鉱山用変圧器

鉱山専用特殊変圧器の製品詳細

1. 主要性能パラメータ（鉱山電力配分ニーズに的確に対応）（カスタマイズ可能）

定格電圧と容量

主流の高電圧入力は6kVと10kV（鉱山高電圧配電システムに対応）で、3kVや110kVなどの特殊な電圧レベルもカスタマイズ可能です。低電圧出力は380V、660V、1140V、127Vに対応しており、660Vと1140Vは地下の大型設備（ファン、ウォーターポンプ、コンベアなど）に適しており、127Vは地下照明や小型制御機器に適しています。定格容量は50kVAから2000kVAまでで、小規模照明配電から大型設備電源まで、さまざまな鉱山配電シナリオを完全にカバーし、実際の負荷要件に応じて柔軟に選択できます。

断熱等級と断熱性能

標準仕様では、クラスF（最高許容温度155℃）およびクラスH（最高許容温度180℃）の絶縁設計を採用していますが、地下特有の高温・高湿環境に合わせて、クラスCへのアップグレードも可能です。主要な絶縁材料には、高品質な耐湿・耐老化性絶縁油（油入式）、エポキシ樹脂（乾式）、およびDuPont™ NOMEX®絶縁紙を使用しており、極めて高い絶縁強度と耐破壊電圧を確保しています。相対湿度95%以上かつ結露が生じるような地下環境下においても、絶縁性能が低下することはなく、漏電や短絡といった潜在的な安全上のリスクを効果的に回避し、人および設備の安全を確実に守ります。

過負荷および耐衝撃性

ファン、ウォーターポンプ、破砕機などの鉱山設備の起動時に発生する大きな突入電流に対応するため、電磁設計と巻線構造を最適化しました。定格負荷の1.5倍の負荷に6時間、1.75倍の負荷に3時間、2.0倍の負荷に1時間、短時間の過負荷に耐えることができます。負荷変動にも安定して対応し、設備起動時の衝撃や短時間の高負荷による電源供給の中断を防ぎ、鉱山生産の継続性を確保します。

冷却モードと温度上昇制御

油浸製品は主に自然冷却（ONAN）を採用し、オプションで強制空冷（ONAF）も選択可能で、波形オイルタンクと放熱面積の大きいフィン付きラジエーターを備え、過負荷時に発生する熱を迅速に放散できます。乾式製品は自然空冷（AN）を採用し、オプションで強制空冷（AF）も選択可能で、低騒音の温度制御ファンを備え、巻線温度に応じて自動的に起動・停止し、巻線温度の上昇を許容絶縁範囲内に厳密に制御し、高温による絶縁劣化を回避し、換気が悪く周囲温度が高い地下環境にも対応できます。

保護レベルと安全設計

一般的な鉱山用保護の要件を厳守し、筐体は完全密閉型の金属構造を採用しています。屋外モデルはIP54の保護等級を備え、地下モデルは防塵・防湿・防滴構造にアップグレードされており、鉱山粉塵、石炭くず、結露水が機器内部に侵入するのを効果的に防ぎ、導電性部品や絶縁構造を保護します。導電性部品は完全に密閉され、露出した接点がないため、作業員が誤って接触することによる感電の危険性を回避し、粉塵、高湿度、落下物のある複雑な鉱山環境にも対応します。

ノイズおよび耐干渉性能

鉄心積層プロセスと巻線技術を最適化することで、電磁ノイズを低減しています。乾式変圧器のノイズは55dB以下、油入変圧器のノイズは60dB以下であり、鉱山騒音規制基準をはるかに下回っているため、地下作業員の聴覚への影響を回避できます。また、高調波耐性と不平衡負荷耐性が強化されているため、鉱山周波数変換器、大型モーターなどの機器によって発生する高調波干渉に対応し、電圧変動を低減し、電力供給品質を確保し、不安定な電圧による機器の損傷を回避できます。

2．構造設計とコア材料（過酷な鉱山作業環境における耐久性のための強固な基盤構築）

2.1 コア構造設計（鉱山輸送、設置および操業条件への適応）

鉄心構造

低損失方向性珪素鋼板を採用し、段付き積層と三次元巻鉄心技術で加工することで、均一な磁気回路と少ない磁気漏洩を実現し、無負荷損失と騒音を低減するだけでなく、鉄心の機械的強度も向上させています。また、鉄心と筐体の間に緩衝材と衝撃吸収パッドを設置することで、運転中の振動伝達を低減し、鉱山設備の運転や車両の通行によって発生する連続的な振動環境に適応しています。

