます。これらのオイルはまた、システム内の酸素の露出を制限することで、巻線のセルロース絶縁の酸化を防ぎます。しかし、変圧器オイルは変圧器の機能において大きな役割を果たしていますが、オイルが適切にろ過されていなかったり、十分な頻度で交換されていなかったりすると、機器に損傷を与える可能性もあります。

変圧器オイルの変色は、変圧器オイルの交換やろ過が必要であることを示す最初の兆候です。オイルが古くなると、薄い黄色の透明な色から、深い茶色の不透明に近い色合いにゆっくりと変化していきます。ほとんどの変圧器オイルは、変圧器の損傷を防ぐために、少なくとも6ヶ月ごとにろ過または交換する必要があり、オイルの色を検査することは、オイルがどのくらい古く、まだ効果的に機能するかどうかを正確に判断する最も簡単な方法の一つです。一般的に、黄色、オレンジ色、あるいはやや赤色のオイルは新鮮で、意図したとおりに機能する。オイルが古くなると、茶色や黒色に変色し、効力が低下する。エンジニアや現場の管理者がこのような重要な色の変化を検出できないと、変圧器はアーク放電、コロナ放電、過熱、絶縁強度の低下などの問題を起こしやすくなります。3 このような理由から、色の検査は、完全に動作する電気変圧器を維持するために不可欠なステップなのです。

油の色を注意深く分析しないと、変圧器に上記のような問題が発生する可能性があり、その結果、正常な運転が妨げられ、メンテナンス費用がかさむことになります。通常、過熱やアーク放電で変圧器が故障した後に修理するよりも、油の色の一貫性を定期的に検査する方がはるかに低コストです。さらに、機器がすでに損傷した後の修理には時間がかかるため、サービスの遅れにつながる可能性があります。変圧器の油の色を検査し、色測定プロトコルを標準化することで、これらの問題がより高額になる前に防ぐことができるかもしれません。

変圧器オイルが黒っぽく不透明であればあるほど、変圧器の正常な運転を妨げる可能性が高くなる。画像ソースPixabayユーザーAngelorosa

分光光度法によるトランスフォーマーオイルの色の分析

4 インドの国立技術研究所が2014年に実施した研究によると、紫外線可視分光光度計は、経年劣化や熱ストレスによる変圧器オイルの劣化率を分析するための効果的なツールです。この研究を行った研究者たちは、分光光度計が、現場で自然に熟成したオイルの色、実験室で熟成したオイルの色、新鮮なオイルの色を正確に検出できることを発見した。研究チームは、オイルの色が変化する（濃くなる）と、オイル中の芳香族炭化水素の割合が増加し、オイルが現場で絶縁体としての効果を発揮しなくなることを確認した。言い換えれば、色は油の効能と直接的な相関関係があり、分光光度計によって得られる精度で分析すれば、変圧器の機能に関する重要な洞察を得ることができる。

トランスオイルは原油から蒸留されるため、SayboltまたはASTMカラースケールを使用することで、オイルの色を正確に検出し、安全な許容範囲内にあるかどうかを判断することができます。分光光度計は、色のばらつきを数値化し、これらのカラースケールの数値と照合することができるため、油の年代と品質を明確に知ることができる。しかし、どのタイプの分光光度計を選ぶかは、その業界のニーズによって異なる。例えば、透過モードの分光光度計は、透明および半透明のオイルの色を測定することができますが、オイルの年代によって透明から不透明になるため、変圧器オイルを扱う場合には最も効果的なツールではないかもしれません。透過モードと反射モードの両方で動作する分光光度計は、トランスオイルの色を測定するためのより良い選択です。

分光光度計技術の進歩により、変圧器オイルやその他の原油製品の正確な色測定は、オペレーターが簡単に行えるシンプルで合理的なプロセスとなりました。これらのツールを使用することで、油の色を一貫して分析し、変圧器を最高の効率で稼働させ、変圧器の寿命を延ばし、費用のかかる修理を防ぎ、不便なダウンタイムを回避することができます。

ハンターラボの信頼性

ハンターラボは60年以上にわたり、石油・化学業界と密接に協力し、色測定プロトコルを改良し、極めて高い精度で色の変化を検出してきました。業界内で確立されたカラースケール標準とデータを比較できる高度な測色ソフトウェアを含む最先端技術を駆使して、当社の分光光度計は最高レベルの色分析が可能です。弊社にお問い合わせください弊社の有名な測定器についてもっとお知りになりたい方は、今すぐ弊社にご連絡ください。