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Dec 15, 2023

研究により、地震後の発電所への経済的損失を抑制できる可能性がある

Sopra il trasformatore di potenza svolge un ruolo importante un sistema di boccole

変圧器の上にはブッシング システムが設置されており、地域社会に電力を供給する上で重要な役割を果たしています。 しかし、これらの物体は地震の際に壊れやすいものでもあります。 ブッシュが損傷すると、広範囲にわたる停電を引き起こし、州に高額な修理費を負担させる可能性があります。

最近の研究で、テキサス A&M 大学の研究者らは、高い地震活動中に、ブッシング システムのベースをスチール製の補強材で補強することで、ブッシング システムの構造的完全性をより良く維持できることを示しました。 また、確率に基づく損失評価研究を使用することにより、地震によるブッシング システムの損傷による経済的負担が、鋼鉄強化変圧器ブッシング システムでは他のブッシング構成と比較して最大 10 倍低いことがわかりました。

「変圧器のブッシング システムは変電所ネットワークにとって不可欠であり、これらのコンポーネントはカリフォルニアや北東部の一部などの高地震地域では特に脆弱です」とザクリ土木環境工学部助教授のマリア・コリウ氏は述べた。 「私たちは、電力網の復旧までのコストと時間の観点から、ブッシングの損傷による影響について、リスクと損失の完全な評価を実施しました。」

研究の詳細は、『Structure and Infrastructure Engineering』誌の 7 月号に掲載されています。

電気ブッシングは、高電圧電流が流れる導体を取り囲むスリーブ状のカバーです。 通常、これらのシステムは変圧器や回路ブレーカーのすぐ近くにあり、金属線から電流が漏れないようにします。 ブッシュは絶縁体、特に磁器で作られており、鉱物油が充填されています。

ブッシュは強い電界に耐える能力があるにもかかわらず、脆く、高い地震活動が発生した場合に簡単に亀裂が発生する可能性があります。 したがって、それらが損傷すると、電気的危険が生じます。 ブッシング システムのさらに広範囲にわたる構造損傷は、広範囲にわたる停電と高額な交換コストを引き起こす可能性があります。

損傷を軽減して修理する方法の 1 つは、ブッシュを鋼板で強化することです。 強力な基礎が建物の安定性を向上させるのと同じように、鋼製曲げ補強材をブッシュのベースにできる限り近づけると、地震時のブッシュの安定性が向上することが示されています。 しかし、コリオウ氏は、復旧コストの観点からブッシングシステムに対する耐震脆弱性の影響についてのより包括的な分析が不足していると述べた。

このギャップに対処するために、Koliou 氏と大学院生の Andrew Brennan 氏は確率分析を実施し、さまざまな強さの地震動におけるブッシュの損傷によって生じる経済的損失を比較しました。 彼らは、中電圧および高電圧のシナリオを代表するさまざまな形状のブッシングを調査しました。 さらに重要なことは、一部のブッシュには鋼板の補強材が付いているものもあれば、元の設計では付いていないものもありました。

Koliou と Brennan は、ブッシュのベースが鋼板で補強されている場合、研究で考慮された地震強度に対する経済的損失が 33 ～ 55% 低いことを発見しました。 実際、鋼製補強材のないブッシュで予想される年間損失は、さまざまな地震動を受けた場合、少なくとも 2.5 ～ 10 倍大きくなります。

「私たちの結果は、鋼製補強材がブッシュの損傷を防ぐのに効果的であることを示していますが、構造エンジニアにとっての「効果的」の意味は、そうでない人にとってはほとんど意味を持ちません。私たちは、エンジニア以外の利害関係者のために、より実践的な言葉で私たちの発見を一般化したいと考えました。 」とコリオウ氏は語った。 「そこで、私たちは鋼製補強材を使用する利点を、金額とさまざまな地震シナリオでの回復にかかる時間の観点から定量化しました。これはより簡単に解釈できます。」

Vandana Suresh によるこの記事は、もともと工学部の Web サイトに掲載されたものです。

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