巻線構造

高導電性の無酸素銅導体を選定し、多層分割巻線と転位巻線プロセスを採用することで、巻線の循環電流と迷走損失を低減し、放熱効率と短絡耐性を向上させています。巻線表面は高品質の絶縁材料で多層に覆われ、巻線と鉄心の間、および巻線と筐体の間に絶縁スペーサーを配置することで、絶縁距離を確保し、部分放電を防止し、巻線の固定を強化しています。これにより、鉱山輸送および操業中の機械的衝撃に耐え、巻線の変形やずれを防ぐことができます。

シェル/石油タンク設計

油浸式製品は、優れた密閉性能を持つ完全密閉型の波形オイルタンクを採用し、耐油性および耐老化性ゴムシールを使用することで、絶縁油の漏れや劣化を効果的に防止し、油汚染による絶縁性能の低下を防ぎ、頻繁なオイル補充も不要です。波形シートは油温の変化に応じて伸縮し、放熱効果を高めます。また、シェルには防錆コーティングが施されており、地下鉱山の腐食性ガスや湿気による浸食を防ぎます。乾式製品は、表面に静電塗装を施した難燃性冷間圧延鋼板シェルを採用し、防塵性、防湿性、耐腐食性を備えています。さらに、通気シャッターとダストフィルターを装備することで、空気通路の循環を確保するだけでなく、粉塵の侵入も防ぎ、粉塵の多い地下環境に対応します。

固定および衝撃吸収構造

全体は強化固定設計を採用しており、鉄芯、巻線、外殻はしっかりと接続され、衝撃吸収パッドと補強ボルトが装備されているため、装置の耐衝撃性と耐衝撃性が向上し、鉱山輸送中の衝撃、巻き上げ中の衝撃、地下設備の運転によって発生する連続振動に耐えることができ、長期運転中も緩みや損傷はありません。装置の底部にはスキッドまたは吊り上げラグが装備されており、スキッドは地下軌道輸送に適しており、吊り上げラグは巻き上げ作業に便利で、狭い鉱山空間や地下坑道の輸送および設置のニーズに対応します。

電気保護およびアクセサリ構成

標準装備として、短絡、過負荷、過電圧、低電圧保護コンポーネントを内蔵した複数の電気保護装置が備えられており、故障時に迅速に電源を遮断し、事故の拡大を防ぎ、人員と設備の安全を確保します。油浸式製品には、油温計、油面計、圧力逃がし弁が追加装備されており、油の状態をリアルタイムで監視し、油温の上昇や油面の低下による設備の故障を防ぎます。乾式製品には、巻線温度コントローラーが装備されており、巻線温度をリアルタイムで監視し、過熱時には自動的に警報を発し、冷却ファンを起動します。オプションで、油クロマトグラムのオンライン監視、巻線温度のオンライン監視、遠隔監視モジュールをインストールすることで、設備の稼働状況をリアルタイムで監視し、故障の早期警告を実現し、運用保守担当者による遠隔管理を容易にし、地下での現場検査作業量を削減できます。

2.2 コア材料の選定（品質管理が可能で、過酷な鉱山環境に適応できるもの）

• 鉄芯材：国内有名ブランドの低損失方向性珪素鋼板を採用。高い透磁率、低損失、優れた耐老化性を備え、地下の高温多湿環境に長期間耐えることができ、鉄芯の錆びや磁気損失の増加も起こりにくい。

• 巻線材料：高導電性、低抵抗、高機械的強度、耐熱性、耐摩耗性を備えた無酸素銅導体を使用し、過負荷による発熱や振動摩擦による導体の変形や焼損を防ぎ、巻線の長期安定動作を保証します。

• 断熱材：油浸製品は、鉱山用の高品質特殊鉱物絶縁油を採用しており、耐湿性、耐低温性、高い絶縁強度を持ち、-20℃～+40℃の環境で安定して動作します。天然エステル絶縁油（環境保護タイプ、無毒、分解性）もオプションで設置できます。乾式製品はエポキシ樹脂鋳造を採用しており、難燃性、耐火性、無油汚染性があり、高い防火要件のある地下環境に適しています。絶縁紙はデュポン社のNOMEX®で、耐熱性、耐湿性、優れた耐老化性を備えています。

• シェル/オイルタンクの材質：冷間圧延鋼板、ステンレス鋼（オプション）、防食および防錆処理された表面は、地下鉱山の腐食性ガス、湿気、粉塵の浸食に耐え、機器の耐用年数を延ばします。シールには耐油性、耐老化性のゴムを使用しており、油浸漬製品のシール性を確保し、油漏れを防ぎます。

