乾式変圧器および油入変圧器の温度上昇とその温度上昇範囲

変圧器の寿命に影響を与える要因は多数存在します。 樹脂封止型変圧器 など オイルインマージドトランス その中で、温度は絶縁材料の劣化を引き起こし、結果として変圧器の寿命に影響を与える最も重要な要因です。変圧器内部の熱分布は均一でないため、各部位間で大きな温度差が生じます。このため、定格負荷下における各部位の許容温度上昇が定められており、安全な運転を確保しています。

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Ⅰ．温度上昇の基本原理と計算方法

絶縁クラスと最高許容温度

一般的な油入変圧器では、クラスAの絶縁が採用されており、その最高許容温度は105℃です。

― 許容温度上昇の計算例（巻線を例とする）

許容温度上昇 ＝ 最高許容温度 － 周囲温度（基準値：40℃）

すなわち：105℃ － 40℃ ＝ 65℃（巻線の許容温度上昇）

― 油温と巻線温度の関係

変圧器油の温度は、通常巻線の温度より約10℃低いです。したがって：

・油の許容温度上昇は：65℃ − 10℃ = 55℃

・油の劣化を防ぐため、上部油面の温度上昇は45℃を超えてはいけません。

実際の運転温度範囲

上部油温が80℃〜90℃の間であれば、巻線温度はおよそ95℃〜105℃になります。この範囲で長時間運転すると、絶縁劣化が加速します。

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Ⅱ．高温運転による危険性（ 乾式および油入変圧器）

絶縁材料の劣化

長期間高温にさらされると、絶縁紙板がもろくなり、ひび割れやすくなり、絶縁性能を失い、絶縁破壊のリスクが高まります。

・絶縁油の劣化

巻線の絶縁材の劣化が著しく進行すると、絶縁油の劣化も加速し、変圧器全体の寿命がさらに短縮されます。

・結論

変圧器を高温で運転することは避けたほうがよいです。特に長時間にわたる高温運転は厳に慎むべきです。

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III．変圧器の絶縁等級の分類

絶縁等級とは、絶縁材の耐熱性能を示すものであり、等級ごとに許容される最高温度が異なります。

油入変圧器（7種類）

A、E、B、F、H、N、C

・乾式変圧器（3種類）

B、F、H

例としてA級について説明します。これは、変圧器の運転温度と周囲温度の合計が105℃を超えてはならないことを意味します。他の等級についても同様の原則が適用されます。

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IV．温度上昇限界図（解説）

• 油入変圧器の温度上昇限界を図に示します。

• 乾式変圧器の温度上昇限界を図に示します。

注：温度上昇限界の大きさは、絶縁材料の耐熱性能を直接反映しており、選定および運転監視における重要な根拠となります。

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V．鉄心の安全性に関する基本原則

温度上昇が許容限界を超えない限り、周囲温度の変化に関わらず、変圧器は規定の使用期間内において安全に運転できます。