3．製品の主要メリット（鉱山電力配電における課題を的確に解決）

安全かつ法令遵守、高リスク鉱山シナリオへの適応

一般的な鉱山規格に厳密に準拠して設計され、KY/KA鉱山製品安全認証を取得しており、鉱山安全生産仕様に完全に準拠しているため、地下のメタンフリー炭塵エリアや地上の補助設備で直接使用できます。完全密閉構造により導電部の露出を防ぎ、複数の電気保護機能（短絡、過負荷、過電圧など）が故障に迅速に対応し、漏電や火災などの潜在的な安全上の危険を効果的に回避します。絶縁材料は耐湿性と耐老化性に優れ、高湿度、粉塵、腐食性ガスなどの過酷な地下環境に適応し、人員と設備の安全を確保します。

優れた環境適応性、過酷な作業環境への耐性

鉱山の中核的な問題点を最適化した設計、広い温度動作範囲（-20℃～+40℃）により、北部の寒冷鉱山や南部の高温多湿鉱山でも安定して動作可能。絶縁油は低温環境でも固化せず、高温環境でも放熱が安定。優れた耐衝撃性と耐衝突性を備え、鉱山輸送中の衝撃、機器操作時の振動、地下での落石の衝撃に耐え、長期運転中に緩みや故障が発生しない。高湿度環境でも絶縁性能が低下しないため、相対湿度95%以上で結露が発生する地下環境でも、追加の防湿処理なしで連続運転が可能。

優れた負荷適応性により、連続生産を確保

優れた短期過負荷耐性と耐衝撃性を備え、ファン、ウォーターポンプ、コンベア、破砕機などの鉱山設備の起動時の瞬間的な大電流や、生産中の負荷変動にも容易に対応でき、過負荷による電源供給の中断を回避し、鉱山生産の継続性を確保します。電圧と容量の仕様も充実しており、地下および地上のさまざまな負荷要件に応じて柔軟に選択でき、小規模な照明から大規模な設備への電力供給まで、さまざまな配電シナリオに対応できます。

効率的で省エネルギー、鉱山操業コストの削減

低損失指向性珪素鋼板鉄心と最適化された巻線技術を採用することで、無負荷損失は従来の変圧器より15%～25%低く、負荷損失は10%～20%低く、国家レベル1エネルギー効率基準を完全に満たし、一部の製品は超レベル1エネルギー効率を達成しています。鉱山の24時間連続操業シナリオでは、電気料金を大幅に節約できます。材料は耐腐食性と耐老化性に優れ、通常の耐用年数は30年以上、故障率が低く、メンテナンス頻度、メンテナンスコスト、停止損失が削減され、長期的な総合使用コストが大幅に削減されます。

設置と輸送が容易で、狭い鉱山スペースにも対応可能

コンパクトな構造、小型軽量設計。従来の産業用変圧器と比較して、重量が15%～20%削減されています。底部にはスキッド（地下軌道輸送に適する）、上部には吊り上げ用ラグ（吊り上げ作業に適する）が装備されており、大型の吊り上げ装置が不要で、地下坑道や狭い場所での輸送や設置が容易で、設置・輸送コストを削減できます。配線方法は柔軟で、現場の配電レイアウトに合わせて配線方向を調整できるため、鉱山の複雑な設置環境にも対応できます。

鉱山操業および保守シナリオへの適応性を備えた、便利な保守

油浸式製品は、完全に密閉された波形オイルタンクを採用しており、漏れやオイルの補充が不要で、オイルメンテナンスの作業負荷を軽減します。乾式製品は、オイルによる汚染がなく、難燃性・耐火性があり、オイル関連のメンテナンスは不要で、定期的な埃の清掃のみが必要です。オプションでインテリジェント監視モジュールとリモート監視モジュールが利用可能で、操作および保守担当者は、コンピュータや携帯電話を介して機器の動作パラメータ（温度、電流、電圧など）をリモートで確認し、故障の早期警告とデータ統計を実現できます。24時間体制の現場勤務は不要で、地下検査の作業負荷と操作および保守担当者の労働強度を大幅に軽減します。

法令遵守、耐久性、品質保証

主要材料はすべて国内の有名ブランドから選定され、製造工程は国家および業界標準に厳密に従い、原材料検査、半製品検査、完成品検査など複数の工程を経て製造されます。工場出荷前には、無負荷試験、負荷試験、過負荷試験、絶縁試験などが実施され、製品性能が基準を満たしていることが保証されます。製品は高い一貫性を持ち、鉱山安全認証を取得しており、追加の変換なしに鉱山配電システムに直接接続でき、鉱山の安全生産要件に適合します。

4. 代表的な適用事例（様々な鉱山電力配電ニーズへの的確な対応）

4.1 地下非爆発危険区域における電力配電

メタン、石炭粉塵、可燃性・爆発性ガスのない地下空間に適応し、輸送路、還気路、掘削作業面における補助電源供給、地下照明電源供給、小型制御機器への電源供給、地下ファン室、ポンプ室、変電所への電源供給などに適しています。地下の高湿度、粉塵、強い振動環境にも耐え、地下生産設備や照明システムへの安定した電力供給を保証します。

4.2 鉱山敷地内補助設備への電力供給

鉱山の地上変電所、ファン室、ポンプ室、破砕工場、選炭工場、石炭選炭工場などの補助施設に適しており、地上の大型設備（破砕機、コンベア、石炭選炭設備など）、オフィスエリア、照明システムに安定した電力を供給します。低騒音・低損失設計により、地上の環境保護および騒音対策の要件を満たしています。

4.3 同様の過酷な環境における電力配分

鉱山現場以外にも、トンネル工事（地下鉄トンネル、高速道路トンネル）、冶金・化学工業など、粉塵、高湿度、強い振動、大きな負荷変動といった過酷な環境にも適応可能であり、各種機器の安定稼働を確保するための特殊な配電装置として活用できます。

5．仕様、モデル、カスタマイズサービス（オンデマンド対応、個々の鉱山ニーズへの対応）

5.1 従来の仕様

• 電圧レベル：高電圧は6kV、10kV（主流）、3kVや110kVなどの特殊電圧レベルはカスタマイズ可能。低電圧は380V、660V、1140V、127Vで、必要に応じて調整可能。

• 容量範囲：50kVA～2000kVAで、実際の負荷要件に応じて柔軟に選択でき、さまざまな鉱山電力配分シナリオに対応します。

• 製品タイプ：油浸式（KSシリーズ）、乾式（KSGシリーズ）。油浸式は換気の良い地上および地下エリアに適しており、乾式は高い防火性能が求められ、油汚染の心配がない地下エリアに適しています。

• 接続グループラベル：Dyn11、Yyn0（主流）、負荷時タップ切換（OLTC）および無負荷時タップ切換をサポートし、タップ切換範囲は鉱山電力系統の電圧変動に応じてカスタマイズできます。

• 保護等級：屋外モデルはIP54、地下モデルは防塵・防湿構造にアップグレードされており、設置環境に応じてIP65までアップグレード可能です。

• 冷却方式：油浸式（ONAN、ONAF）、乾式（AN、AF）があり、周囲温度や負荷条件に応じて選択可能です。

5.2 カスタマイズサービス

さまざまな鉱山シナリオにおける個々のニーズと組み合わせることで、実際の配電上の課題に的確に対応するための包括的なカスタマイズサービスが提供されます。

• 負荷のカスタマイズ：鉱山設備の起動時の衝撃強度と短時間の高負荷の持続時間に応じて、1.2倍から2.2倍までの異なるレベルの過負荷容量をカスタマイズし、ファンやウォーターポンプなどの変動する負荷に対応します。

• 構造のカスタマイズ：狭い地下通路や高所設置などの特殊な空間に合わせて機器の容積と重量をカスタマイズします。鉱山の強い振動状況に対応するために衝撃吸収構造を強化します。腐食性の高い地下環境に対応するために筐体の耐腐食レベルをカスタマイズします。

• 電圧と容量のカスタマイズ：特殊な電圧レベル（3kV、110kVなど）や非標準容量をカスタマイズして、鉱山の特殊な配電システムに対応します。接続グループと電圧調整範囲を調整して、鉱山の電力網の電圧変動に対応します。

• アクセサリのカスタマイズ：必要に応じて、オイルクロマトグラムのオンライン監視、リモート監視、避雷および接地、防爆型ジャンクションボックスなどのアクセサリを構成し、インテリジェントな運用と保守を実現します。また、変圧器、スイッチ、保護装置を統合した統合配電方式をカスタマイズすることで、現場での設置作業量を削減します。

• 環境保護カスタマイズ：油浸製品は天然エステル絶縁油（無毒で分解性）にアップグレードでき、乾式製品は難燃性能を強化して、鉱山環境保護および防火要件に対応できます。